水泥土搅拌桩智能化施工控制研究

针对目前国内水泥土搅拌桩施工自动化程度低、施工质量监控方法落后等问题,研发水泥土搅拌桩智能化施工控制系统,通过现场试验对该系统的应用效果进行了研究。研究表明:在成桩施工过程中,智能化施工控制系统可对成桩深度、喷浆量等施工参数进行远程监控;下钻过程中可自动判别土层,并据此实时调整下钻喷浆量;提钻时则切换为少量均匀喷浆,以防止送浆通道的堵塞。水泥土搅拌桩智能化监控可有效控制关键施工参数,通过土层的自动识别实现优化变频喷浆,有效保证水泥土搅拌桩成桩质量,同时节省水泥用量。     

不同直径盾构隧道地层损失率的对比研究

地层损失率是引起地面沉降最主要的因素之一。因此,收集了国内盾构隧道地面最大沉降实测数据,利用Peck公式反推得到地层损失率的取值,研究大直径(D10m)与中小直径盾构隧道地层损失率的分布规律及主要影响因素。结果表明:(1)中小直径、大直径盾构隧道施工引起的地层损失率分别有93.19%在0%～2.0%、近70%在0%～0.5%之间,大直径盾构隧道施工引起的地层损失率数值更小,分布更集中;(2)中小直径、大直径盾构隧道引起的地层损失率分别随着地层条件变好、地层渗透性的变小而减小;(3)两种直径盾构隧道的地面最大沉降与地层损失率均具有一定的线性相关性;(4)隧道覆土深度比与地层损失率的相关性较弱;(5)中小直径盾构隧道引起的地层损失率随着地层黏聚力、内摩擦角以及弹性模量的增大而逐渐减小。研究成果可为今后相关地区类似隧道工程施工诱发的地面沉降预测和施工控制提供科学参考。     

钉形搅拌桩复合地基承载力特性

为了研究钉形搅拌桩复合地基的承载特性,通过现场复合地基荷载试验对比分析了钉形搅拌桩和常规搅拌桩复合地基的承载力与桩土应力比,以三维数值模拟分析了设计参数对钉形搅拌桩复合地基承载力的影响,并探讨了钉形搅拌桩复合地基承载力计算方法。现场试验结果表明：钉形搅拌桩在节省水泥用量和施工时间的同时,取得了比常规搅拌桩更高的复合地基承载力,显示出很好的加固效果和经济效益。数值模拟结果表明：钉形搅拌桩复合地基承载力随着扩大头高度增加或桩间距减小而增大,随扩大头直径或桩长先增大后不变,即从复合地基承载力角度存在最优扩大头直径和桩长。钉形搅拌桩单桩承载力包括了扩大头下部土体的贡献,故可以将钉形搅拌桩等效为直径为扩大头直径的常规截面搅拌桩,按照桩、土复合的方法进行复合地基承载力计算,计算实例表明该方法计算的钉形搅拌桩复合地基承载力与现场荷载试验的结果比较接近。     

水泥土桩处理软土地基的优化设计

水泥土桩由于其本身的优越性已越来越多地被应用到高等级公路的软基加固中。文章提出水泥土桩处理软土地基的优化设计方法 ,并探讨了设计桩长、最佳掺入比、最佳置换率的确定方法 ,具有一定的工程应用价值     

双向搅拌桩加固高速公路软土地基现场对比试验研究

 针对国内水泥土搅拌桩施工工艺存在的问题,提出了双向水泥土搅拌桩技术。为了分析双向搅拌桩加固高速公路软土地基的处理效果,在同一场地进行了双向搅拌桩和常规搅拌桩试验段工程,对比分析了双向搅拌桩和常规搅拌桩的桩身质量、施工扰动、复合地基承载力和路堤荷载下的工作性状特点。现场试验结果表明,双向搅拌技术能有效地提高搅拌均匀性、消除冒浆现象,并减小搅拌桩施工对桩周土体的扰动;双向搅拌桩桩身质量均匀,桩身强度沿深度变化较小,复合地基承载力高于常规搅拌桩复合地基;填土高度相近时,双向搅拌桩荷载分担比高于常规搅拌桩,地表沉降和坡角处最大水平位移小于常规搅拌桩复合地基,而地基固结速率快于常规搅拌桩复合地基。研究结果表明,双向搅拌桩在高速公路软土地基处理工程中具有很好的应用前景。     

粉土固化稳定机理研究

将稳定土体系中固化剂所起的作用界定为复合胶凝和填充增强两大效应,而复合胶凝效应又进一步归结为水化、激发和离子交换三种作用。提出了基准土强度指数、固化剂的复合胶凝效应、填充增强效应和效应百分比的计算和试验方法,对比了不同掺量粉土固化剂的两种效应的大小及变化规律。研究表明,固化剂固化粉土同时存在填充增强效应和复合胶凝效应,并随龄期的增长均呈现不断增强的趋势,但是增长的快慢和大小有所区别。试验证实了稳定土体系中水化作用、激发作用和离子交换作用均不同程度地存在。最终提出了粉土固化稳定机理的物理模型。     

软土地层大直径泥水盾构掘进引起的地面变形分析

为了研究大直径泥水平衡盾构施工引起的地层变形,基于Mindlin解,推导了在泥浆重度影响下开挖面不均匀附加压力、不均匀分布下盾壳摩擦力、环向消散下盾尾注浆压力引起的地层变形,叠加地层损失引起的地层变形,获得了大直径泥水平衡盾构施工引起地层变形的计算公式,典型工程实例结果表明:①不考虑泥浆重度、不均匀分布和环向消散等因素会高估地面纵向位移的隆起值而低估沉降值,本文计算方法所得地面纵向位移与实测值吻合较好;②本文方法计算所得的大直径泥水平衡盾构施工引起的地面横向位移与实测变形基本吻合,且符合高斯曲线正态分布。研究成果可为控制和预测大直径盾构隧道施工引起的地层位移提供理论指导。     

加州承载比试验作用机理和影响因素研究

加州承载比即CBR,由美国加利福尼亚州公路局首先提出来,是用于评定路基土和路面材料的强度指标。CBR试验是公路路面设计的重要组成部分。本文根据大量不同土料的CBR试验数据,对CBR试验的作用机理和影响因素进行了研究,并对有关CBR试验规程中存在的问题进行了探讨。     

钉形搅拌桩与常规搅拌桩加固软土地基的对比研究

针对国内水泥土搅拌桩应用中存在的技术问题,介绍了笔者研制的钉形水泥土搅拌桩及其施工工艺。通过江苏省高速公路钉形搅拌桩与常规搅拌桩加固软土地基的试验段工程,分别进行了载荷试验、标准贯入试验、芯样的无侧限抗压强度试验;进行了路堤荷载作用下的沉降、深层水平位移、超静孔压、荷载传递等监测,从桩身强度、成桩质量、荷载传递、加固效果等方面对钉形搅拌桩与常规搅拌桩加固软土地基进行了对比研究,论证了钉形搅拌桩加固软土地基的优越性和经济性,结果表明,钉形水泥土搅拌桩具有很好的工程应用前景。     

水泥土搅拌桩施工智能化控制技术

针对目前国内水泥土搅拌桩施工自动化程度低、质量监测方法落后以及设计施工参数简单化处理等问题,研发水泥土搅拌桩智能化施工控制系统,进行水泥土搅拌桩施工智能化控制技术研究。研究表明:水泥土搅拌桩智能化施工控制系统能够实现施工参数采集及全过程远程有效监控,通过对桩长、桩体垂直度、水泥掺入量等施工参数的自动控制,有效保证成桩质量;根据搅拌桩机钻杆电流随深度的变化,确定桩位处实际土层条件,通过喷浆量自动调控程序实现水泥土搅拌桩优化变频喷浆,优化设计施工参数,有效提高整个场地的处理效果。