列车循环荷载下水泥土复合地基沉降的颗粒离散元计算

依托福州江阴港铁路支线水泥土搅拌桩软基处理试验工程,探讨利用颗粒离散元方法计算水泥土复合地基在列车循环荷载作用下的工后沉降问题。首先根据原场地淤泥质土的三轴压缩试验和水泥土的单轴压缩试验所得的应力—应变曲线,利用颗粒离散元建立三维数值模拟模型,并结合统计学习方法,对复合地基中的淤泥质土和水泥土颗粒的细观参数进行反演;然后按江阴港水泥土搅拌桩复合地基的实际尺寸建立缩尺的离散元数值模型,进行列车荷载下的沉降计算。结果表明:在500~1 000趟列车通过后水泥土搅拌桩复合地基的工后沉降趋于稳定,沉降量约为20 mm。这一结果与按现有规范计算所得沉降量较为接近。     

滇池地区铁路软土地基加固处理技术

研究目的:滇池地区软土发育范围广、深度大、成分复杂,尤其淤泥质土和泥炭质土含水量高、孔隙比大、腐殖质含量高,成为地基处理的控制性因素。近年来环滇池区域修建了大量的铁路工程,软土地基加固处理的经济性、合理性是本次研究的主要目的。研究结论:(1)滇池地区以松软土、软黏土为主的软土地基,采用水泥土搅拌桩处理是可行的;(2)淤泥质土为主的地基应加强工艺控制,桩长较长、工程质量要求较高地段可采用多向搅拌水泥砂浆桩;(3)泥炭质土、泥炭土为主的极软土地基必须开展试桩试验,尤其在含水量高、腐殖质含量较高地段,根据试验情况可加强设计采用CFG桩、预应力管桩处理,是较为稳妥的加固措施;(4)采取管桩加固时要分析工点的侧向稳定性,以免刚性桩结构受侧压力而倾斜;(5)在深厚软土地段、沉降要求极高地段或施工场地受限的既有构筑物旁边,必要时采取桩板结构等措施;(6)本研究成果在山区铁路软土地基处理方面有大量应用。     

预应力管桩与水泥土搅拌桩在软土地基处理中的应用

天津市武清区软土层承载力低、变形大,工程建设需要进行地基处理。依据该区一工程地层分布,通过对桩长、承载力、工期、造价综合分析得知,采用预应力管桩比采用钻孔灌注桩地基处理效果更优,因此该工程主要承载部位采取预应力管桩施工,非主要承载部位采用水泥搅拌桩施工。对预应力管桩及水泥搅拌桩地基处理方法的施工工艺及难点进行了介绍,对其施工后承载力、桩身完整性进行了检测,结果满足规范要求。     

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。     

大连某专用线项目路基试验段地基处理方式的探讨

为了获得最经济实用的地基处理方式,大连某专用线项目在路基地基处理加固前进行了地基处理试验,在试验段的地基处理中分别用强夯、碎石桩结合强夯、塑料排水板结合夯实挤密桩三种方式进行地基加固.通过对试验段路基填筑过程及后期的沉降观测,发现塑料排水板结合夯实挤密桩在填筑期能最大限度释放工后沉降,相比而言是最适合本项目的地基处理方式.     

浅海区大面积深厚软基层综合处理技术

深厚层大面积软土地基处理及其工后沉降控制一直是国内外岩土工程及地下工程研究领域的难点问题。以福州江阴港铁路支线浅海区大面积深厚软基层处理工程为背景,通过试验提出采用塑料排水板联合水泥土搅拌桩、超载预压排水固结法、真空加堆载联合预压排水固结法等3种软基处理工法进行综合处理,详细介绍了这3种工法的施工工艺流程、技术要点和关键技术措施,综合处理效果显著。     

黄土区高速铁路挤密桩地基沉降控制效果研究

沉降控制是湿陷性黄土区高速铁路建设中的技术难题.本文以郑西客运专线湿陷性黄土路基试验工程为依托,通过开展沉降变形观测、大型浸水试验、路基沉降预测,对高速铁路技术条件下水泥土挤密桩地基的沉降变形特性、湿陷性消除效果、沉降控制效果等进行了研究.研究结论:挤密桩最大处理深度一般不超过15 m.本试验场地采用15 m挤密桩处理,恒载预压6个月路基的剩余沉降量便已满足铺设无砟轨道对路基工后沉降的控制要求,浸水后该地基加固层仅出现了极少量的沉降,加固层的黄土湿陷性已完全消除.在湿陷性黄土厚度小于15 m的场地,采用挤密桩处理地基是一种有效的沉降控制方法.     

搅拌桩联合塑料排水板地基加固现场试验研究

获得组合措施处理深厚层软土的作用机理、沉降、桩一土荷载分担等特性,为确定设计计算方法提供依据.研究结论:在搅拌桩复合地基中加入较长的塑料排水板后:(1)可以起到加快深厚软土层排水固结的作用,从而加快地基土沉降完成速度,减小工后沉降;(2)加快侧向位移的发展,且其发展与排水条件密切相关;(3)地基土强度提高较快,桩土应力比明显小于搅拌桩复合地基,表明其地基更有利于地基土承载作用的发挥.     

新吹填淤泥地基加固试验研究

研究目的:新吹填淤泥地基具有含水量大、压缩性高、强度几乎为零等特点.这种比较特殊的地基处理是目前沿海地区围海造陆等工程中比较棘手的问题,为了探究这种比较特殊地基处理行之有效的方法,为沿海地区工程建设提供技术支撑,现场采用小间距排水板、土工格栅等土工合成材料结合堆载预压加固地基,设计要求地基加固后的吹填淤泥十字板强度大于10 kPa.研究结论:试验结果表明:地基加固结束时的实测沉降量达1 800 mm,地基平均固结度达95％;实测水平位移很小,在整个加载过程中,地基一直处于安全状态,说明地基处理方案是合理可行的.现场实测地基加固后的吹填淤泥十字板强度达12 kPa,吹填淤泥的土性指标得到了不同程度的改善,地基加固达到了预期的加固效果;土工格栅等土工合成材料的应用,解决了新吹填淤泥上难以直接堆载的技术难题,在类似工程中可进一步推广应用;新吹填淤泥地基单位厚度的压缩量超过200 mm/m,说明吹填淤泥地基的压缩变形属于大变形问题,理论计算时应考虑这一因素.     

预应力混凝土管桩的设计及施工研究

研究目的:通过某城际铁路无砟轨道路基基底加固处理的工程实例,本文介绍了预应力混凝土管桩复合地基承载力及沉降量的计算方法,以及管桩的施工工艺、施工过程中常见问题及预防措施等。并解决城际铁路高速无砟轨道建设过程中路基地段地基处理沉降控制的关键技术难题。研究结论:预应力管桩具有桩身质量稳定可靠、单桩承载力高、价格低、施工速度快、桩身耐打、穿透能力强、成桩质量检测方便等优点,为提高工程质量、增加经济效益发挥了重要作用,也为解决城际铁路高速无砟轨道建设过程中路基地段地基沉降控制的关键技术难题提供了一种安全可靠的地基处理方法。     

搅拌桩的新动向

水泥土搅拌桩在其发展初期仅作为软弱地基加固手段,近十年来发展到大量应用于深基坑支护工程,上海市<地基处理技术规范>(DBJ08-40-943)将用于前者的称为承重水泥土桩,将后者称为支护水泥土桩,但不论承重水泥土桩还是支护水泥土桩,以往在我国的长度都未超过20 m,并认为水泥土桩的荷载传递存在着所谓的"临界长度". 近年,在南京炼油厂2座大型油罐采用了4根水泥土桩加固地基,桩长达27.5 m.试验结果表明,水泥土桩在桩身中、下部水泥土强度有保证的前提下,桩身轴力的有效传递深度可达25m以上,显示出此类桩具有接近刚性摩擦桩的性状.     

大范围软土一级公路水泥土搅拌桩路基沉降数值模拟

以一级公路湛江大道存在的大范围软土为工程背景,针对公路路基极易引发沉降和路面不均匀沉降等施工难点,开展大范围软土一级公路路基沉降规律数值模拟研究。利用Midas/GTS软件,建立路堤-地基-水泥土搅拌桩的有限元模型,研究设桩及不设桩2种工况下路基沉降变形规律以及桩弹性模量、桩长、水泥土搅拌桩面积置换率对路基沉降的影响。研究结果表明:使用水泥土搅拌桩处理软土地基能够有效降低工后沉降,桩体弹性模量及桩长对工后沉降影响较小,选取面积置换率时需要综合考虑沉降控制效果和经济成本。     

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。     

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。     

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。     

真空-堆载预压联合管桩-土工格室在堆场深厚软基处理中的应用

以珠海某堆场深厚软土地基处理工程为依托,针对传统的地基处理方法难以满足该重载堆场工程对深厚软土地基处理的高承载力与稳定性、高标准工后与差异沉降控制、大面积快速高效经济处理的要求,提出先对整个场地进行真空联合堆载预压,再采用"预应力管桩-土工格室加筋土"处理料条区、采用土工格栅加筋土处理堆取料机区的综合处治方案。通过承载力、沉降和侧向位移现场监测对处治效果进行分析,深入探讨综合处治技术的加固机理:管桩桩顶上部加筋土的"土拱效应"可有效扩散应力,同时土工格室起到水平向约束管桩、协调不均匀沉降作用,充分发挥桩筏基础中的柔性筏板作用。研究结果表明:真空-堆载预压联合预应力管桩-土工格室能够大幅度提升地基承载力、限制地基水平位移和减小地基不均匀沉降,有效解决堆场软基过量沉降与稳定性不足的问题。研究结果可为类似工程的深厚软基处理借鉴和利用。     

软土路基预留沉降量的计算与应用研究

针对高速公路软土路基搅拌桩、塑料排水板超载预压和塑料排水板欠载预压3种处理方式,分别对路基本体及路面结构层引起的沉降量进行研究,在此基础上提出了预留沉降量的计算模式。将该计算模式应用于实际工程中38个软基处理断面的预留沉降量的设计计算,并通过与实测沉降值进行对比分析,研究其计算精度和预留沉降量的实施效果。     

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。     

塑料排水板堆载预压法处理软基的固结效果

结合某填海造地道路地基处理工程实例,探讨塑料排水板堆载预压法的加固机理;基于现场软基沉降监测实测数据,采用双曲线法对加固后的软土地基沉降进行预测,并分析地基的最终沉降量及固结度。研究结果表明:塑料排水板堆载预压法在软基处理中的加固效果较好,堆载预压结束后,软基固结度可达到80%～95%,满足设计要求。     

管桩桩筏基础在宿州站地基处理中的应用

针对高速铁路对路基工后沉降控制的严格要求,京沪高速铁路宿州站采用了PHc预应力管桩+钢筋混凝土筏板的桩筏基础对深厚第四系土质地基进行了加固处理.宿州站采用了桩筏基础设计和施工方法,现场监测数据分析表明,处理后路堤荷载主要由桩承担,加固区地基土几乎不承担荷载,处理后地基的沉降可大大减少.