高速铁路上覆厚砂层下卧厚淤泥层地基不同处理方法的加固效果对比

针对厦深高速铁路沿线广泛分布上覆厚砂层、下卧厚淤泥层的双层软土地基,在厦深铁路螺河DK333—DK336试验段采用预应力管桩、旋喷桩和强夯等处理方式加固地基不同部位,通过原位测试得到各处理方式下地基的变形特性,对不同处理方式的加固效果进行研究。结果表明:为达到消除工后地基沉降的目的,根据该高速铁路地基上覆厚砂层、下卧厚淤泥层的特点,应将地基处理的重点放在填土荷载所产生附加应力影响范围内的淤泥层上,这样获得的加固效率才最高;管桩虽可同时加固上覆砂层和下卧淤泥层,使地基沉降量最小,但没有利用路基堆载对砂土地基的预压作用,也没有区别对待砂层与淤泥层沉降变形对工后沉降的影响,因此加固效率较低,经济效益较差;强夯仅能加固上部砂层,而下卧淤泥层并没有得到加固,地基将产生很大的工后沉降,因此加固效果最差;旋喷桩虽仅加固了下卧淤泥层,但由于利用路基堆载对上覆砂层进行了预压,因此对控制地基工后沉降能达到与管桩加固全部土层相近的效果,加固效率最高,经济效益最好。     

深厚软土区CMP桩与CFG桩组合桩型复合地基工作特性研究

以哈大客运专线某工点为背景,针对深厚软弱土层承载力较差的问题,尝试采用水泥搅拌桩(CMP)和CFG桩组合桩型用于地基处理,研究加固后复合地基的力学性状和沉降变化规律.结果表明,在这种复合地基中,CFG桩的作用主要是提高复合地基整体承载力和控制沉降,而CMP的主要作用是提高浅层土体的承载力.加固后复合地基中CFG桩桩端与桩顶的刺入现象不同,竖向沉降主要发生在下卧层中,本工点中下卧层沉降变形约占总沉降的78％.     

粒料桩加固的软土地基上填筑路堤的稳定分析

用粒料桩加固地基的方法,一般采用碎石、砂砾、废渣、砂等散粒材料挤压入土中,形成较大直径的桩体,与地基土共同形成复合地基来提高承载力。高速公路的路基一般较宽,填筑路堤后形成的附加压力影响较深,粒料桩处理后的各土层的承载力有较大的差异,硬壳层的复合地基承载力较大,饱和软土层的复合地基承载力明显低于硬壳层。因此软土层的承载力往往决定路基的承载能力,甚至有可能因粒料桩处理效果不好,而造成路堤发生沉降过大和滑移现象。文章结合某粒料桩加固后的高速公路填筑路堤滑移实例,分析不同的硬壳层厚度、路堤填筑高度和粒料桩成桩深度对路堤边坡稳定性的影响。     

铁路浅表层淤泥地基固化试验研究

选用无机粉态和液态固化剂配以硅酸盐水泥对浅表层淤泥土进行固化,通过宏观静力学试验和动三轴试验以及微观扫描电镜分析,进行铁路浅表层淤泥地基固化研究。结果表明:液态固化剂在固化施工和提高淤泥土性能上优于粉态固化剂,固化剂掺量相同时,液态固化剂固化淤泥土强度高于固态固化剂,掺量在3%~4%时高出30%以上;固化淤泥土在14d后强度趋于稳定;淤泥土在循环动载作用下的动应变随水泥和固化剂含量的增加而大大减小,水泥或固化剂掺量增加2%,在50N动荷载下减小约2倍,在100N动荷载下减小3~5倍;淤泥土的动弹模随水泥掺量和固化剂掺量的增加略微增大;淤泥加固后原状土的粒状架空结构中颗粒间缝隙被填充,结构更加密实,因此宏观动强度增大。     

长塑料排水板联合短搅拌桩加固深厚软土地基试验研究

长塑料排水板联合短搅拌桩加固深厚软土地基是一项深厚软土地基加固新技术,该技术可以显著提高浅层地基承载力,并加快深层软土固结沉降。在京沪高速铁路选取了典型工点对该技术进行了试验研究,揭示了地基受力及沉降变形规律,并提出了总沉降和工后沉降计算方法。     

某铁路车站软土地基的沉降变形特性

通过理论计算和沉降施工监测表明,软土地基在附加荷载下沉降大,地基沉降主要是路堤填土造成的。加固前软弱地基固结时间长,需加固后12a才能满足铁路工后沉降不大于20cm要求。淤泥层采用塑料排水带(真空预压)加固后,固结时间大大缩短,在加固后240d就能满足工后沉降小于20cm和沉降速率小于5cm/a要求。由于理论计算与实际施工条件有差异,再加上软土地基本身的复杂性,实测沉降与理论沉降计算值两者并不完全一致,实际沉降值略大于计算值,实际沉降值在大致地基加固后2a后才趋于稳定,时间长于计算值。有限元计算和实测值表明:地面沉降变形最大点位于地面线中心点,路肩次之,往路基两侧边坡坡脚处沉降量最小。研究结论可为类似工程施工参考。     

湿陷性黄土地基水泥土搅拌桩加固效果研究

研究目的:为确定水泥土搅拌桩对湿陷性黄土地基的加固效果,以太焦高速铁路某工段为背景,首先,试验测试该路段黄土的物理力学特性,确定其湿陷性指标和湿陷等级,分析其力学特性的变化特点;其次,设计该黄土地基的加固方案以及水泥土搅拌桩的试桩参数,抽芯检测试验桩体的成桩质量;再次,通过复合地基承载力试验并结合数值分析,研究不同试桩参数的水泥土搅拌桩复合地基的承载力特征值;最后,在地基加固试验段铺筑试验路基,采用现场监测、理论计算及数值模拟相结合的手段研究路基的沉降变形规律。研究结论:(1)3种水灰比试验桩的成桩质量良好,测得试验桩体无侧限抗压强度分别为1.6 MPa、1.8 MPa和2.0 MPa,均大于1.0 MPa的工程设计要求,最终确定该工程施工所用水灰比为0.50;(2)现场试验所得单桩复合地基承载力特征值为261～266 kPa,理论计算及数值模拟所得其特征值分别为282.87 kPa和209 kPa;(3)现场监测、理论计算及数值模拟所得试验段路基的最终沉降量分别为21.17 mm、31.25 mm和26.14 mm,该复合地基强度满足工程设计要求;(4)本研究成果可为高速铁路软土地基...     

软土地基硬壳层对路堤工程特性影响的研究

对于修建在软土地基硬壳层上的路堤,经过硬壳层的应力扩散后,施加到软土层顶面的附加应力会大大减小.采用非线性有限元数值计算方法,研究了路堤荷载作用下硬壳层刚度、路堤高度以及软基厚度对硬壳层软土地基变形特征,以及硬壳层应力扩散效果的影响.     

高速铁路站场咽喉区复合地基的工程特性研究

结合京沪高速铁路济南西客站工程实际,对站场咽喉区深厚软土大面积堆载预压下复合地基的工程特性开展现场试验研究,分析不同位置和深度的超孔隙水压力、沉降变形以及桩土应力等参数随时间和填土高度的变化规律,为该地区同类工程设计和施工提供科学依据。研究结果表明:站场咽喉区复合地基内的超孔隙水压力随着荷载的增加而增大,达到峰值后消散,其变化略滞后于荷载的变化;超孔隙水压力的最大值出现在下卧层上部;在下卧层中,随着深度的增加,超孔隙水压力逐渐减小。站场咽喉区复合地基最大沉降发生在25m CFG桩加固区的中部,35mPHC管桩有效减小了站场中心区的沉降。主要压缩量发生在加固区底部和下卧层。站场咽喉区复合地基由路堤中心向外,桩应力、桩间土应力及桩土应力比总体呈减小趋势。在路堤填筑和预压中,站场咽喉区复合地基桩间土应力向桩传递,桩间土应力逐渐减少,桩顶应力逐渐增大,并逐渐趋于稳定。     

铁路软土地基振动碎石桩施工技术

阐述利用振动碎石桩加固软土地基及其加固机理。为了满足复合地基的承载力和沉降量双控要求,通过采取铺设土工格栅,增设渗水盲沟等技术措施,达到了加强复合地基,加速地基土固结的目的。     

路堤荷载下复合地基下卧层附加应力分布研究

研究目的:传统计算下卧层附加应力的方法无法考虑土层分布及复合地基主要设计参数的影响,难以较准确估算下卧层附加应力。针对该问题,本文采用数值模拟,系统分析桩间距、桩体弹性模量、加固区与下卧层弹性模量比及桩长对复合地基下卧层附加应力的影响规律,并引入荷载传递系数,建立下卧层附加应力数值模拟解与Boussinesq解的拟合关系,从而准确估算下卧层附加应力。研究结论:(1)复合地基由于桩体的存在,下卧层附加应力呈明显的应力集中现象;(2)随着桩间距的减小或桩体弹性模量的增大,下卧层附加应力逐渐增大,应力集中现象增强;随着加固区与下卧层弹性模量比的增大,下卧层附加应力逐渐减小;随着桩长的增加,下卧层中附加应力的衰减显著变慢,上部荷载被传递至更深的地层中;(3)本文建立了下卧层附加应力数值模拟解与Boussinesq解的拟合关系,拟合效果良好;(4)该研究结论对工程人员估算下卧层附加应力具有参考价值。     

电渗联合真空预压技术处理高速铁路软土地基

研究目的:本文以川南城际铁路IDK 87+180～IDK 87+220段软土地基工程为依托,总结采用导电插塑板电渗联合真空预压快速固结处理技术的设计与施工的效果。本研究将电渗法与真空预压法有机结合,以实现软土地基的快速排水固结,形成新型电渗联合真空预压加固技术。研究结论:(1)电渗联合真空预压法可以用来处理渗透系数低的软土地基;(2)电渗联合真空预压法实现软土的快速脱水。在建设周期较短的情况下,可通过调整分层数量、电极板间距、通电电压、通电周期等因素进一步缩短处理时间;(3)电渗联合真空预压法可实现软土的快速沉降,一般在30余天内完成施工,加固软土的各项指标都获得了较大程度的提高;(4)电渗联合真空预压法首次在高速铁路地基相关工程加固中获得了成功应用,具有显著的社会与经济及环保效益,可在铁路、道路相关工程中推广应用。     

淤泥质软土地基加固施工技术

结合江珠高速公路四村互通立交工程实例,分析淤泥质软土的力学性能,在铺设砂垫层的基础上,打入塑料排水板以加快软基的排水固结;施打PHC桩以降低桥头过渡段地基的沉降;铺设土工格栅,并进行超载预压,以达到加固软土地基的目的。     

上合组织(连云港)国际物流园专用铁路搅拌桩水泥掺量研究

上合组织(连云港)国际物流园专用铁路路基基底海积层淤泥厚度达14～18 m,具有含水量高、压缩性大、灵敏度高等特点,拟采用水泥搅拌桩对路基基底软土进行加固。为了提高水泥搅拌桩的成桩质量及经济适用性,进行了室内配比试验、现场试桩、桩身质量检测及复合地基承载力检测。研究表明,水泥土无侧限抗压强度随水泥掺量的加大和龄期的增长而提高;在相同水泥掺量下,粉喷搅拌桩的无侧限抗压强度大于浆喷搅拌桩;水泥掺量为15%时,桩身质量难以达到工程要求,水泥掺量为18%时,桩身质量及复合地基承载力均满足要求。     

多桩型复合地基承载特性的试验研究

将碎石桩与CFG桩组成的多桩型复合地基用于沿海软土地基的处理,探讨了其加固机理。通过现场实测,对这种新型复合地基的桩土应力随荷载的变化过程、桩土共同作用机理及桩土荷载分担比的变化过程进行分析。结果表明,处理后的复合地基承载力特征值比原天然地基承载力提高了5.7倍。     

水泥搅拌饱和黄土复合地基桩土荷载分担研究

兰州至中川机场城际铁路工程沿线大多地段属于饱和黄土地基,承载力低,压缩性大,无法满足设计要求,采取水泥土搅拌桩复合地基进行加固,通过现场实测路堤荷载及刚性承载板下水泥土搅拌桩复合地基中桩土荷载分担情况。结果表明:随着路堤填筑高度及时间的增加,桩体、桩间土的应力都增大,桩体的应力大于桩间土的应力;相同的路堤填土荷载下,二灰掺量16%的复合地基中最大桩顶应力272.5 kPa,对应桩间土应力45.5 kPa;二灰掺量12%的最大桩顶应力166.3 kPa,对应桩间土应力为69.3 kPa。随着二灰掺入量的增加,路堤荷载下水泥土搅拌桩复合地基桩土应力比增大,二灰掺量16%时的最大桩土应力比为5.57,是二灰掺量为12%的2.34倍;刚性基础下桩土应力比随荷载的变化呈现出凸单峰曲线。复合地基中桩体应力集中系数的值随着荷载的增加而逐渐增大,桩间土应力减小系数随着荷载的增加而减小。     

真空堆载预压加固软基施工技术

文章结合江珠高速公路四村互通立交工程实测，分析真空预压的加固机理，在以塑料排水板引流的基础上，采用真空堆载预压技术以加快软基的排水固结，从而达到加固软土地基的目的。     

天津港集装箱物流中心堆场地基加固设计

研究目的：天津港集装箱物流中心堆场一期工程地表主要为碱渣覆盖,厚度1.4-3.8 m,以下淤泥或淤泥质粘土层厚约20 m。必须根据场地各功能区的承载需要加固地基,从而满足设计荷载下的沉降控制标准要求。研究方法：根据堆场的使用功能,对场地进行合理分区,确定各功能区的设计荷载、铺面类型和沉降控制标准,在分析场地工程地质、水文地质条件的基础上,进行堆场地基加固处理方案研究,确定适宜的工程措施与监测检测要求。研究结果：采用真空预压排水固结、水泥搅拌桩等措施对堆场地基进行了加固处理,经检测,效果良好。研究结论：真空预压排水固结法能够改善软土地基的受力特征,消除软基的有害变形,适合于饱和软黏土地基的加固处理,当地基天然含水量高、地下水具有侵蚀性或软土层深厚时,效果尤佳。经过加固处理后,碱渣可以作为良好的地基使用,变废为宝,具有良好的经济效益和社会效益。     

合福高速铁路更新统黏性土地基沉降测试与分析

对合福(合肥—福州)高速铁路合肥地区更新统黏性土地层典型路基工点开展现场地基沉降测试,并对CFG桩桩网复合地基的沉降进行了理论计算。结果表明:CFG桩桩网复合地基在荷载稳定后沉降变形具有快速收敛的特征,地基总沉降及侧向变形较小;地基总沉降主要由加固区浅层及下卧层压缩变形组成,下卧层沉降约占总沉降的39%～87%;在压缩模量为15～16 MPa时反演的沉降经验修正系数约为0.10～0.22;推荐采用沉降完成"经验比例法"进行路基工后沉降分析,建议路基填筑期沉降完成比例取60%～70%,预压荷载稳定3个月后沉降完成比例取85%～90%,6个月后取95%,加固区可取相对高值。     

客运专线梁场制梁台座地基基础设计试验研究

为了进一步优化客运专线梁场制梁台座的地基基础设计,以哈大客运专线昌图梁场的制梁台座为研究对象,通过埋设于其中的混凝土应力计,测试了制梁过程中梁体对台座基础的作用力,以明确台座基础在梁体预应力张拉前后两个阶段的受力状态。通过相关分析与计算,得出了制梁台座在两个阶段中3个承台梁的横向与纵向的受力分配,建议当地基承载力特征值达到130 kPa时,制梁台座的地基可采用天然地基。若地基承载力特征值小于130 kPa,可采用复合地基使地基承载力达到130 kPa以上;对于软弱土层,则可采用桩基础做条形承台梁的结构形式进行设计。