碎石桩加固风积沙地基液化规律及频响特征试验研究

为解决我国铁路线路不可避免地穿越风积沙河谷地区遇到的地基液化问题,通过振动台试验探究了碎石桩加固风积沙地层的液化规律及频响特征。研究结果表明,在EL Centro地震波作用下：(1)碎石桩能有效抵抗风积沙地基沉降,大幅度增强其抗液化能力,尤其是地基中部(3/5桩长),并且能将液化易发部位从中部转移到浅层,有利于对液化场地采取加固措施;(2)碎石桩充当优良的排水路径,能弱化桩间土的剪胀剪缩循环活动性,使孔压保持稳态增长;(3)通过相关性分析发现,当地震烈度过高时,碎石桩的排水效果会达到极限,地基深处的部分孔隙水将从桩间土渗流至地表,导致路径上孔压增长的相互影响性显著增强;(4)碎石桩加固后的风积沙地基在低频段(0～10 Hz)的响应集中且最为强烈,在高频域(25～30 Hz)的响应具有高程放大效应,而液化的地层会弱化地基原有的能量传递效果;(5)通过希尔波特谱可知,随着地震波从下往上传播,碎石桩地基的响应主频段会向高频(≥22 Hz)扩展与迁移,而发生液化的土层具有高频过滤作用。     

双向水泥搅拌桩在软土路基地基处理中的应用

以张唐铁路某段软土路基地基处理为例,介绍了双向水泥搅拌桩施工的工艺流程、质量控制要点,并进行了单向搅拌与双向搅拌成桩质量对比。采用双向水泥搅拌桩工艺其成桩质量明显优于单向搅拌工艺,在软土工程性质较差、特别是有地震液化层的软土地基处理中,双向水泥搅拌桩的应用能有效地保证地基处理的工程质量。     

螺纹桩和水泥搅拌组合桩地基处理数值模拟

基于蒙西华中铁路君山车站实际软土地基处理情况,运用FLAC 3D建立桩土二维有限元模型,比较分析螺纹桩和水泥搅拌桩组合桩在不同布置方式和不同桩间距工况下,地基土的竖向沉降、侧向位移以及地基土体的稳定安全系数。研究结果表明:组合桩在分开布置和交叉布置工况,随着桩间距的增加,地基土体竖向沉降量和水平向位移都增加,土体稳定安全系数随着桩间距的增加而减小,说明增大桩间距不利于土体稳定;在桩间距一定的情况下,桩体在分开布置工况下的竖向沉降量和水平向位移相比交叉布置工况有所减小,说明桩体分开布置有利于减小土体变形;当桩间距小于等于3倍桩径时,桩体分开布置的加固效果更明显,当桩间距大于4倍桩径时,桩体交叉布置的加固效果更明显。计算结果为软土地基处理提供了理论依据。     

铁路软土地基处理方法合理选择试验研究

基于某高速铁路深厚软土地基水泥搅拌桩、真空联合堆载预压及砂桩等载预压加固三种加固方法的现场试验,应用分层沉降仪、孔隙水压力计等进行了现场监测与分析,探讨了不同软土地基加固方案中地基沉降随时间、荷载的变化规律,同时估算了工后沉降。从工后沉降、沉降速率的控制效果及经济性三方面,综合比选了三种软土地基加固方案的优缺点,综合各种指标,水泥搅拌桩、真空预压联合堆载处理软土地基优势较明显,建议高速铁路地基处理中优先考虑。     

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％.     

高裂度地震区铁路液化地基处理措施的试验研究

研究目的:玉蒙铁路通过通海湖相沉积盆地,以粉细砂和粉质黏土为主,属典型的地震液化地基。针对设计采用的碎石桩加固处理措施,通过动三轴试验研究粉细砂两种密实度和排水条件的液化强度,验证采用挤密排水法处理加固的可行性;采用振动台试验模拟地基液化的孔隙水压力随地震裂度的变化情况,从孔压比的变化验证地基抗液化能力。研究结论:(1)通过动三轴试验和振动台试验,验证了碎石桩复合地基对通海盆地的粉细砂液化地基加固的可行性;(2)碎石桩的挤密和排水作用对提高粉细砂液化地基抗液化强度效果明显;(3)地震荷载作用时,通海盆地粉细砂液化地基的液化范围主要是路堤坡脚以外的范围,而路堤内的地基的孔压比则远远低于0.8(通常认为液化的孔压比),没有液化;(4)通海盆地粉细砂液化地基发生液化时,坡脚外地基的孔压比随加载时间迅速增加;(5)对于液化地基上的路堤,复合地基的加固范围仍是一个需要研究的课题;(6)液化地基其它加固措施(如:水泥土搅拌桩、CFG桩等)的抗液化效果尚待进一步研究;(7)建议在坡脚外采用隔震措施,再进行深入研究。     

水泥砂浆桩在高速铁路软基处理中的应用研究

研究目的:水泥砂浆桩是近年来在深层搅拌桩基础上研发出的一种新型软基处理形式,高速铁路对路基工后沉降提出了严格的要求,通过某高速铁路软土路基加固的设计、施工和现场检测试验,研究水泥砂浆桩处理软土地基的加固机理、设计参数、施工工艺和加固效果。研究结论:采用水泥砂浆桩处理高速铁路软土地基是可行的,其可弥补粉喷桩和浆喷桩在塑性指数高的黏性土层中成桩强度低的不足;水泥砂浆桩加固软土地基时需先通过试桩确定其施工工艺、合理的水灰比和灰砂比及施工参数,建议加强水泥砂浆桩的现场施工管理;其桩体质量检验可采取钻探取芯与载荷试验相结合;为保证其水泥土强度和加固效果,28 d龄期内的水泥砂浆搅拌桩上不得有大型机械碾压行走和进行上部的路堤填筑施工。     

水泥掺量对搅拌桩复合地基沉降的影响分析

在兰州至中川机场城际铁路建设中采用水泥掺量为12%,16%,20%的水泥土搅拌桩进行地基处理并观测其沉降,运用双曲线法、三点法、Asaoka法预测复合地基的沉降,研究水泥土搅拌桩复合地基的沉降发展规律及沉降控制效果。结果表明:相同路堤荷载下水泥掺量越高,复合地基沉降越小,沉降控制效果越好,复合地基的最终沉降也越小;从满足本线运营的技术经济角度考虑,推荐采用水泥掺量12%的水泥土搅拌桩处理饱和黄土地基;从满足铁路适当提速对路基沉降的要求考虑,水泥掺量为12%,16%,20%的水泥土搅拌桩复合地基可分别在速度160,200 km/h的Ⅰ级铁路及250 km/h有砟轨道铁路的路基工程中应用。     

东北某新建Ⅰ级铁路地震八度区路基分析及抗震处理

地震八度区路基工程,在基底土层承载力不足且地基土存在有地震液化性的饱和细砂层情况下,采用具有挤密、置换、排水及预振作用的碎石桩复合地基加固地基,是提高地基承载力、防止砂土地震液化的经济、有效的地基处理方法。     

某车站软土地基处理

根据该车站横断面布置及地层情况,通过稳定及沉降检算分析,考虑软土在上部附加荷载作用下产生的固结强度增长,采用铺两层土工格栅增加稳定力矩,在边坡不稳定范围内采用多向水泥搅拌桩共同保证路堤边坡稳定性,在路堤正下方采用CFG桩控制地基变形的复合地基处理方法对软土地基进行加固,较好的满足了路堤边坡稳定性及地基沉降的要求,比全断面单一采用多向水泥搅拌桩更经济,比全断面单一采用CFG桩更合理。     

可液化土层分布对土-地铁地下结构地震响应影响的振动台试验研究

针对目前地铁区间隧道建设中常见的单层双跨断面形式结构,开展饱和地基土自由场、结构整体位于可液化土层、结构底部存在可液化土层、结构位于非液化土层共4种工况下的振动台试验;通过分析地基土的宏观表现、位移响应、动土压力响应以及结构位移响应,研究可液化土层分布对土-地下结构地震响应的影响。结果表明:受输入地震动正负波幅值不对称和地基土不均匀震陷影响,地基土表层的喷砂、开裂、冒水现象表现出不均匀性,结构上浮会加剧液化现象的不均匀性;土体液化造成结构上浮和地基土沉降,使二者产生相对位移,当相对位移较大时土体易出现较大贯通裂缝,使得超静孔压消散,液化现象得以缓解;地基土水平向位移在结构底部存在可液化土层工况时最大,在结构整体位于可液化土层工况时次之,在结构位于非液化场地工况时最小;可液化土作用在结构上的动土压力大于非液化土,导致结构整体位于可液化土层时上浮较大,仅底部存在可液化土层时会加大结构侧墙顶底动土压力差。     

CFG桩桩-网结构地基抗液化性能数值分析

以京沪高速铁路液化土地基加固为背景,采用数值分析方法,通过各级加载情况下地基路基加固前后液化区域分布及超静孔隙水压力变化规律的分析,对水泥粉煤灰碎石桩(CFG桩)桩-网结构地基加固饱和粉土地基进行抗液化性能研究.研究表明,未加固饱和粉土地基在加载加速度大于0.2g时,几乎全部液化;加固后饱和粉土地基在加速度幅值为0.1g时,加固区以外的饱和粉土地基面附近有小面积的液化,随着加载加速度的增大,加固区以外的饱和粉土地基面积液化进一步加大,并逐渐向桩间土发展,当加速度幅值达到0.4g时,路基发生完全液化;超静孔隙水压力随加载加速度幅值的增加而增大.CFG桩桩-网结构地基能够有效地抑制超静孔隙水压力的上升,从而提高地基的抗液化能力.     

水泥搅拌桩加固珠江三角洲地区软土地基适用性探讨

通过采用不同水泥掺量进行水泥搅拌桩试验,分析探讨了水泥搅拌桩加固珠江三角洲地区软土地基的适用性,可为今后在珠江三角洲地区进行软土地基加固设计提供借鉴。     

深层水泥搅拌桩加固桥台后软基施工及质量控制技术

文章介绍黄万铁路采用深层水泥搅拌桩解决桥梁台后滨海相软土地基与桥台之间因刚度不同产生的沉降差异所造成的轨道不平顺问题,提出桥台后过渡段范围内进行地基处理的加固措施。     

深层搅拌桩在软基处理中的应用

通过对成都铁路局北编组站软基加固处理实例,结合水泥深层搅拌桩的加固机理,对水泥深层搅拌桩在软土地基、特别是成都平原地区的软土地基的加固应用提出一些看法。     

水泥土夯扩挤密桩对湿陷性黄土层水平应力的影响

以铁路站房区湿陷性黄土地基为研究对象，采用水泥土夯扩挤密桩进行预加固，结合处理前后室内试验和原位测试结果，研究桩长、桩间距对水泥土挤密桩处理效果的影响，揭示了处理前后加固深度内桩间土层水平应力和超固结比变化规律。结果表明：桩间距显著影响桩间土挤密效果，桩长的影响较小，当桩间距从1.2 m减小为1.0 m时桩周塑性区挤密效果显著增强，采用水泥土夯扩挤密桩处理湿陷性黄土地基时建议桩间距不大于1.0 m；锥尖阻力、侧壁阻力、水平应力比和超固结比随深度的增大呈现出先增大后减小的变化规律，埋深0～12 m范围内水平应力比在2～4变化，超固结比OCR在4～12变化，说明水泥土夯扩挤密桩显著增大了土层水平应力和强度，但深度大于12 m时水泥土夯扩挤密桩的处理效果减弱。研究结果从土层水平应力角度揭示了水泥土夯扩挤密桩的加固机理，可为湿陷性黄土地区水泥土夯扩挤密桩的工程应用提供技术支持。     

沿海地区淤泥质土层钉形桩施工技术研究

新建连盐铁路地处沿海地区淤泥质土层,地基处理困难。主要通过现场试验,确定沿海地区淤泥质土层水泥搅拌钉形桩的施工参数;通过沉降观测和成桩检测,确定了钉形桩处理淤泥质土层软基的效果和施工参数。这可为类似工程提供借鉴。     

铁路海相软基CFG桩加固试验研究

针对CFG桩复合地基加固海相软土的适用性问题,在铁路正线进行了应用试验。采用CPTU孔压静力触探原位测试方法确定地基土状态指标、强度和变形指标;分别对CFG桩施工过程中的桩土扰动和成桩质量,路基填筑期及静置期CFG桩复合地基的桩土应力分布、孔隙水压力变化、沉降和变形进行了现场监测分析。结果表明:CPTU可以为软基加固处理提供更多的地基土参数;CFG桩复合地基适用于苏北地区海相深厚软土加固;CFG桩复合地基方案对加快地基沉降收敛和减小地基的沉降量效果显著,丰富了海相深厚软土复合地基处理技术与工程实践。     

多桩型复合地基在液化土层中的应用和承载力性能分析

针对新建太原枢纽(北六堡)物流中心综合楼建设项目中,采用碎石桩和预应力混凝土管桩多桩型复合地基处理中等粉砂土液化土层效果,分析单一桩型复合地基的承载力与多桩型复合地基承载力变化,对现场承载力试验检测结果进行分析及研究,为地震高烈度地区的液化土层进行抗液化处理提供运用经验,提高地基承载能力。     

京沪高速铁路饱和松软土地基抗震加固关键技术探讨

研究目的:为配合京沪高速铁路的建设,解决在饱和松软土地基上修筑高速铁路的难题,铁道部批准开展《高速铁路液化土地基加固技术的试验研究》项目,目的是选取合理有效的饱和松软土地基、路基加固措施,控制路基地基的稳定性和沉降变形。研究结果:碎石桩和CFG桩桩网结构地基均明显减小了因地基液化引起的响应加速度放大作用,均能够有效地减小地基路基在地震条件下的沉降及不均匀沉降,提高地基路基的整体抗震性能。