谈路堤荷载作用下碎石桩复合地基的工作性状

通过对某高速公路路堤下碎石桩复合地基的长期观测,讨论了路堤荷载下碎石桩复合地基的工作性状,研究结果表明:在路堤下采用碎石桩复合地基能很好的控制整体沉降和固结速率;碎石桩上部会产生负摩阻力,中性点位置位于地面以下0.2倍左右桩长处;碎石桩的桩土应力比介于柔性桩和刚性桩之间。     

路堤荷载下高速公路复合地基沉降特性及预测方法研究

软土地基沉降控制是高速公路建设中的关键技术问题。依托南京长江四桥北接线工程,基于实测沉降数据,采用PLAXIS软件对典型断面路堤荷载下的承载变形特性进行了数值模拟,将沉降计算值与实测值进行了对比分析,揭示了高速公路湿喷桩复合地基加固软基沉降特性和机理,并对湿喷桩复合地基方法处理的软基沉降的预测方法进行了对比分析。     

CFG桩复合地基固结计算研究

CFG桩复合地基常用于高速公路桥头或构造物等行车重要路段的软基处理,以达到消除桥头跳车的目的,对工后沉降要求较高。开展CFG桩复合地基固结理论的研究,对于计算其固结沉降,预测工后沉降,具有一定的应用价值。文中基于谢康和的双层地基固结理论,对路堤荷载下CFG桩复合地基的固结问题进行了初步探讨。     

路堤荷载下砼芯水泥土搅拌桩复合地基现场试验研究

针对砼芯水泥土搅拌桩复合地基处理高速公路深厚软土段的工程实例,通过地表沉降、分层沉降、深层水平位移、砼芯荷载以及桩土应力比测试,讨论了砼芯水泥土搅拌桩处理深厚软土地基的加固效果,荷载分布和传递规律。测试结果表明：砼芯水泥土搅拌桩对于路基沉降和水平位移控制效果优于水泥土搅拌桩,且横断面差异沉降较小。复合地基的主要压缩量发生在桩顶至砼芯底端一定范围的土体内,沉降发生深度由砼芯控制。砼芯水泥土搅拌桩上部出现负摩阻力,中性点位于砼芯1/3长度处。桩土应力比为水泥土搅拌的2～3倍,与刚性桩相近,桩体承担大部分路堤荷载。砼芯水泥土搅拌桩复合地基排水通畅,超静孔隙水压力消散迅速。路堤荷载下砼芯水泥土搅拌桩工作特性与载荷板试验下的测试结果有所不同。最后从沉降和承载力控制角度给出了砼芯水泥土搅拌桩复合地基的设计方法     

塑料排水板与碎石桩处理公路软土地基的数值模拟与分析

简要介绍了塑料排水板与碎石桩处理软土地基的工作原理,并依托四川某高速公路K26+283标段,利用有限差分软件FLAC3D建立模型分别进行模拟塑料排水板与碎石桩处理软土地基的情况,并比较了这两种处治方法的处治效果。结果表明,针对该段软土地基,路堤填高为5m时,塑料排水板处理后的地基和未处理的地基总沉降量为40cm,预压180d后工后沉降量分别为5.1cm和23.8cm;碎石桩处理后的地基总沉降为14.2cm,预压180d后工后沉降量为1.0cm。塑料排水板可以加速土体固结,减小工后沉降量,但不能降低总沉降量;碎石桩处理软土地基既可以降低总沉降量,又可以加速地基固结,减小工后沉降量。     

高填土路堤荷载下混凝土芯砂石桩复合地基变形与承载力试验研究

混凝土芯砂石桩复合地基由竖向增强体混凝土芯砂石桩、水平加筋砂石垫层和地基土共同组成,是一项将砂石桩良好的排水固结特性、预制混凝土桩高强度竖向承载和加筋垫层应力扩散调整功能进行有机结合而成的新技术,适合于处理高含水率深厚淤泥质软土地基。结合实际工程应用围绕混凝土芯砂石桩复合地基的变形和承载力两大特性开展了大量的现场观测和原位测试,研究分析了高填土路堤荷载作用下混凝土芯砂石桩复合地基的表面沉降、分层沉降、深层水平位移、桩土应力分布、桩身荷载传递规律、强度和承载力特性等,进一步揭示了混凝土芯砂石桩复合地基的加固机理,对工程设计与施工具有重要指导意义。     

高速铁路软土路基采用粉喷桩处理的沉降预测与控制

高速铁路不仅要求路堤稳定,而且对路堤工后沉降的控制有极严格的标准,《京沪高速铁路设计暂行规定》规定:路基建成后铺设无缝轨道时,路基工后沉降量一般地段不应大于5cm,年沉降速率小于2cm/a。同时从京沪高速铁路沿线的工程地质条件分析,仅上海—南京段软土地基总长度达到103.6km,因此,软土地基工后沉降的有效预测与控制成为高速铁路路堤设计与施工的关键。粉体喷搅桩(简称粉喷桩)是近年来软土地基处理常用的方法之一。天然软土地基经过粉喷桩处理后,形成粉喷桩复合地基,达到提高地基承载力和减少沉降的目的。围绕满足高速铁路严格的工后沉降要求出发,改进和完善了粉喷桩复合地基沉降计算理论,推导出粉喷桩复合地基固结度计算公式,从粉喷桩处理软土地基的机制、处理效果、桩土变形特性及复合地基固结特性等方面进行系统的研究,主要内容如下:(1)粉喷桩复合地基剩余沉降计算方法研究。以Terzaghi一维固结理论为基础,推导出粉喷桩复合地基加固区平均固结度的计算公式,考虑了桩体刚度对固结的影响因素。提出与沉降相关的粉喷桩复合地基平均固结度计算公式,修正了以往计算平均固结度时不考虑沉降的不合理性。建立了粉喷桩复合地基工后沉降及铺轨后某一时刻剩余沉降计算公式。现场实测验证了公式的合理性及其反映规律的正确性。(2)对粉喷桩复合地基临界桩长的机制和测试结果进行分析。临界桩长的确定对粉喷桩复合地基的应用意义较大,提出粉喷桩复合地基临界桩长存在与否的新观点,较为合理地解释了目前临界桩长研究中出现的矛盾。在目前常用的水泥掺入比、桩径等条件下,粉喷桩复合地基的临界桩长并非总是存在,其存在与否与地质条件、桩身强度的分布等因素有关。对于桩体打穿软土层至相对硬层、桩身强度比较均匀的粉喷桩复合地基,并不存在临界桩长。(3)首次将粉喷桩复合地基技术应用于工后沉降要求严格的我国第一条高速铁路软土地基,研究了粉喷桩复合地基处理软土路基的适用性。粉喷桩复合地基的成功应用,将为我国高速铁路和客运专线的建设节省巨大的投资,同时也拓宽了粉喷桩复合地基的应用前景,具有较大的理论意义和重大的社会经济效益。(4)系统地进行了粉喷桩复合地基的变形和应力的原位观测,分析粉喷桩复合地基地表沉降、深层沉降、侧向位移、桩土沉降差、桩土应力比,研究复合地基土体的固结特性,得到许多有价值的结论。进行粉喷桩复合地基工后沉降预测与控制研究,得出采用粉喷桩复合地基处理本试验段类似条件的高速铁路软土地基可以在较短的工期内满足工后沉降要求的结论。根据理论计算沉降与实测沉降的差异,提出在高速铁路软土路基处理中采用动态设计的新概念。对粉喷桩复合地基沉降计算方法、沉降推算方法的适用性进行分析。对于柔性基础下粉喷桩复合地基,在桩顶有柔性基础、桩底为较硬土体的情况下,其加固区的沉降计算采用复合模量法较符合实际;而对于下卧层的压缩值采用应力扩散法比较合理,压缩量采用分层总和法进行计算。     

混凝土芯桩复合地基现场试验研究

根据南京绕越公路东北段的混凝土芯水泥土搅拌桩处理深厚软土地基的工程实例,结合试验段的地表沉降、深层水平位移、孔隙水压力以及桩土应力测试,讨论了混凝土芯水泥土搅拌桩处理深厚软土地基的加固效果,荷载分布和传递规律.测试结果表明:混凝土芯桩能够有效控制软土地基的沉降和侧向位移,地基固结速率较快,复合地基效应明显,是处理高速公路桥头段软土地基的有效方法.     

高速公路通道软基低强度混凝土桩处理试验研究

在国内首次采用低强度混凝土桩复合地基加固高速公路通道深厚软土地基,解决通道地基处理中的二次开挖、桥头跳车等问题。介绍了在杭宁高速公路通道地基低强度混凝土桩处理中进行的桩土应力、桩土表面沉降、分层沉降、侧向变形等项目的现场测试成果,并以此对路堤荷载作用下低强度混凝土桩复合地基的性状及其处理效果进行分析。     

台华高速公路路堤失稳原因分析与对策

台华高速公路采用干振碎石桩进行软土地基处理,在路堤填筑过程中发生了地基失稳滑移.通过数值方法对路堤填筑过程中地基沉降、超静孔隙水压力及地基塑性区的发展变化进行了模拟计算,并结合现场补勘数据,分析了引起路堤失稳滑移的原因.在此基础上,提出刚性桩地基处理加固方案.数值计算及现场勘查结果表明,在强度较低的软土中采用干振碎石桩进行地基处理是不成功的,施工不仅没有形成完整的碎石桩体,还因扰动降低了原状地基土强度,路堤填筑速度过快则直接导致了地基滑移破坏;当采用刚性桩加固软基时,桩间土仅承担小部分路堤荷载,而大部分路堤荷载由桩承担并传递给深层承载力较高的土层,因此路堤的稳定性高、沉降小,可实现快速填筑.数值分析及现场刚性桩试验段测试结果均表明：刚性桩方案可以满足路堤填筑要求.     

长板–短桩工法处理高速公路软土地基的数值分析

长板–短桩工法综合了排水固结法和水泥土搅拌桩法在加固软土地基工程中的优点,适用于处理高速公路深厚软土地基。以江苏省淮安–盐城高速公路盐城试验段为原型和依据,利用Plaxis软件,针对长板–短桩工法、排水固结法和水泥土搅拌桩法三种工况下的路堤和地基性状进行了二维有限元计算分析。从数值分析的角度研究了长板–短桩复合地基的加固机理和特性,进一步认识了总沉降、分层沉降、侧向位移、潜在滑动面及超孔隙水压力等指标的特征,得到了一些有益的结论。     

复合地基孔隙水压力原型观测结果分析

对路堤荷载下低强度桩复合地基的孔隙水压力原型观测结果进行了分析。观测结果表明 ,加固区范围内固结速度较快 ,下卧层固结速度相对较慢 ,复合地基处理区以外的天然地基固结速度最慢     

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。     

混凝土芯砂石桩复合地基现场试验研究

从控制工后沉降和差异工后沉降思想出发,介绍了混凝土芯砂石桩复合地基加固深厚软基新技术。混凝土芯砂石桩复合地基采用按沉降或工后沉降控制设计思路,以土工格栅加筋碎石垫层作为基底垫层,芯桩砂石壳作为竖向排水体,预制钢筋混凝土芯桩作为竖向增强体,堆载作为加压系统。该技术充分利用了芯桩砂石壳的排水作用,使桩间软土的固结和沉降在施工和预压期间大部分完成,以解决路堤等建筑物在使用期间的沉降和不均匀沉降问题,达到控制工后沉降和差异工后沉降及充分发挥桩间软土承载力的目的。文中对路堤荷载下的芯桩顶应力和桩间土应力、桩顶和桩间土的沉降和差异沉降、分层沉降、侧向位移、超静孔隙水压力和桩身钢筋应力进行了较全面的现场观测,结果表明:混凝土芯砂石桩复合地基法工后沉降和差异工后沉降小,沉降稳定快,能适应快速加荷和质量可靠,特别适合于高含水率、高有机质含量地区对工后沉降和工后沉降差有严格要求的深厚软基处理,同时论证了该工法的有效性和优越性,具有较大的推广应用价值。     

高速公路碎石桩复合地基受力变形特性研究

利用数值计算方法分析了碎石桩复合地基在静荷载作用下的受力特性.表明碎石桩具有较好的排水固结作用,降低了地基中的孔压,且桩长越长复合地基中的孔压越低;碎石桩体加固范围内桩长越大深层沉降量越小;水平位移量较大的区域位于路堤坡脚下方一定深度的范围内,桩长越长深层水平位移量越小.     

软土地区的公路路基设计处理方式

路基是公路建设的基础,而软土地基广泛分布在河流两岸,给路基建设和公路使用带来了困难。文中研究了在某软土基础上应用水泥粉煤灰碎石桩(CFG)处理的优势,利用有限元法对CFG桩处理的软土地基进行了数值模拟,分析地基处理前后工程指标的变化,进而进行车辆动荷载作用下的动力分析。结果表明,使用CFG桩处理后的软土地基沉降明显减少、不均匀沉降效果明显改善、水平位移减小、路堤的水平位移得到控制,提高了公路路堤的服役性能,保证了其安全性和稳定性。     

长短桩复合地基工程事故原因分析与预防措施

依托某水泥砂浆长短桩复合地基处理工程质量事故实例,开展现场调查及地基变形监测工作。根据在柔性基础下长短桩复合地基荷载传递机理,对工程质量事故的原因进行分析,找出工程质量事故的主要原因并提出避免类似工程质量事故的预防措施。分析结果表明,由于在大面积堆土荷载作用下桩周软土固结沉降,将主要产生两种地基处理失效模式:如果桩端悬浮在软土层中,桩端将发生向下刺入变形,桩周软土发生塑性变形或塑性破坏,地基处理失效;如果桩端落在硬土层上,桩体将先发生破坏,然后桩周软土破坏,地基处理失效;在大面积堆土荷载作用下桩周软土固结沉降且桩端悬浮在软土层中是本工程质量事故产生的根本原因。研究成果可为类似地基处理工程的设计人员及相关理论研究提供借鉴。     

路堤荷载下钉形水泥土双向搅拌桩 复合地基监测分析

 针对水泥土搅拌桩应用中存在的问题，介绍了研制的钉形水泥土双向搅拌桩及其施工工艺。通过对钉形水泥土双向搅拌桩复合地基在路堤荷载作用下的沉降、分层沉降、土体侧向变形、超静孔隙水压力及土压力观测成果分析，论述了钉形水泥土双向搅拌桩加固软土地基优越的工程特性和经济效益。     

CFG桩复合地基施工过程监测与数值分析

结合高速铁路某试验段工程,开展CFG桩+垫层处理地基试验。实测复合地基沉降变形、桩顶应力、桩间土应力;分析路基沉降变形、桩土应力比随填筑高度的变化规律;利用FLAC-3D建立路堤荷载下CFG桩复合地基三维参数化数值计算模型,将现场实测数据与数值计算结果进行对比,分析研究路堤荷载作用下CFG桩复合地基的工作性状。研究成果有助于高速铁路复合地基沉降控制、承载特性和应力传递机理的研究。     

高速铁路CFG桩-筏复合地基现场测试研究

基于沉降控制设计理念,沪宁城际铁路路基试验段采用CFG桩-筏复合地基。为探索其沉降控制机理和承载特性,对路基沉降变形、桩土应力分布、超孔隙水压力消散等进行了长期观测,获取了一些客观的数据。分析了路堤荷载作用下复合地基沉降、土体侧向变形、桩土应力沿路基横向分布以及孔隙水压力随时间变化规律,探讨了桩土应力比与荷载分担比变化规律。为CFG桩-筏结构在高速铁路软基处理中应用进一步理论研究与设计优化提供试验依据。