深厚软基路堤塑料套管桩处理固结及沉降规律

塑料套管桩（TC桩）作为一种应用于深厚软土地基的地基处理技术,具有施工快速、沉降小、承载力高等优点。针对增强体加固软土地基的作用特点,分析研究了TC桩处理地基的固结及沉降规律。根据未贯穿软（弱）土层的TC桩为不透水层及加固层、下卧层为单向固结的假设及孔隙水压力连续条件,将TC桩的加固层及下卧层视为双层复合地基,运用双层地基固结理论获得加固层及下卧层的平均固结度,并在此基础上提出了TC桩处理软土地基的沉降计算方法。之后,结合岳阳至常德高速公路试验段工程对本文研究成果进行验证,结果表明采用本文方法计算的固结度及沉降值与实测成果接近,说明该计算方法是合理的。最后,综合分析了桩长、桩间距对沉降的影响,其结论可为工程实践提供理论指导。     

CFG桩复合地基固结规律研究

根据双层地基理论,推导了未打穿软土层的CFG桩复合地基一维固结解析解,获得了路堤荷载下,单级匀速加载时地基中的孔压分布及地基的平均固结度、加固区固结度、下卧层固结度计算公式,并据此编制计算程序,分析了桩体刚度及复合地基置换率对CFG桩复合地基固结度的影响,有助于加深对CFG桩复合地基的固结特性的认识。     

双层散体材料桩复合地基固结普遍解析解

发展了散体材料桩复合地基固结解析理论，既考虑了桩体刚度和渗透性，又考虑了地基的成层性和涂抹作用，根据所得到的解析解，通过计算和绘图，分析了双层散体材料桩复合地基的固结基本性状。研究表明，桩体渗透性，桩体刚度，桩径比，长径比和排水条件对地基的固结速率有较大影响，分别按孔压和沉降定义的平均固结度有一定程度的差别；沿用竖井固结理论进行计算得到的总平均固结度较本文理论的计算结果偏小。     

变荷载下悬浮TDM桩复合地基固结分析

T形水泥土搅拌（TDM）桩是具有扩大头的变直径搅拌桩，T形水泥土搅拌桩复合地基的固结机理较传统的等直径水泥土搅拌桩复合地基复杂得多，固结计算也更为困难。为了获得悬浮T形水泥土搅拌桩复合地基的固结计算模型，基于加固区桩-土等竖向应变假设，推导出变荷载作用下悬浮T形水泥土搅拌桩复合地基的一维固结控制方程和求解条件。将固结方程和求解条件进行函数变换，利用3层地基一维固结理论建立单级加荷条件下T形水泥土搅拌桩复合地基的固结解析解，包括加固区、桩间土和下卧层土中的平均超静孔隙水压力解答和复合地基整体平均固结度解答。然后，通过与固结度有限元数值计算结果的对比，验证固结解析解的合理性。最后，利用固结度解析解对影响复合地基固结速率的主要因素进行分析，研究悬浮T形水泥土搅拌桩复合地基的固结特性。研究结果表明：复合地基固结度的解析解与有限元数值解较为一致；悬浮T形水泥土搅拌桩复合地基的固结速率随水泥土搅拌桩贯入比、压缩模量、下部小直径搅拌桩的置换率以及下卧层土压缩模量的增加而增大，搅拌桩贯入比、下卧层的刚度对复合地基固结速率的影响更为显著；扩大头尺寸和刚度的变化对T形水泥土搅拌桩复合地基固结速率的影响很小。     

砂桩处理某高速公路软基沉降观测特性分析

选用砂桩联合等载预压加固法,通过加固段断面的长期观测,桩土应力比随时间及荷载的增加呈现上升趋势;根据实测沉降曲线反推出地基土的固结系数,推求的固结度在加载初期与理论值较为接近。结果表明,经砂桩加固的地基随时间增长排水固结作用逐渐减弱,而复合地基的作用逐渐增强。     

分级加载下组合渗流碎石桩-CFG桩复合地基固结解答

为了进一步完善组合渗流排水桩-不排水桩复合地基固结理论,就分级加载下组合型复合地基的固结理论计算展开研究。以组合渗流碎石桩-CFG桩复合地基为研究对象,考虑碎石桩固结变形、不同桩体的涂抹效应和附加应力随深度与时间变化等因素,结合软土路基分级填筑的工程状况,运用解析法推导出分级加载下组合渗流碎石桩-CFG桩复合地基固结解析解,并得到任意时刻复合地基的整体平均固结度解答。进一步地,将本文解退化为瞬时加载下附加应力沿深度非均布条件下的解,大大简化了计算公式。运用MATLAB软件对本文解进行编程运算,以不同加载历程、附加应力沿深度分布的3种模式和桩土模量比为基本变量,绘制出相应工况下复合地基的整体平均固结度曲线,然后对计算结果进行参数分析。研究结果表明:采用与工程实际更为接近的分级加载模式,发现不同加载历程对复合地基固结速率的影响较大;分级加载下附加应力沿深度非均布的固结度曲线基本重合,表明考虑应力时效性的应力分布模式对复合地基固结速率影响不大,从而可以将固结度计算公式简化,易于工程应用;但是在不同的CFG桩土模量比下,附加应力沿深度分布模式的不同导致地基的最终沉降结果有较大差异,增大桩土模量比有助于减小复合地基变形量,缩小沉降差异,维持地基稳定。     

考虑土体非线性固结沉降的复合地基桩侧负摩阻力研究

基于Davis一维非线性固结理论,求得桩周土体固结沉降随时间和深度变化的计算公式;结合桩-土双曲线荷载传递模型,建立复合地基中桩体平衡方程的矩阵表达式,通过将矩阵方程组联立迭代求解,得到复合地基中桩侧摩阻力、桩身轴力及中性点位置.通过针对某工程实例的对比分析,验证了本文中所建理论计算方法的可靠性;继而探讨了地基土固结度、桩周土体初始体积压缩系数、桩端土体压缩模量及桩-土应力比对桩侧负摩阻力和中性点位置的影响.研究结果表明:所建立的考虑土体非线性固结沉降的桩侧负摩阻力计算模型可以有效、准确地反映复合地基中基桩负摩阻力和中性点位置随地基土固结时间的变化规律;桩周土体初始体积压缩系数对桩侧摩阻力影响显著,桩端土体压缩模量对中性点位置影响显著;桩身下拽力、中性点深度随着桩-土应力比的增大而减小.     

弥勒非低矮路基超固结膨胀土地基沉降特征

为研究非低矮路基下超固结原状膨胀土地基沉降特征,针对弥勒超固结膨胀土地区路基下地基的物理力学特性与沉降变形特征,开展了一系列原状膨胀土分级连续加载K₀固结试验以及现场路基填筑试验,并长期监测路基下地表沉降与路基下地基分层沉降。对比分析天然地基与CFG桩加固地基的沉降特征,地基中的超固结土与正常固结土的分界面深度随路基荷载增大的变化规律及其对地基沉降量的影响。分别采用正常固结法和超固结法计算地基沉降量,并与实测结果进行对比分析,对沉降计算方法进行了深入讨论。研究结果表明：CFG桩加固处理深度应超过超固结土层分布深度,否则与天然地基相比,控制沉降的效果并不明显;超固结沉降计算方法的计算精度明显高于目前设计常用的正常固结沉降计算方法（超固结计算方法的修正系数为0.531,正常固结计算方法的修正系数为0.351）,超固结算法-正常固结算法修正系数比随土层深度递减的趋势可用于反映超固结土层的加固处理情况;在路基工程设计中,对于路基荷载下的超固结膨胀土地基,建议采用超固结法沉降计算方法进行沉降分析;在地基加固处理时也应充分利用原状膨胀土的超固结特性,从而在该类地基加固设计中有效降低工程成本。     

未打穿散体材料桩复合地基固结解析研究

继续发展考虑应力集中效应的未打穿散体材料桩复合地基固结解析理论,并分析此类地基的固结基本性状。研究表明,根据本文提出的数学模型,桩体渗透性、桩体刚度和打穿度对地基的固结速率有较大影响;沿用竖井固结理论进行计算得到的平均固结度较本文理论的计算结果偏小。     

基于专家调查的珠三角地区软土地基处理方法的可靠性研究

主要对珠江三角洲高速公路建设中常用的排水固结法、排水固结法+换填轻质填料、搅拌桩复合地基、CFG桩复合地基、管桩地基等5种软基加固处理方法,开展了基于专家调查的高速公路软土地基加固处理方法可靠性分析与研究。通过对来自高速公路管理、设计、施工、研究单位的67位具有丰富的软土地基加固处理工程经验的专家开展咨询和调查分析,得出了不同软土深度情况下各种软基加固方法的可靠性程度评价结果。研究显示,珠江三角洲软土路基加固处理方法的可靠性从高往低的排列顺序依次为管桩地基、CFG桩复合地基、排水固结法+换填轻质填料、排水固结法、搅拌桩复合地基。当软土深度超过20m时,一般宜采用管桩进行地基加固处理。     

薄壁管桩在高填土路堤软基处理中的应用

结合工程实例介绍采用薄壁管桩复合地基加固高路堤软土地基的新技术。重点阐述薄壁管桩的施工工艺、质量检测和可能出现的质量问题及预防措施。     

深厚软基处理技术在高速公路中的发展与应用

我国高速公路在东南沿海建设时,经常遇到深厚软土地基问题。文内论述了以排水固结法和复合地基法为主的深厚软基处理技术的发展态势,以及在高速公路建设中得到迅速发展和成功应用,并分析了排水固结法和复合地基法的特点与技术经济对比,可为深厚软基处理的方案制定提供参考。     

管井降水动力联合预压固结法加固福安某厂软土地基的研究

结合福安某厂软土地基加固工程,采用管井降水动力联合预压固结法处理软土地基,分析了其基本原理、设计参数、施工工艺。对有代表性区域的地下水位、沉降进行监测,利用静力触探和载荷试验等原位测试手段对加固效果进行检测。工程实践表明:管井降水动力联合预压固结法处理软土地基取得了较好的效果。     

排水箱涵地基失稳的加固处理

汕头市地理位置濒临海洋 ,属海滨城市 ,地质情况差制约着城市构筑物建设进度。汕头市南滨路某排水箱涵工程 ,位于厚度二十多米的海滩淤泥层上 ,地理位置、地质情况较为特殊。本文简要介绍该箱涵地基高压旋喷桩加固处理的过程 ,并以此为实例 ,提出工程构筑物软基处理的方法 ,避免原土地基前期由于地质情况差。地基沉降不均匀而造成构筑物出现破坏 ,使构筑物满足不了其使用功能 ,降低了构筑物的使用标准。     

未打穿半透水下卧层的竖井地基固结解析研究

本文发展了考虑半透水下卧层的未打穿竖井地基固结解析理论 ,并分析了此类地基的固结基本形状。研究表明 ,半透水边界对竖井地基固结过程有较大影响 ;下卧层半透水综合参数 Rv 越大 ,固结越快 ;当其增大到一定程度时 ,其影响可忽略 ,即半透水边界可作为完全透水边界来处理     

黏性场地列车荷载影响下衬砌半渗透边界盾构隧道诱发地表固结沉降解

列车荷载作用下衬砌长期渗漏会显著影响软土盾构隧道周围土体的固结沉降，对邻近环境和地铁的安全运营造成不良影响。针对盾构隧道周围土体固结沉降的既有理论研究一般多考虑衬砌不透水条件，较少考虑衬砌渗漏水及列车荷载耦合作用对于地层固结沉降的影响。引入隧道衬砌半渗透边界和列车三角形循环时效荷载，基于Terzaghi-Rendulic固结理论，采用Boltzmann三元件模型模拟土体流变效应，推导了列车荷载作用下黏弹性地层盾构隧道渗漏水诱发的土体超孔隙水压力消散和地表固结沉降的复变函数解析表达式，并与6个工程实测数据进行对比，验证了所给出解析解的正确性与适用性。此外，通过参数分析讨论了衬砌-土体渗透比和列车荷载参数对土体固结沉降的影响。结果表明：衬砌-土体渗透比是影响盾构扰动地层固结快慢的主要影响因素，衬砌-土体渗透比越大，固结完成时间越早；列车荷载作用下，早期固结沉降速率相较于不考虑列车荷载时会有较明显的增加，但在列车荷载当量增加后，固结沉降速率的增长有所放缓，且其增量与衬砌-土体渗透比密切相关，衬砌-土体渗透比越大，沉降增加量则越大；隧道衬砌可以视为扰动地层的排水边界，其加速了土体固结沉降，而列车荷载与衬砌半渗透性耦合，进一步改变了土体固结沉降形态。     

广州南沙深厚软基段盾构隧道长期沉降计算

为解决盾构隧道沉降预测现有计算方法考虑因素单一、以短期预测为主等问题,提出在软土固结和流变共同作用下的隧道沉降简化计算方法，并通过实际工程案例进行验证。首先，利用Merchant流变模型和太沙基-伦杜立克二维固结理论构建固结-流变耦合模型,该模型将盾构隧道的长期沉降分为2部分： 超静孔隙水压力消散引起的主固结沉降和土体流变引起的次固结沉降;然后，考虑地表荷载、土层性质、结构自重以及列车荷载等因素对沉降计算的影响，求解出隧道长期沉降解析式;最后，选取新建盾构隧道3个典型断面，利用该解析方法对隧道的长期沉降进行预测，并对超静孔隙水压力消散时间、沉降速率及最终沉降量进行对比分析。结果表明： 1）运营初期，隧道周围土体超孔隙水压力的消散速度较快，尤其是在最初的2年内最为明显；随着时间的推移，各断面的消散速度逐渐趋于稳定。2）盾构隧道的长期沉降与下卧土层的性质有关;下卧土层厚度越大，性质越差，所产生的沉降量越大;断面1、2、3最终沉降预测值分别为146.8 mm、97.6 mm和46.1 mm。     

水平透水层对软基沉降理论研究分析

为了研究水平透水层对软基沉降的影响，本文运用二维Biot法对不同埋深透水层的软基沉降进行理论分析。结果表明，含有透水层的软基不但竖向变形、水平位移量小，而且压缩稳定所需的时间短，透水层排水能力对加速土层固结是相当有效，因此计算时必须考虑透水层的影响。