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。     

粉喷桩软基处理施工管理

介绍了粉喷桩的设计及其注意事项,阐述了粉喷桩施工的沉降观测及侧向位移的观测,提出了粉喷桩施工质量管理措施,指出粉喷桩处理软土地基具有施工方便、工期短、工后沉降小等优点。     

粉喷桩复合地基承载特性试验研究

根据粉喷桩复合地基的静载荷及沉降观测试验资料,对粉喷桩在地基处理中的地基承载力、桩土应力比等进行了研究,并对粉喷桩复合地基承载特性进行了简要分析,为粉喷桩的工程应用提供有益的理论依据和参考。     

侧向粉喷桩变刚度处治桥头跳车效果研究

为了解决因软土路基不均匀沉降引起的桥头跳车问题,依托G15沈海高速八字桥段工程,提出了侧向粉喷桩变刚度非开挖处治方案,首先采用二维数值模拟得出粉喷桩不同处治深度的影响规律,然后采用三维数值模拟对设计方案进行了分析验证。结果表明:沉降主要发生在淤泥层,随着粉喷桩处治深度的增加,沉降控制效果逐渐变好,当桩长为42 m时,处治深度贯穿整个淤泥层,沉降控制效果最好;侧向粉喷桩较好地约束了路基土体的侧向水平位移,与周围土体形成的复合路基的竖向刚度得到增强,因而在路基沉降控制中能够发挥作用;通过对桥头段进行粉喷桩变刚度处治,使得沉降坡度减小,沿线路方向沉降呈现渐变效果,有效地缓解了桥头跳车问题。     

高速公路粉喷桩复合地基沉降分析

结合高速公路粉喷桩复合地基工程实例,在复合地基沉降观测的基础上,用指数曲线模型和双曲线模型等方法探讨了高速公路粉喷桩复合地基沉降变形的规律,对同类工程有较大的参考价值。     

粉喷桩复合地基处理道路软基的效果

结合粉喷桩搅拌法在某一道路工程的应用实例，通过现场监测，着重分析了粉喷桩复合地基处理道路软基后，软基的水平向变形、总沉降、分层沉降、孔隙水压力及土压力的变化，并探讨了粉喷桩对道路软基的处理效果。     

桥头软基粉喷桩处理现场试验研究

在软土地基上修建高等级公路中 ,桥头跳车问题是一个技术难题。在国内目前解决这一问题常用方法是采用粉喷桩处理桥头软基 ,以达到减小差异沉降的目的。本文介绍了在杭州市绕城高速公路 (北线 )桥头粉喷桩处理中进行的地表沉降、分层沉降、水平位移、孔隙水压力、土压力、桩身应变等项目的现场测试成果 ,并以此对粉喷桩作用机理及其处理效果进行分析。     

高速公路软基的沉降观测分析

申苏浙皖高速公路(浙江段)湖州—长兴姚家桥段软基处理方法不同。通过选取三个典型断面:K0+830(塑料排水板),K0+850(粉喷桩)和K0+940(粉喷桩),埋设必要的观测仪器,对地表、深层和分层沉降进行了现场观测得出,塑料排水板加固比粉喷桩沉降约大两倍;地表附近土层压缩量远大于深远土层压缩量;在近地20m的土层内,沉降量占总沉降量的90%以上。     

粉喷桩在高速公路软土路基中的应用

结合工程实例,从施工前准备、施工流程、载荷试验、沉降和稳定性观测方面详细介绍了粉喷桩在高速公路软土地基中的应用效果,指出粉喷桩具有较高的刚度,有助于控制不均匀沉降,在公路软土地基施工中可推广应用。     

粉喷桩软基处理的优化设计研究

从研究粉喷桩复合地基的荷载传递和沉降方面入手,分析论证粉喷桩的有效桩长,再根据复合地基附加应力分布来确定粉喷桩复合地基加固区上、下部分界面,提出以沉降变形控制的优化设计方法。     

高速公路软土路基变形控制与现场监测分析

以某绕城高速公路粉喷水泥搅拌桩处理试验段为依托,对粉喷水泥搅拌桩处理软土路基的工程效果进行了初步研究。结果表明,粉喷水泥搅拌桩使软土路基沉降和水平位移明显减小,地基稳定性增强,适宜加固饱和软粘土地基,尤其适合于桥头有相对硬层作为持力层的地段。     

粉喷桩及复合桩在复杂软土地基中的应用

通过工程实例,分析了水泥搅拌干法和湿法在加固含水量较高的软黏土地基中的区别,阐述了粉喷桩与挤密砂桩结合形成水泥砂土复合桩,与振动微型素混凝土桩结合形成素混凝土劲芯复合桩的不同特点,实践证明该工程采用的处理方案是可行的.     

粉喷桩在高速公路软土地基加固中的应用

结合宛坪高速公路工程的成功实践,介绍了粉喷桩的基本原理,方案设计。具体介绍了在软土地基加固粉喷桩中的施工顺序、施工工艺流程、质量控制标准以及检验方法等施工技术。     

Uplift tests of jet mixing anchor pile

The jet mixing anchor pile is a new kind of supporting technology for foundation pit engineering in soft clay. The engineering features of jet mixing anchor pile as well as the difference between it and normal anchor bolt are introduced. The uplift tests of 4 jet mixing anchor piles are presented in detail to obtain the ultimate bearing capacity and load–deformation relationship of the piles. Load-transfer analysis, which is rarely applied in the analysis of uplift piles, is carried out on the piles with a hyperbolic calculation model. The load transfer method focuses on the interface between pile and soil, with which the non-linear behavior, the bearing capacity and the engineering features of the anchor piles can be fully studied. The calculated load–displacement curves of the piles have close agreement with that of the pullout tests, indicating that the proposed analytical solution is reasonable and feasible in predicting the bearing capacity of the piles. Thus, with this study, the supporting stiffness of the anchor pile can be predicted in the design stage of the foundation pit engineering, which is very important and meaningful in practical engineering. The decay curve of shear stress of soil surrounding the pile is derived with the load-transfer method, through which the minimum transverse space of each two piles can be decided against the pile group effect. Engineers can optimize the length and spacing of group piles through this.     

粉喷桩加固地基有限元计算与实测对比分析

结合粉喷桩在济菏高速公路粉土地基处理中的应用，对粉喷桩复合地基的有限元计算与实测数据进行了对比分析，结果表明，粉喷桩处理粉土地基能取得良好的加固效果，有限元计算与实测数据基本吻合。     

排水粉喷桩加固软土地基(2D工法)的试验研究

在分析常规粉喷桩加固软土地基存在问题的基础上,提出了排水粉喷桩复合地基加固软土地基的技术(2D工法)。该工法充分利用粉喷桩和排水板的优点,将二者有机结合,达到经济、有效加固软土地基的目的。文章介绍了该工法的基本原理和应用方法,通过详细介绍现场试验成果,论证了该工法的有效性和优越性,可在工程应用中推广。     

粉喷桩在水利泵站地基处理中的应用

粉喷桩地基处理施工方法以其特有的适用条件及优点在地基处理中应用越来越广泛。文章结合老河口泵站工程粉喷桩地基处理的实践应用,就设计和施工中应着重控制的几个方面进行探讨。     

喷粉桩处理软土地基实例效果分析

介绍了水泥喷粉桩的适用范围及其特点,结合工程实例,对喷粉桩的设计过程进行了简单分析,并对其施工质量的控制与检测进行了阐述,最后对其经济、工期及环境效果和地基加固效果进行了分析,指出喷粉桩在软土地基的处理中应广泛推广应用。     

粉喷法在软弱地基加固中的应用探究

阐述了粉喷法在软弱地基加固中的加固机理，对它的施工工艺进行了分析，指出粉喷法加固技术已经越来越受到重视，并经工程实践证明取得了良好的经济效益，因此该技术值得推广应用。