LNG储罐高承台灌注桩“一体成型”关键技术及优化分析

液化天然气(LNG)储罐基础对安全性敏感,储罐对沉降要求高,为满足低温储罐的工艺设计要求,通常采用基础底板架空方式,形成露出地面1.5m左右的高承台桩基础。通过对高承台灌注桩常用施工方法进行分析,提出灌注桩与短柱"一体成型"方法,从短柱与灌注桩的衔接、桩柱中心重合、短柱支模及浇筑三方面对"一体成型"方法的关键技术进行分析,并结合某LNG项目对短柱与桩的衔接工艺、短柱与桩同心控制进行优化分析,采用超声波波速试验、水平静载试验对桩身质量检测,结果表明"一体成型"方法保证了桩柱连接性能,实现了桩柱同心。     

深厚回填土地基高能级强夯有效加固深度计算方法及影响因素研究

采用高能级强夯处理深厚回填土地基时,可提高地基土的强度和均匀性,降低压缩性,减小沉降量,消除液化和湿陷性等。目前对高能级强夯有效加固深度的研究尚未成熟,规范给出的经验公式又不适用,因此进行高能级强夯有效加固深度计算方法和影响因素研究非常必要。本文针对在碎石土、湿陷性黄土、砂土三种回填土地基上进行的高能级强夯试验,采用平板载荷试验、动力触探试验、瑞利波测试方法研究强夯前、强夯后浅层地基承载力和深层密实度的变化,提出考虑土类别的高能级强夯有效加固深度计算公式,并得到了修正系数取值表。通过分析夯点间距、锤底面积对不同回填土地基有效加固深度的变化规律,得到高能级强夯优化设计参数,可为工程实践提供参考。     

基于夯击能和夯沉量的强夯参数优化分析

对回填全风化泥质粉砂岩地基,采用强夯法处理。首先,通过建立强夯能级与击实试验击数及最优含水量的关系,进行不同击实功下的击实试验,从夯击能的角度对强夯设计参数进行优化。其次,采用理论推导、曲线拟合的方法建立夯沉量与击实度之间的关系式,通过在不同夯沉量时钻孔取样、测定试件的击实度,以验证夯沉量与击实度的关系式,进而提出以夯沉量检测击实度的方法,对强夯施工参数进行优化。试验结果表明:击实试验击数对最优含水量的影响较大,击实试验的击数宜按现场单位体积夯击能与击实试验单位体积击实能基本相等的原则确定。利用夯后沉降量与夯后土体击实系数的关系式,通过夯沉量控制土层击实度,其值与现场实测击实度相差3.25%,误差较小,说明利用拟合关系式由夯沉量估算击实度是可行的。浅层平板荷载试验和瑞利波试验结果表明:夯后地基承载力、有效加固深度均满足设计要求,说明优化后的强夯参数科学、合理。     

动力夯实法处理湿陷性黄土的微观机理

利用取自山西的湿陷性黄土,模拟动力夯实现场试验,设计不同夯击次数的模型试验,得到随着夯击次数的增加,土样的密度、强度参数逐渐提高,湿陷性系数逐渐降低的变化规律,但当夯击次数大于8次时,土样竖向变形、密度、内摩擦角和粘聚力均趋于稳定,且湿陷性系数小于0.015.另外,对不同夯击次数下的土样进行SEM（扫描电镜）微观试验,编制SEM图像分析程序,经定性分析得到：随着夯击次数的增加,中小孔隙含量越来越大;夯击前土样等效孔径16 μm以下的孔隙占92.6％,大于16 μm的大孔隙占7.4％,小于4 μm的小孔隙占66.9％.10次夯击后,土体中几乎不存在等效孔径大于16 μm的大孔隙,而等效孔径小于4 μm的小孔隙占81.8％.经定量分析建立了夯击次数与平面孔隙率、平均等效孔径之间的量化关系.从而建立了湿陷性系数与平面孔隙率和平均等效孔径的量化关系.     

深厚粉细砂场地8000 kN·m能级强夯振动衰减规律研究

为研究砂土场地强夯振动规律,减少强夯对周边环境的影响,在某深厚粉细砂场地进行8 000 kN·m强夯试验,并进行强夯振动监测,分析强夯振动随测点距离的衰减变化规律和随楼层的衰减变化规律,确定了8 000 kN·m能级强夯安全施工距离,并对隔振沟隔振效果进行振动监测.根据试验数据进行非线性拟合,得到三向合振速随距离、楼层的变化规律,在夯点处,垂向振速最大,随着距夯点距离的增加,环向振速最大,在该深厚粉细砂场地8 000 kN·m能级强夯振动下的安全施工距离为220 m;在不同楼层处,环向振速最大,在安全施工距离内,相比于框架结构,强夯振动对砖混结构的影响较大.     

动力夯实法处理湿陷性黄土的微观机理

利用取自山西的湿陷性黄土,模拟动力夯实现场试验,设计不同夯击次数的模型试验,得到随着夯击次数的增加,土样的密度、强度参数逐渐提高,湿陷性系数逐渐降低的变化规律,但当夯击次数大于8次时,土样竖向变形、密度、内摩擦角和粘聚力均趋于稳定,且湿陷性系数小于0.015。另外,对不同夯击次数下的土样进行SEM(扫描电镜)微观试验,编制SEM图像分析程序,经定性分析得到:随着夯击次数的增加,中小孔隙含量越来越大;夯击前土样等效孔径16μm以下的孔隙占92.6%,大于16μm的大孔隙占7.4%,小于4μm的小孔隙占66.9%。10次夯击后,土体中几乎不存在等效孔径大于16μm的大孔隙,而等效孔径小于4μm的小孔隙占81.8%。经定量分析建立了夯击次数与平面孔隙率、平均等效孔径之间的量化关系。从而建立了湿陷性系数与平面孔隙率和平均等效孔径的量化关系。     

海相淤泥质土地基加筋滤网碎石桩竖向承载性能试验研究

为研究加筋滤网碎石桩竖向承载性能,对现场海相淤泥质软土地基,采用预成孔加筋滤网碎石桩处理。通过超重型动力触探、平板载荷试验对处理效果进行评价,分析加筋滤网碎石桩单桩竖向承载性能。通过建立加筋滤网碎石桩单桩有限元模型,分析加筋滤网包裹长度对碎石桩单桩承载性能的影响规律。结果表明:加筋滤网碎石桩单桩竖向承载力特征值约是普通碎石桩的2.4倍;加筋滤网对碎石桩的侧向约束作用、承载力贡献均存在尺寸效应,对HP470型加筋滤网,当桩体直径大于1 200 mm时,加筋滤网对桩身的侧向约束作用减弱,对承载力的提高作用减小,碎石桩体发挥主要作用;加筋滤网碎石桩(2～3)d(d为桩径)深度范围内桩体碎石密实度对单桩竖向承载力有显著影响,对由桩顶至3d深度范围内的碎石经3 000 kN·m能级强夯加固,单桩竖向承载力特征值较夯前提高约4.1倍;当竖向荷载P=200～250 kPa时,对于HP470型加筋滤网,在满足承载力和变形的要求下,可选择包裹长度6d为最小包裹长度。研究成果可为加筋滤网碎石桩优化设计提供依据。