富水地层水泥土搅拌加固试验研究

国外自20世纪30年代起,就开始用水泥土加固局部土基,并很快作为一种经济的路面基层材料被广泛使用,被广泛应用于二级公路、市区街道和轻交通量的机场中。我国从20世纪70年代初开始对水泥土进行试验、应用和推广,众多单位相继开展了水泥土的应用研究工作,比较深入地研究了该材料的基本物理力学性能。采用深层搅拌技术将地基软土和水泥浆强制拌和来加固地基,得到了具有整体性、水稳性和足够强度的地基土,现场水泥土搅拌桩用于软土的地基处理技术已经得到很广泛的应用。作者根据某富水地层应用水泥土搅拌桩进行防渗与加固的工程实例进行试验研究,分析了搅拌后水泥土特点,总结了富水地层应用水泥土搅拌加固工程的经验。提出了施工中可考虑减少对原状土的过分扰动,有效的减少水泥的掺入量,能强度与渗透均满足要求,达到经济有效的和环保的观点。     

深厚软弱土层大面积加固圆形地下连续墙锚碇基础施工重难点研究

张靖皋长江大桥北航道桥南锚碇采用直径为90 m的圆形地下连续墙锚碇基础，基坑开挖深度为21.3 m,基础底板下28 m深度范围内首次采用超高置换率的旋喷桩进行深层地基加固，以提升地基承载力、提高基底摩擦系数和降低承压水突涌风险。结合锚碇基础的建设特点，对深层地基加固质量控制、基坑渗水和突涌防治、返浆处理再利用以及锚体混凝土防渗控裂等施工重难点进行了分析，并提出了相应的施工控制措施，可为类似项目的实施提供借鉴。     

水泥土搅拌桩空搅工艺在斜坡软土地基处理中的应用

针对高原斜坡软土地基处理施工中，单向水泥土搅拌桩成桩困难这一问题，结合镇雄车站地基处理施工，通过灰色软黏土原状样与重塑样的室内试验分析表明:斜坡软土成因复杂，软土成分、土层性质差别大，是导致单向水泥土搅拌桩难以成桩的主因；通过对灰色软黏土原状样与重塑样的室内试验数据分析表明，这种斜坡软土经过扰动后，无侧限抗压强度为原状土的30%左右，黏聚力为原状土的15%左右。以此为依据，提出了“增加空搅”的正反向旋转水泥土搅拌桩施工工艺，并通过工艺试验确定了工艺参数，大大提高了成桩质量。     

逐级加载条件下低液限饱和黏土的渗透试验

为研究饱和黏土不同荷载下的渗透特性,利用改制的K_0固结仪进行逐级加载条件下的变水头渗透试验,考虑饱和黏性土的有效孔隙比概念,分析了逐级荷载条件下起始水头、有效孔隙比、渗透系数和有效渗透系数的变化规律。结果表明:原状土的起始水头变化可以分为快速增加和缓慢增加两个阶段;重塑土起始水头与总水头变化速率有一定关联;原状土样的有效孔隙随着固结压力的增加逐渐减小;重塑土无效孔隙比的变化规律类似于原状土;当土样的结构逐渐破坏,其结构差异性趋于一致,有效孔隙比大的土样,其有效渗透系数较大;黏性土的渗透系数不仅与土体结构相关,土样在固结过程中对应的初始孔隙比、有效孔隙比的变化规律、水头高度及水头高度变化速率也对其有重要影响。     

深厚软土覆盖层桥梁基础加固工艺优选与参数研究

针对桥梁工程首次使用全断面深层地基加固作为锚碇地连墙基础持力层和隔水层,为了保证超高压旋喷桩深层地基加固的质量达到设计图纸要求,依托锚碇施工现场工艺试验研究,选择3-4种先进超高压旋喷工艺,通过试验比选出适合深厚软土覆盖层和高承压水地质特点下桥梁基础全断面加固工艺优选与参数,将试验确定的优选工艺与对应优化施工参数用于指导后续大面积施工,保证整体加固质量。     

济南富水裂隙黏性土的渗透特性试验研究

依托济南某基坑工程，对富水裂隙黏性土进行基本参数、原状土和重塑土渗透试验，对比分析室内外两种试验的差异性，优化室内渗透试验装置；开展SEM电镜扫描、工业CT扫描等微观试验，深入分析渗透机理。研究表明：裂隙黏性土通常可直观看到表面有接近圆形的孔隙特征，孔隙比大于0.8，室内渗透系数通常能达到10^-4 cm/s量级，现场抽水试验可达10^-3 cm/s量级，CT扫描分析可获取较为完整的裂隙-孔隙管道体系。研究认为：裂隙土的高渗透性主要因其本身大孔隙比和内部发育的裂隙与孔隙管道系统，较大的孔隙比为其高渗透性提供了基本条件，裂隙-孔隙管道系统进一步为高渗透性提供了通道。     

水泥土搅拌法加固黄土地基的应用研究

通过室内试验及现场测试，分析了水泥土的工程性质及水泥土搅拌法加固处理黄土地基的可行性，为黄土地基处理提供了一条新的途径。     

水泥搅拌桩复合地基现场试验研究

结合南京地铁四号线某车站地基加固工程,对水泥土搅拌桩复合地基进行了单桩承载力、复合地基承载力、桩侧摩阻力和桩土应力等多项室外试验研究,得出水泥土搅拌桩复合地基附加应力的主要集中范围、竖向应力沿着水泥土桩的状态分布和水泥土复合地基的加固机理。试验结果可为水泥土搅拌桩复合地基的承载力和沉降变形的计算打下基础。     

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。     

黄土湿陷对渗透系数影响的试验研究

针对湿陷性黄土地区工程建设中常常遇到"渗透-湿陷-渗透"这一反复发生的复杂过程所带来的一系列工程问题,开展了黄土湿陷后渗透性试验研究。基于室内湿陷渗透试验,结合扫描电子显微镜(SEM)和图像处理软件(IPP)分析等手段,通过试验对比研究了黄土湿陷前后土体的渗透系数、微结构、孔隙大小分布、孔隙形状及连通性的变化,以揭示黄土湿陷对其渗透性的影响规律及其微观机理。结果表明:渗透过程和湿陷过程相互影响,黄土的多孔结构是影响渗透性及湿陷性的主要内因;湿陷后黄土较原状黄土的渗透性明显变差,原状黄土多孔结构遭到破坏,颗粒接触方式有所变化,使得颗粒排列变密实,且孔隙连通性降低,从而导致渗透系数明显下降(为原状黄土的25%~33%);土的结构和构造、可溶盐的溶解和土中胶结物的溃散、土中孔隙的大小与数量以及连通性变化是黄土湿陷对渗透性影响的重要因素,多因素共同作用使得湿陷后土体渗透系数降低;试验结果可为湿陷性黄土地区的工程设计与施工提供可借鉴的基础理论依据。     

广西滨海公路龙门大桥东锚碇基坑支护分析

圆形地连墙在基坑开挖期间具有良好的受力性能,是悬索桥锚碇基坑常用的支护形式。目前软土中圆形基坑围护计算相对成熟,而岩质地基中对于圆形基坑土压力的计算则存在较多争议。采用《公路桥涵地基与基础设计规范》(JTG 3363—2019)和《建筑边坡工程技术规范》(GB 50330-2013)中推荐计算模型分别对岩质地基中龙门大桥东锚碇基坑土压力和内力进行对比分析。计算结果表明,采用《公路桥涵地基与基础设计规范》(JTG 3363—2019)计算得到的坑内土压力以及坑外土压力均大于《建筑边坡工程技术规范》(GB 50330-2013)的计算结果;随着开挖深度的增大,两种规范方法计算得到的土压力大小差异也在逐渐增大。同时,采用《公路桥涵地基与基础设计规范》(JTG 3363—2019)计算得到的圆形地连墙最大弯矩值较大,为9 034kN·m;对于较深的锚碇基坑,采用《公路桥涵地基与基础设计规范》(JTG 3363—2019)计算得到的围护结构弯矩将偏于保守。     

水泥粉喷桩加固软土路基的试验研究

粉喷桩作为加固软土地基的一种方法，在软土地区得到了广泛的应用。结合工程实际介绍了水泥土的室内无侧限抗压强度和现场试验结果，为今后的设计和施工积累资料和经验。     

郑西客运专线水泥土特性与挤密桩承载力试验研究

基于高速铁路客运专线对路基变形的严格要求,路基的长期变形稳定性主要取决于能否很好地解决地基问题和路基填料问题,包括处理措施选择及工程施工质量。通过室内土工试验和理论分析,研究了水泥改良黄土的压缩特性、强度特性、水稳定性;同时进行了现场水泥土挤密桩单桩复合地基静载荷试验。试验结果表明,水泥土挤密桩在处理湿陷性黄土地基方面有很好的加固效果。     

粉喷法处理软土地基的效果分析

通过对水泥土室内配合比试验、截取现场整段工程柱体室内抗压试验和现场天然地基、粉喷桩单桩、复合地基载荷试验的对比分析，提出了水泥土的最佳掺入比、水泥土强度增长的三阶段和单桩、软土天然地基、复合地基的破坏模式以及桩侧摩阻力的取值方法。得出了一些有用的结论。     

超深锚碇基坑围护结构施工关键技术

某大桥为双塔双跨悬索桥，主跨跨径达到1 688 m，边跨钢箱梁长548 m，其西锚碇采用厚度为1.5 m的地下连续墙作为锚碇基坑开挖的主要围护结构，地下连续墙深入中、微风化泥岩，基坑开挖深度达到22.2 m，采用水泥粉喷桩加固软土。基于该大桥锚碇基坑围护结构施工，探讨超深锚碇基坑围护结构施工关键技术，并给出部分施工建议。     

水泥土搅拌桩在高速公路桥头段的应用

对桥头跳车产生的原因,使用水泥土搅拌桩对江苏济徐高速公路某桥头段地基进行加固,并通过现场试验分析了水泥土搅拌桩的桩身质量、复合地基桩土应力和地表沉降特性,结果表明:由于水泥土搅拌桩刚度远大于天然地基,在路堤荷载下地表桩间土的沉降大于桩顶沉降,这种桩土差异沉降导致路堤荷载通过土拱作用向桩顶转移,减小了桩间土的附加应力,进而减小桥头段地基总沉降和工后沉降,可以减轻或消除桥头跳车现象。     

西堠门大桥锚碇岩基原位试验

西堠门大桥是舟山大陆连岛工程的第4座桥,为非对称结构形式的悬索桥.该桥南北锚碇均采用重力式锚,锚碇处地质结构复杂.对南锚碇基坑底面岩基进行承载能力原位试验及摩阻系数原位试验.试验结果表明,锚碇基坑岩基承载力满足设计取值要求.在各级设计正应力下,混凝土试件与岩基接触面的剪切破坏不是发生在两者的胶结面,而是试件区域的岩基首先被剪坏,地基岩石全部碎裂,试验确定的摩阻系数允许值为0.61.     

G3铜陵长江公铁大桥江北侧锚碇复合型地下连续墙设计

G3铜陵长江公铁大桥主桥为主跨988 m的斜拉-悬索协作体系桥。江北侧锚碇设计时对沉井基础和地下连续墙基础进行比选,综合考虑开挖范围、工程造价、施工工期等,最终采用基底深置的地下连续墙基础,以下伏基岩弱胶结泥质砂岩作为基础持力层,基础高49.5 m,地下连续墙墙底嵌入中等胶结泥质砂岩,地下连续墙高55.5 m。为减小锚碇基础的开挖量,采用大悬臂外挑锚块结构结合CFG桩复合地基加固技术的新型复合型地下连续墙基础,地下连续墙基础直径缩小至60 m,节省了工程造价。锚碇基础施工中基坑分层开挖,同时进行内衬砌施工。采用PLAIXS 3D软件对锚碇施工阶段及运营阶段进行有限元模拟分析,基坑开挖时地下连续墙结构受力安全,锚碇基础地基承载力、地基沉降结果均满足规范要求。     

土围堰在高水位下的受力分析研究

湖南省大岳高速洞庭湖大桥锚碇位于洞庭湖湖畔,且基坑开挖及锚碇基础施工处于洞庭湖汛期阶段,为保证锚碇基础施工的连续性和安全性,在距离锚碇基坑边线15 m处设置一环形土围堰用以阻挡洪水。采用有限元软件对环形围堰及现场环境等进行整体建模,从围堰高度验算、围堰渗流计算、围堰整体抗滑稳定性计算、围堰变形与应力计算及土围堰基底抗滑稳定性计算等5个方面进行计算分析。研究得出高水位条件下采用环形土围堰作为阻水结构的思路得当,既保证了施工区域的施工安全,又避免了汛期出现停工现象,大大降低了施工成本,同时为今后类似工程积累了宝贵经验。     

水泥土搅拌桩复合地基变形模量确定的一种新方法

水泥土搅拌桩在我国公路和工民建等领域得到广泛应用,但由于复合地基的复杂性和各种不确定性因素的影响,加固区复合模量计算理论仍不完善。本文从土体的e lnp曲线出发,构造土体的ε lnσ的应力应变曲线,并得到其弹塑性状态的屈服方程。根据最小势能原理及桩土变形协调条件得到水泥土搅拌桩复合地基的变形表达式和水泥搅拌桩复合地基加固区变形模量的表达式,并通过现场载荷试验反算的变形模量验证了该表达式的可靠性。