高速铁路软土路基采用粉喷桩处理的沉降预测与控制

高速铁路不仅要求路堤稳定,而且对路堤工后沉降的控制有极严格的标准,《京沪高速铁路设计暂行规定》规定:路基建成后铺设无缝轨道时,路基工后沉降量一般地段不应大于5cm,年沉降速率小于2cm/a。同时从京沪高速铁路沿线的工程地质条件分析,仅上海—南京段软土地基总长度达到103.6km,因此,软土地基工后沉降的有效预测与控制成为高速铁路路堤设计与施工的关键。粉体喷搅桩(简称粉喷桩)是近年来软土地基处理常用的方法之一。天然软土地基经过粉喷桩处理后,形成粉喷桩复合地基,达到提高地基承载力和减少沉降的目的。围绕满足高速铁路严格的工后沉降要求出发,改进和完善了粉喷桩复合地基沉降计算理论,推导出粉喷桩复合地基固结度计算公式,从粉喷桩处理软土地基的机制、处理效果、桩土变形特性及复合地基固结特性等方面进行系统的研究,主要内容如下:(1)粉喷桩复合地基剩余沉降计算方法研究。以Terzaghi一维固结理论为基础,推导出粉喷桩复合地基加固区平均固结度的计算公式,考虑了桩体刚度对固结的影响因素。提出与沉降相关的粉喷桩复合地基平均固结度计算公式,修正了以往计算平均固结度时不考虑沉降的不合理性。建立了粉喷桩复合地基工后沉降及铺轨后某一时刻剩余沉降计算公式。现场实测验证了公式的合理性及其反映规律的正确性。(2)对粉喷桩复合地基临界桩长的机制和测试结果进行分析。临界桩长的确定对粉喷桩复合地基的应用意义较大,提出粉喷桩复合地基临界桩长存在与否的新观点,较为合理地解释了目前临界桩长研究中出现的矛盾。在目前常用的水泥掺入比、桩径等条件下,粉喷桩复合地基的临界桩长并非总是存在,其存在与否与地质条件、桩身强度的分布等因素有关。对于桩体打穿软土层至相对硬层、桩身强度比较均匀的粉喷桩复合地基,并不存在临界桩长。(3)首次将粉喷桩复合地基技术应用于工后沉降要求严格的我国第一条高速铁路软土地基,研究了粉喷桩复合地基处理软土路基的适用性。粉喷桩复合地基的成功应用,将为我国高速铁路和客运专线的建设节省巨大的投资,同时也拓宽了粉喷桩复合地基的应用前景,具有较大的理论意义和重大的社会经济效益。(4)系统地进行了粉喷桩复合地基的变形和应力的原位观测,分析粉喷桩复合地基地表沉降、深层沉降、侧向位移、桩土沉降差、桩土应力比,研究复合地基土体的固结特性,得到许多有价值的结论。进行粉喷桩复合地基工后沉降预测与控制研究,得出采用粉喷桩复合地基处理本试验段类似条件的高速铁路软土地基可以在较短的工期内满足工后沉降要求的结论。根据理论计算沉降与实测沉降的差异,提出在高速铁路软土路基处理中采用动态设计的新概念。对粉喷桩复合地基沉降计算方法、沉降推算方法的适用性进行分析。对于柔性基础下粉喷桩复合地基,在桩顶有柔性基础、桩底为较硬土体的情况下,其加固区的沉降计算采用复合模量法较符合实际;而对于下卧层的压缩值采用应力扩散法比较合理,压缩量采用分层总和法进行计算。     

温州地区桥头路堤填料的选择

根据温州地区的工程实际情况，从减少桥头路堤沉降的角度出发，对矿渣、粉煤灰、EPS三种路堤填料的基本性状及在温州地区的应用情况进行分析和比较，论述了采用轻质填料代替现在普遍使用的矿渣填料的优越性。     

桥头段刚性桩复合地基现场观测结果分析

对于深厚软土路基,桥面和路面之间常发生较大的沉降差,产生“桥头跳车”现象。浙江台州浃里陈大桥对低强度桩复合地基处理桥头段软土路基进行了试验研究,并采用变桩长的方式调整桥面和路面的沉降差。采用复合地基使该桥头段的路基沉降减少了2/3,加固效果明显。由于采用了不同的桩长,复合地基沉降沿路堤长度方向分布是均匀的。对现场观测结果进行了分析,包括对路堤下桩顶和桩间土的土压力及沉降和复合地基分层沉降观测结果的分析。     

粉煤灰与EPS路堤研究综述

分析了国内外有要用粉煤灰及聚苯乙烯泡沫塑料（EPS）作为路堤填料以减轻路堤自重,从而减少路堤沉降的研究现状,进一步指出了EPS的多种土工应用意义。     

EPS泡沫塑料在软土地基桥头跳车防治中的应用

聚苯乙烯泡沫塑料(EPS)作为一种超轻质材料,具有一定的强度和稳定性,用于路堤填筑工程可以显著地减少路堤引起的地基沉降和对桥台台背产生的侧土压力,提高地基稳定性,是解决桥头跳车病害的一种新方法.介绍EPS材料特性,并结合工程实例介绍其在软土地基桥头跳车防治中的应用.     

EPS轻质路堤在桥头跳车防治中的应用分析

EPS轻质路堤为桥头跳车病害的防治提供了一种新的处理方法,在软土地基地区具有广泛的应用前景。结合工程实例,介绍了EPS在桥头跳车防治中的应用,并就EPS轻质路堤的设计及施工方法进行了较为详细的说明,为EPS轻质路堤在桥头跳车防治中的应用推广起到借鉴作用。     

EPS颗粒混合轻质土在高速公路施工中的应用

EPS颗粒混合轻质土在高速公路软土路基中的应用可以有效地减小路堤的自重,提高路堤的稳定性,从而起到降低软土路基沉降的目的,具有非常广泛的应用前景。论文结合具体的高速公路施工实例,简要探讨EPS颗粒混合轻质土的施工技术,希望能对类似工程起到借鉴作用。     

沿海铁路桩-网复合结构地基沉降的试验与理论研究

通过温福高速铁路软土路堤试验段工程,对桩-网复合结构形式加固的软土地基,以现场实测资料为验证,分析了桩-网复合结构处理深厚软土地基的沉降规律,利用数值计算方法进行工后沉降推算,并研究了桩-网复合结构地基的沉降计算方法。     

粉煤灰桩加固软土地基技术

本文介绍报粉煤灰混凝土的物理力学特性及粉煤灰桩在软土地基加固中的应用,并给出了工程实例。实践证明,粉煤灰桩复合地基可以较低造价满足一般多层建筑地基要求。     

EPS超轻质填料在公路工程中的应用分析

对EPS用作路堤轻质填料的发展历史作了简要介绍,论述了EPS超轻质料的优缺点,阐述了EPS轻质路堤的结构设计方法及施工要点,通过工程实例分析了EPS在公路工程中的应用,从而决定了EPS在路堤工程中特有的应用价值。     

通过减轻路堤自重达到控制路堤沉降

分析了采用粉煤灰以及聚苯乙烯泡沫塑料(Expanded Ploystyrene,简称EPS)作为路堤填料可减轻路堤自重,从而减少路堤沉降的研究现状;阐述了EPS的多种土工应用意义。     

路堤下复合地基临界桩长探讨

分析了复合地基临界桩长的定义及研究现状，通过路堤下复合地基数值模拟，揭示了复合地基临界桩长的客观存在性质，结合宁—通一级公路K102 990断面处复合地基工程实例，通过平面有限元及半解析元数值分析方法，对临界桩长进行了一定程度的探讨。     

古塔移位工程沉降控制复合地基优化设计

在软土地基上进行长距离建筑物移位时,地基加固设计直接影响着建筑物的安全和工程造价。如何获得既满足沉降控制标准又能达到经济效益最优的地基加固方案,成为该类工程的主要技术问题。依托龙溪塔移位工程,分析了软土地基上移位工程的控制标准,并采用E.Winkler弹性地基梁法对复合地基加固后的轨道梁的沉降变形进行验算。从控制地基及轨道梁沉降变形的技术经济角度考虑,通过调整桩间距和桩长两个参数对原复合地基加固方案进行了优化。龙溪塔的成功移位表明,在按承载力设计的基础上,采用沉降控制的优化设计可行,优化后的加固方案较原方案节约了42%的经济成本。研究成果可为今后同类工程地基加固设计及实施提供借鉴。     

预应力薄壁管桩在公路软基处理中应用的试验研究

带桩帽的预应力薄壁管桩结合土工格栅加筋垫层的刚性桩复合地基处理高速公路深厚软土地基,具有施工质量易控制、施工速度快、工后沉降及不均匀沉降小、地基处理深度大、复合地基承载力大、造价比较适中等突出优点。本文结合连盐高速公路试验段施工期间和路堤填筑期间的实测资料,通过对填筑期间土压力、沉降、侧向变形的分析,突出体现了预应力管桩在加固深厚软土地基中的实用性和优越性。     

干振复合桩在山间洼地软基处理中的应用

分析了山间洼地软土的工程地质特性及其工程病害、山间洼地软土地基上路堤的稳定性及沉降特征,简要介绍了干振复合桩地基处理技术及其应用情况,探讨了干振复合桩的设计、施工方法。     

软土中CFG桩复合地基加固工程实例

本文结合上海软土中某工程大面积地面堆载对地基变形要求严格的实例,阐明了软土地基采用CFG桩复合地基加固的技术要求.提供了该工程地基处理的多方案比选、CFG桩复合地基沉降和承载力计算,分析了不同承压板复合地基静载试验结果.工程实践证明,软土地区采用CFG桩加固地基取得较好的技术和经济效果,具有良好的工程应用前景.     

塑料套管混凝土桩（TC桩）软基处理施工技术应用

随着我国基础设施建设的不断发展,在软土地基上要建造大量的建筑工程、道路工程、水利工程等,由于软土具有孔隙比大、含水率高、沉降大等特点,必须对软土进行工程处理。TC桩具有加固效果好、处理深度深、工期短、质量便于控制、造价合理等优点,在对沉降稳定要求较高的路堤软基加固工程中逐渐得到应用。     

水泥土帷幕桩联合堆载预压加固对市政道路软土地基的沉降影响分析

随着基础设施建设工程大规模推进,软土问题日益突出。广泛分布的软黏土地基必须经过处理后方能进行道路工程项目建设。为此,通过广州市南沙区某市政道路工程,采用数值模拟的方法,研究了水泥土帷幕桩联合堆载预压对软土地基加固处理的效果,探索了在不同水泥土帷幕桩布置形式、桩长以及布设位置等因素影响下,加固路堤全服役周期的沉降特性。结果表明:1)增设坡脚帷幕桩对路堤的沉降控制能力有一定的提高;2)桩长的设置需依据软土地基含水率沿深度分布规律确定;3)帷幕桩布置在坡脚处对路基沉降影响较小,同时在实际工程中还需考虑坡脚反挖工作量和临近灌溉水的敷设,以综合确定帷幕桩在坡脚的布置位置。以上结论可为类似工程提供参考。     

桩承式加筋路堤受力机理及沉降分析

作为一种经济、有效的软土地基处理方法,桩承式加筋路堤在国内外已开始使用。把单桩处理区域及上部路堤等效为圆桩体,采用弹塑性有限元法分析了瞬时加载后地基中超静孔隙水压力的分布特征及消散过程,研究了加筋格栅的受力和路堤的沉降特性等,分析了桩长、桩间距及桩托板大小对桩体荷载分担比和路堤沉降的影响。研究结果表明,打桩后桩体所受荷载向下传递,地基中的初始最大孔隙水压力出现在桩端以下土层。打穿软土层情况下,路堤的沉降量决定于浅部桩间土的压缩,而未打穿情况下,路堤的沉降量决定于桩端以下软土层的压缩。桩长是控制路堤沉降的最主要因素,其次是桩间距和桩托板尺寸。最后对一个工程实例进行了分析。     

水泥搅拌桩加固软土路堤的数值分析

水泥搅拌桩是以桩的形式对软土地基补强,使补强桩体与天然地基共同组成承载力较高、压缩性较低的复合地基。本文通过水土耦合的方法研究水泥搅拌桩加固软土路堤的性能。根据沉降、竖向有效应力和超静孔隙水压力进行数值模拟分析。工作分为两部分,一是分析水泥搅拌桩加固软土路堤能够有效减小沉降;二是通过参数分析研究路堤模量与深层搅拌桩模量参数对桩-土系统的影响。