高速铁路软土路基沉降计算方法探讨

根据某高速铁路试验段搅拌桩复合地基和真空预压软土地基路堤,在预压期及轨道结构荷载作用下的实测沉降数据,探讨了路堤荷载的实用简化方法、预压荷载及轨道结构荷载作用下复合地基下卧层不同沉降计算方法以及真空预压地基再加载条件下模量的取值范围。分析结果表明:路堤荷载按高度进行等效,与实际情况更接近;利用实测数据反算了真空预压处理过的软土地基再加载条件下,沉降计算中模量的取值为原压缩模量的2.5~3.2倍;在预压荷载作用下采用Boussinesq法计算的下卧层沉降较采用应力扩散角法计算的下卧层沉降小,采用后者计算的复合地基总沉降与实测数据更接近;在计算轨道结构荷载引起的沉降时,分别采用附加应力从路基面和地基面扩散两种方式进行计算时,所得结果差异较大,前者的计算结果与实测沉降更接近。     

软土地基路堤超载预压效果分析

鉴于传统的软土地基超载预压设计未考虑软土的流变特性,无法解释预压中沉降过大、预压期末沉降速率难以稳定等现象,采用弹粘塑性模型,运用有限元方法,计算分析高速公路软土地基上路堤的沉降,对不同预压荷载和预压时间下的路堤超载预压效果进行了研究.计算结果与实测沉降对比显示,在软土地基路堤沉降分析中考虑流变是必要的.研究发现,存在一个与最小工后沉降相对应的最佳预压荷载量;增加预压时间有利于减小工后沉降,但超过一定范围后效果并不显著.     

软土地区砂石垫层地基的沉降计算

软土地区采用砂石垫层处理软土地基对提高地基承载力、降低地基沉降量的作用是非常显著的 ,也取得了显著的经济效益。本文从双层地基角度出发 ,按照应力场方法确定此种地基的压缩层厚度 ,再按照分层总和法计算地基沉降量。通过对计算结果和实测值的对比 ,说明大面积砂石薄垫层地基采用当量分层法计算的地基沉降 ,可以较好拟合实际的地基沉降情况     

季冻区湿地软土地基固结变形特性研究

为了研究季冻区湿地软土地基的固结变形特性及其影响因素,在提出季冻区湿地软土地基现场监测方案的基础上,对路堤填土荷载作用下软土地基固结变形特性和加载条件、软土地基处理方法、地层条件、温度变化、时间效应等的相关性进行分析研究。监测结果证明:虽然湿地软土层不厚,但软土的沉降量占全部沉降量的80%以上,在整个冬季,负温对软土地基的固结沉降有一定的影响,主要表现在中央分隔带和路肩软土地基的沉降过程出现一定的差异;软土地基的侧向位移基本上是随荷载的增加而增大,最大位移深度随软土层厚度的增加而增大,冬季软土地基冻结的过程中,在冻结深度范围内软土地基出现反向的侧向位移;整个冬季软土地基孔隙水压力均有不同程度的消散,根据沉降和孔隙水压力监测结果得出,袋装砂井更适合于季冻区湿地软土地基的工程治理措施;试验段冻结深度随时间的变化,最大冻深小于2.8m,在一月底至二月初期间;路堤填土冻结的过程中,靠近中央分隔带处的土压力逐渐减小,而靠近路堤边坡处的土压力逐渐增大。研究成果可为季冻区湿地软土地基固结沉降分析计算及设计提供参考依据。     

南京河西地区软土地基压缩特性的研究

通过室内压缩固结实验,研究了不同应力水平对软土地基压缩性的影响,得出了软土地基的压缩系数、压缩模量、压缩指数、回弹指数等主要压缩指标随固结压力的变化规律,研究成果可为软土地基在路堤填土分级加载情况下固结沉降计算提供指导。     

软土地基上路堤沉降变形特征分析

在软土地基上修筑高速公路 ,不同地基处理方法、不同填土高度下 ,硬壳层和软土层厚度对路基沉降的影响不同。通过对某高速公路采用粉喷桩和砂垫层预压法两种方法加固软基后 ,路基填筑过程中实测路堤沉降资料的深入分析 ,总结出在该地区硬壳层和软土层厚度对路堤沉降变形的影响规律 ,并提出了相应的填土临界高度 (约 2 .5m)。     

公路软土地基施工及处理方法探析

针对公路软土地基存在的一般问题,讨论由软土地基的固结、流变特性等工程性质引起的沉降造成路堤失稳,路基沉降过大以及路面开裂,桥台、桥头错台等问题;论述了其一般加固方法和国内现有软基处理的施工技术,在此基础上进一步讨论了软土地基处理中可能遇到的问题及需考虑的因素。     

软土地区公路施工期沉降影响因素分析

基于沿海某高速公路工程,对沿线各标段施工期路堤沉降进行系统性观测,分析硬壳层厚度、软土厚度、路堤填筑高度、地基处理方式等因素对路堤沉降的影响,根据观测结果提出相应施工期路堤沉降的经验公式。拟合分析结果表明该法能较好地反映施工期路堤沉降特性,并能考虑不同场地和施工因素对沉降变形特性的影响。     

考虑刚度修正的深厚软土层上泡沫混凝土路堤沉降变形特性

在我国公路建设中,由于多方面的原因,桥头跳车一直没有得到很好的解决。尤其在东南沿海地区,其软土具有泛沉积、超深厚、高含水、强压缩、低强度和高灵敏等不良工程性质。轻质泡沫混凝土由于其质地轻且流动性好,近年来逐渐被运用于软基路堤以及桥台台背的填筑工程中。然而,由于缺乏足够的现场施工经验,还没有得到有效的普及。本文以福建某道路工程为依托,针对不同软土层厚度、不同路堤高度、不同轻质泡沫混凝土等级等一系列典型工况,分析计算了轻质泡沫混凝土块体的刚度贡献对路堤沉降分布的定量影响规律,提出了考虑刚度修正的软土地基上轻质泡沫混凝土路堤沉降计算实用方法。     

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。     

散料回填地基的应用

对散料回填地基的特点、影响地基容许承载力和变形模量的因素及其控制要求 ,结合工程实践和现场试验提出了建议。     

预应力锚索在基础纠偏加固中的应用

预应力锚索加固技术目前广泛应用于水电、公路、铁路、矿山、市政等各类岩土加固工程中,在边坡、洞室、水电坝基、深基坑等加固工程中发挥了显著的经济效益和社会效益,已经成为各类岩土工程加固的主要手段。洛阳市国花园西大门为彩钢结构,总重量约60t,下部地基7～8m深度为回填地层,回填材料以粉质粘土为主,夹杂少量建筑垃圾。由于在建设过程中辗压不密实,导致国花园西大门建成后产生湿陷性不均匀沉降。之后,采用预应力锚索技术成功的进行了纠偏加固。通过该工程,说明预应力锚索技术在基础纠偏中同样可发挥其独特的技术优势,期望对锚索技术在类似工程中的使用有一定的借鉴作用,不断拓宽预应力锚索技术的应用范围。     

某电厂地基处理优化设计研究

根据某电厂所处场地具体的工程地质条件,结合第一、二期工程地基处理的方案与实施,研究了电厂三期工程地基处理方案。主要讨论了主厂房天然地基方案和桩基方案,重点对钢筋混凝土预制桩、钻孔压灌桩及沉管灌注桩等三种桩基方案进行分析。通过对比,主厂房确定了采用钢筋混凝土预制桩方案。最后,简述了预制桩小群桩现场试验,对最终的地基处理优化设计提供了可靠的参考数据。     

水对边坡稳定性的影响及边坡的加固措施分析

通过分析影响边坡稳定性的因素,指出水是影响边坡失稳的主要诱发因素。分别对地表水和地下水对边坡的影响进行了分析,列举了一些常用的方法,指出在边坡防治中应根据不同边坡的特点设置可靠有效的排水系统,及针对不同的边坡失稳情况采取不同的加固方法,以提高边坡的稳定性。     

矿粉混凝土的自收缩性能

研究了普通矿粉(422m2/kg)与超细矿粉(730m2/kg)对混凝土自收缩的影响。结果表明:①在同水胶比条件下,矿粉可降低混凝土早期(3d)自收缩,但增加后期(90d)自收缩;其影响程度与矿粉掺量和混凝土水胶比有关;②与普通矿粉(422m2/kg)相比,同条件下的超细矿粉(730m2/kg)混凝土早期(3d)自收缩显著增加;③同标号(f28)条件下,普通掺量(20%-35%)矿粉对混凝土早期(3d)自收缩影响不大,但对后期(90d)自收缩有一定负面影响。大掺量矿粉混凝土(50%)的早期与后期自收缩均显著增加。     

多层住宅强夯地基设计的探讨

拟通过强夯地基设计实例的分析,对强夯地基的设计及检测提出一些看法以供同行参考。     

路堤荷载下不排水桩复合地基固结特性的数值分析

采用有限元法对路堤荷载下不排水桩复合地基的固结进行数值模拟分析。通过对端承桩复合地基、悬桩复合地基及天然地基固结速率的比较,对不排水桩复合地基固结性状进行系统研究。研究表明,端承桩复合地基固结速率远大于天然地基,置换率和桩土模量比是影响其固结速率的主要因素;悬桩复合地基的固结性状与端承桩复合地基显著不同,相对加固深度是影响其固结速率的主要因素。     

复合双层地基的极限承载力计算

根据极限平衡理论 ,假定了复合双层地基滑移线形状 ,并由此推导了其极限承载力计算方法。通过和太沙基承载力公式进行的对比计算发现 :当内摩擦角较小时 ,两种方法计算结果相近 ,但随着内摩擦角的增大 ,作为半经验公式的太沙基理论出现了一定的偏差 ;粘聚力、容重对极限承载力的影响远小于内摩擦角的影响。文中最后分别用复合双层地基和双层地基极限承载力公式进行了实例计算 ,结果显示忽略下卧层土体的内摩擦角会使得计算结果过于保守。     

碎石桩法处理岩溶洼地地基效果浅析

碎石桩是一种广泛应用于加固软土地基的地基处理技术。主要是通过挤密作用,加速排水达到加固效果。本文通过对贵州喀斯特地区某机场碎石桩地基处理工程实例的分析,探讨该方法在岩溶地区地基处理的效果及需要注意的问题。     

复合地基的地震动力反应分析

在综合考虑土体双曲线本构模型、增量迭代非线性算法和动力分析中的等价线性化方法的基础上 ,对复合地基进行了地震作用下的动力反应分析。通过一算例指出 :复合地基可以有效地改善天然地基的土力学性能和动力反应特性 ,是符合实际工程需要的地基处理技术。