土遗址裂隙加固桩–浆协同效果与机制研究

既往研究表明以生石灰为掺料的浆液与土遗址兼容性良好,并且发现在此类浆液中添加微型石灰桩能够更好地消除浆–土界面的干缩分异现象。因此,为探究桩–浆协同作用下裂隙的加固效果与机制,开展单独注浆工艺和宽径比(裂隙宽度与石灰桩直径的比值)为1.5、2.0、2.5和3.0的桩–浆协同工艺下室内遗址土裂隙注浆试验。首先,在浆液养护63 d后,对裂隙两侧等距土体的宏观性质指标(贯入阻力、密度、液塑限和颗粒组成)进行测试;然后,利用扫描电子显微镜图像、比表面积(SSA)、阳离子交换量(CEC)及土体孔隙相对变化率(Pr)对裂隙注浆后加固效果进行定性和定量联合分析。结果表明:桩–浆协同作用下,宽径比小于2.5时,裂隙两侧土体的加固效果均优于单独注浆条件。土体被加固效果随着宽径比增加先增加后减小,宽径比为2.0时效果最佳;宽径比大于3.0时,加固效果弱于单独注浆条件。结果反映了分属于石灰桩和浆液的膨胀和离子迁移对裂隙两侧土体的挤密和团聚作用不是简单的线性叠加,而是当宽径比超过2.0时,出现浆液对石灰桩的挤密和团聚作用产生了明显的抑制反馈。     

土体劈裂注浆加固主控因素模拟试验

为了分析注浆挤密及浆脉骨架对注浆加固效果的影响,确定注浆加固主控因素,提出注浆挤密系数及浆脉骨架系数和其计算方法,设计土体劈裂注浆加固三维模拟试验系统,开展土体注浆加固模拟试验.采用凝固时间显著不同的水泥浆液及水泥-水玻璃浆液分别对土体进行注浆加固,形成不同空间分布状态的浆脉骨架;通过测定注浆压力、土压力、土体密度及浆脉空间分布特征确定注浆挤密系数及浆脉骨架系数;监测隧道收敛变形以评价注浆加固效果,定性分析注浆挤密及浆脉骨架作用对注浆加固效果的影响.研究结果表明,水泥-水玻璃浆液注浆挤密程度大于水泥浆液,水泥-水玻璃浆液骨架作用小于水泥浆液;注浆挤密作用对于注浆加固效果的影响程度大于浆脉骨架作用,注浆挤密作用是影响土体劈裂注浆加固效果的主控因素.     

土遗址裂隙注浆浆-土界面粘结性能干旱环境耐久性对比

针对协同作用下浆-土界面干旱环境耐久性问题,采用原状遗址土进行4种有无桩-浆协同作用模式下的室内模拟裂隙注浆,对不同模式下所形成的浆-土界面进行干湿、冻融、耐盐和耐碱4种典型干旱环境耐久性试验,在不同龄期对试样进行波速测量和界面直剪试验,通过对比分析其波速、界面力学参数、界面破坏模式以及剪切应力-位移关系来揭示浆-土界面粘结性能在干旱环境下的劣化特征与规律。研究表明：整个龄期界面的破坏形式以平直界面的粘结破坏和起伏界面的粘结与切齿联合破坏为主;在任意一种耐久性条件下,4种注浆模式下的浆土-界面的波速、表面残留土体厚度、峰值剪应力、界面抗剪强度参数均随龄期增加呈下降趋势,且大小关系均表现为起伏有桩模式>起伏无桩模式>平直有桩模式>平直无桩模式;以上规律均表明桩-浆协同下土遗址裂隙浆-土界面粘结性能的干旱环境耐久性能明显优于单独注浆模式。     

碎石桩加固液化砂土孔隙水压力变化

通过振动台对未加固与碎石桩加固的液化砂土的宏观表现及孔隙水压力曲线、孔压比曲线比较,得到碎石桩加固液化地基土不仅有挤密增强土体抗液化效果,而且随着排水,土体强度也在逐渐增强.说明工程实际中碎石桩加固液化土只考虑挤密过于保守.     

灰土挤密桩处理湿陷性黄土地基理论分析及试验

通过对前人的理论实验研究,分析了石灰桩的化学机理以及力学性能;其次,对石灰桩加固处理湿陷性黄土的效果进行理论分析,从理论上对石灰桩加固湿陷性黄土作了有益的探索,确定了膨胀有效半径,石灰桩膨胀压力增量,石灰桩的膨胀量,推导了石灰桩膨胀过程中桩及桩间土密实度的关系,通过推导石灰桩挤密之后的复合地基密实度以及孔隙比的表达式,从而可以对复合地基的承载力进行估算;最后通过工程实验,测量了石灰桩膨胀法加固湿陷性黄土时黄土的各项力学参数的变化以及进行了评价.结果表明灰土挤密处理湿陷性黄土地基是一种有效经济的方法.     

振冲碎石桩加固地基的应用实例

碎石桩在成孔和挤密碎石过程中,土体在水平激振力作用下产生经向位移,其密度增高,孔隙比减小.对液化土层,碎石桩穿过液化土层,挤密土体,达到消除饱和土中的超孔隙水压力的目的.碎石桩加固地基的实质是把松散的天然地基变成由碎石桩和挤密的桩间土组成共同工作的复合地基,以达到提高承载力的目的.文章结合实例介绍了振冲碎石桩的原理以及施工工艺.     

薄壁锥端注浆微型钢管桩抗拔承载特性的现场试验

为解决新时期电网“绿色建设”的需求,研发并应用新型环保型基础是电网建设中的首要任务之一。本文提出一种改进的薄壁锥端注浆微型钢管桩,通过现场试验,研究该类钢管桩的抗拔承载特性。 以双楼～交河入东光北变220kV线路工程为工程背景,设计出?159 mm和?203 mm两种桩径、5 m和8 m两种埋深、注浆与不注浆两种条件,共18根钢管桩,开展了18组试验桩的现场抗拔承载特性试验,对比分析了注浆作用对不同型号抗拔桩荷载位移曲线、抗拔承载力以及桩周土体破坏模式的影响;基于现场试验获取的桩土界面的破坏机制,建立桩土体系的有限元模型,对钢管桩上拔变形破坏过程进行数值模拟分析,重点佐证了现场试验中得出的桩土界面破坏模式;通过测试注浆前后桩周土体的抗剪强度参数和微观结构,分析了注浆作用对桩周土体影响的宏微观机制。 试验分析表明：① 注浆前后钢管桩荷载位移曲线由陡降型转变为缓变型,塑性变形特性增强;②注浆前后钢管桩抗拔承载力提高59%?148%,提高幅度与其长细比呈负相关;③未注浆钢管桩发生破坏时,地表土体鲜见裂缝,桩体近乎被抽出,注浆钢管桩破坏时地表土体出现径向与环向裂缝;④注浆过程中的浆液向土体空隙中不断渗透,充填了大量空隙,从而加固了桩周土体,最终在钢管桩周围形成水泥固结体,其与桩周土体之间形成剪切面,这一结论同时也得到数值模拟结果的佐证。 注浆作用对钢管桩抗拔承载力的影响机制主要体现在有效剪切面积的加大和桩周土体侧摩阻力的提高两个方面。工程应用表明,该桩型具有施工周期快、承载力高、对周围环境破坏小的优点,在双楼～交河入东光北变220 kV线路工程中应用效果良好。     

端帽式碎石注浆桩在路堤荷载下工作性状

为有效控制路基的工后沉降,提出了路堤荷载下端帽式碎石注浆桩技术。针对路堤荷载下复合地基的工作性状,对端帽式碎石注浆桩进行了分析,研究表明:上端帽提高了桩体荷载分担比,减小了桩顶刺入变形;通过桩体穿越软土层将更多路堤载荷传至深层,减小软土层后期沉降;提高注浆压力以扩大注浆加固区半径,加强浅层注浆,减小桩间土沉降。桩下端注浆扩大体,对所在持力层进行挤密加固;扩大桩底面积,减少桩体向下的刺入变形,降低复合地基工后沉降。对不同桩距、浆液扩散区进行比较,提出了合理的布桩建议。与普通碎石注浆桩相比,端帽式碎石注浆桩在提高承载力和减少复合地基沉降,特别在控制路基的工后沉降方面效果显著。     

PHC管桩挤土效应理论研究

假定桩周土体服从摩尔-库仑强度准则,采用圆孔扩张理论,对PHC管桩内外径比关系与挤土效应之间的关系、PHC管桩与实心桩挤土效应差异等进行了研究,并得出了一些有价值的结论。     

高速公路岩溶路基注浆效果综合评价

为了对高速公路路基注浆加固效果进行评价,采用注水试验、触探试验、检查孔取芯与孔内电视摄像方法进行检测.注浆后注水试验法检测结果表明,地层透水率都低于47 Lu,能够防止上部软塑状粉质粘土沿溶洞、溶蚀裂隙产生流动与淘空;触探试验结果表明,注浆后不同深度路基承载力的取值fak≥248 kPa;检查孔取芯结果表明,浆液在土体中形成纵横交错浆脉骨架的复合土体能大幅提高土体的强度;钻孔孔内电视摄像结果表明,注浆前土体空隙较大,注浆后土体中的空隙全部被水泥浆脉充填.4种检验方法表明注浆后效果良好,同时也表明综合评价法是评价注浆效果的有效方法,对类似工程具有一定的借鉴与指导意义.     

Calculation method of composite foundation sedimentation of grouting pile with cover plate under embankment load

Grouting pile is a new soft soil foundation treatment method with characteristics such as no vibration, no noise, no soil compaction, light construction machines and quick construction velocity and so on. At present, study on reinforcement mechanism and design calculation method of composite foundation of grouting pile is initially started without design specifications, so it is usually required to draw on design specifications of stump pile when designing composite foundation of grouting pile while grouting pile has its characteristics and difference although reinforcement mechanisms and construction processes of two types of piles are similar. Sedimentation formula of composite foundation of grouting pile with cover plate is educed and a suitable deformation mode is proposed by aiming to deformation characteristics of composite foundation of grouting pile with cover plate under embankment load on basis of relevant sedimentation theories of composite foundation by combination of characteristics of composite foundation of grouting pile. The sedimentation calculation formula of grouting pile with cover plate under embankment load is educed according to balance relation of force and displacement coordination conditions by elastic theory and sedimentation calculation model established is validated by sedimentation monitoring documents of one expressway in China.     

以峰值轴向应变评价麦秸秆和石灰加筋固化盐渍土的抗变形性能

为了解决滨海盐渍土的低强度和大变形问题,利用麦秸秆和石灰对盐渍土加筋及固化。完成了直径152mm重型击实试样、直径102mm轻型击实试样的无侧限抗压试验以及直径61.8mm试样的三轴压缩试验,分析了加筋土峰值轴向应变的变化规律,并在此基础上评价了加筋土的抗变形能力。结果显示随着含水率增加,加筋土的抗变形能力减弱;随着加筋长度和质量加筋率增加,加筋土的抗变形能力逐渐增强,超过一定的加筋长度和质量加筋率,加筋土的抗变形能力又开始减弱。加筋土的最优抗变形性能与麦秸秆的加筋条件有关。重型击实试样的适宜加筋长度为50mm,适宜质量加筋率为0.25%。轻型击实试样分别为30mm和0.25%。上部均匀加筋、整体均匀加筋和下部均匀加筋的直径为61.8mm的加筋石灰土试样则分别为20mm和0.25%。麦秸秆和石灰共同加筋固化可以使滨海盐渍土的强度和抗变形能力增强。     

灌注桩桩端后压浆效果的室内模型试验

通过室内模型试验,对桩端后压浆灌注桩进行静载试验以及开挖观察,探讨了加固体的性状以及压浆参数对单桩承载力特性的影响,分析了灌注桩荷载传递特点和桩端阻、侧阻随荷载增加的变化趋势。经试验发现：压浆量、压浆压力以及岩土的可灌性是影响加固体性状的主要因素;浆液上返与桩周土作用形成的复合桩身形式对桩侧摩阻力影响较大,桩侧扩径效果明显处其侧摩阻力提高幅度大;桩端后压浆改变灌注桩承载力特性,常规桩表现出摩擦型端承桩性质,桩端压浆后表现出端承桩特性。     

桩端压力注浆补强大直径灌注问题桩案例研究

根据桩端压力注浆机理，对某工程大直径灌注问题桩进行补强处理。文章主要阐述了加固处理的程序，以及在处理过程中需要特别注意的某些质量控制环节，最后展示其试验检测结果。检测结果表明：桩端压力注浆可以有效地提高大直径灌注桩中的一些问题桩的单桩极限承载力；虽然很难确定其提高承载力幅度的具体数值，但仍不失为处理该类桩中问题桩的一种有效方法。     

某电厂湿陷性黄土地基处理方法的对比

对山西朔州某电厂夯扩大头桩与素土挤密桩和后压浆旋挖灌注桩与素土挤密桩2种地基处理方案进行全面分析对比,揭示了黄土湿陷性对桩基承载力的影响,并得出了优化地基处理方案,为以后湿陷性黄土地区桩基设计提供一些经验.     

西安地铁盾构隧道穿越地裂缝带的适应性与应对措施

盾构能否通过地裂缝是西安地铁建设中的难题,结构的适应性与应对措施是关键。以西安市唯一的市域环线——地铁8号线为工程背景,基于现场调查、资料收集、InSAR监测及有限元数值模拟,讨论了西安地裂缝活动趋势与地铁沿线地裂缝的活动性分级,分析了不同管片拼装方式和断面尺寸的盾构隧道在地裂缝场地的适应性,提出了盾构隧道穿越地裂缝带的二次衬砌与暗梁、钢管片、注浆加固、手孔局部加固等应对措施,并验证了其有效性。结果表明:在地裂缝活动性弱的Ⅳ级场地可采用盾构隧道,错缝拼装优于通缝拼装,且盾构最优直径D=6.2 m; 盾构隧道的纵向设防长度为距地裂缝带0.75D～1.50D的范围,并与隧道穿越地裂缝带的角度有关。研究结果可为地铁盾构隧道穿越地裂缝带结构设计与病害防治提供科学指导。     

含水层加固后井壁与围岩相互作用的数值分析

用有限元法对含水层注浆加固前后井壁竖直附加力的大小及其变化规律进行了深入分析和研究,得出了注浆加固宽度、加固距离、含水层固结压缩量等参数与井壁附加力及其折减率的关系．结果表明,井壁附加力折减率与含水层加固宽度呈线性关系;与加固距离呈二次非线性关系,加固宽度一定时,存在一个最佳加固距离;井壁附加力折减率与含水层疏水压缩过程无关．     

高压旋喷桩加固地基的施工实践

结合具体工程加固实践,探讨了高压旋喷桩的施工工艺及技术措施;对加固效果的分析表明,高压旋喷桩加固地基是加固软土地基的一种较好方法。     

浆液性质对注浆压力及扩散方式的影响规律

为研究浆液性质对于注浆压力及浆液扩散模式的影响规律,设计了注浆扩散模拟试验系统。该系统通过采用整体填土压实,相比常规人工分层填土压实,可有效避免土体内部层间界面的产生,从而避免层间界面对于浆液扩散的影响。通过上述注浆扩散模拟试验系统开展了羧甲基纤维素钠浆液(模拟渗透注浆)、水泥单液及水泥-水玻璃浆液的土体注浆试验,分析注浆压力及浆液扩散特征,并针对注浆压力进行理论分析验证。研究结果表明:浆液性质对于注浆压力增长及劈裂特征点具有显著影响,通过分析注浆压力增长趋势及劈裂特征点特征可判定浆液扩散模式。