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。     

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。     

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。     

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。     

水泥土搅拌桩复合地基承载特性现场测试分析

结合200~250 km/h客货共线的达成铁路的水泥土搅拌桩复合地基,现场埋设混凝土应变计、沉降位移计和土压力盒,分析在路堤荷载作用下水泥土搅拌桩复合地基荷载传递及变形规律。测试结果表明,复合地基的变形特性表现为地表沉降大,加固区中部地基层沉降小,加固区下部地基沉降最大。承载特性为桩体存在摩阻力零点,即中性点,中性点以上为负摩阻力,以下为正摩阻力。在群桩状态下,不存在临界桩长。承载与变形耦合关系表现为:桩体轴力最大点恰是复合地基压缩量最小的点。     

水泥粉煤灰搅拌饱和黄土强度影响因素试验研究

兰州至中川机场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,采取水泥土搅拌桩复合地基进行加固。对水泥粉煤灰搅拌饱和黄土强度特性进行试验研究。在不同的水泥和粉煤灰(以下简称"二灰")掺和比、不同的龄期、不同的水泥强度等级下,分析水泥土无侧限抗压强度的变化规律。试验结果表明:水泥土无侧限抗压强度随二灰掺量、龄期的增加而增大,二灰掺量为20%的水泥土无侧限抗压强度是二灰掺量为15%的1.42倍,是二灰掺量12%的1.9倍;当二灰总掺入量不变,粉煤灰掺入量占二灰比例为1/5、1/4、1/3时,水泥土强度略有降低;水泥土无侧限抗压强度随水泥强度等级的提高而显著增大,且随二灰掺量的增加,水泥土强度增加幅度增大。     

哈大高速铁路新营口车站组合桩复合地基的应用研究

研究目的:哈大高速铁路新营口车站路堤位于厚度超过55 m的滨海相沉积地基上,没有较硬土层可作为CFG桩持力层,地基承载特性和变形特性对高速铁路路基工程极为不利.为了确保路基沉降能够满足规范要求,哈大高速铁路首次采用CFC桩(长桩)+水泥搅拌桩(短桩)+垫层+钢筋混凝土板的新型复合结构进行地基处理,并对该复合结构的受力和沉降变形进行的实测和分析.研究结论:在该新型复合结构中,CFG桩承担了路基填土的主要荷载,MIP桩承担了部分路基填土荷载,桩间土承担了小部分路基填土荷载,三者共司受力,满足了路基结构受力,符合复合地基的设计理念;该新型复合结构控制了地基的总沉降量和不均匀性沉降,同时使地基的沉降能够尽快完成,保证了工后沉降满足规范要求,确保高速铁路运营期间的稳定.研究结论对于优化全线软土地基设计和指导施工具有重要意义,也为今后我国同类型的高速铁路设计与施工提供有益的参考和借鉴.     

某高速铁路动车段地基处理沉降研究分析

为满足某境外高速铁路动车段淤泥质土地基的不同沉降要求,选出最优工程方案,首先根据工程地质条件、铁路等级以及工期等因素筛选适用于该动车段的地基处理方法;之后,根据地层条件和地基处理工程经验拟定各区域加固深度;最后,通过造价比较,确定各区域的最佳地基处理方案。研究分析结果表明:适用于该动车段淤泥质土的地基处理方法有水泥土搅拌桩、预应力管桩以及塑料排水板。沉降要求为300 mm的区域Ⅰ,采用长16 m、间距1. 2 m、桩径0. 5 m的水泥土搅拌桩复合地基;沉降要求为15 mm的区域Ⅱ,采用长24 m、外径0. 4 m、桩间距1. 3 m的预应力管桩;沉降要求为400 mm的区域Ⅲ,采用深度为14 m、间距1. 0 m的塑料排水板结合堆载预压。     

高速公路夯实水泥土桩复合地基工程特性敏感因素分析

基于非线性有限元方法,建立了高速公路夯实水泥土桩复合地基几何模型,分析了多种因素对夯实水泥土桩复合地基工程特性的影响,提出了在满足承载力前提下以变形控制为主,应综合考虑多方面因素,尤其要考虑桩体模量、地基土模量、路基填筑高度(即荷载水平)和长径比等因素对复合地基变形的影响,对夯实水泥土桩复合地基的设计和布桩优化,及其在高速公路中的应用和推广有重要的参考价值.     

CFG桩在高等级铁路软基处理中应用

由于高等级铁路工后沉降的严格控制条件及沿海深厚层软土的特殊地质条件,传统软基加固方法已很难满足工程要求。以温福铁路福建段连江车站路堤软基处理施工为背景,介绍CFG桩在速度为200 km/h客货共线铁路路基中的应用和柔性基础条件下复合地基的施工工艺。     

水泥土排桩加固重载铁路路基的数值分析

研究目的:随着对铁路运输能力要求的提高和重载铁路的发展,铁路机车车辆轴重增大、运量增加、速度提高,铁路路基病害问题日益突出,因此需要探索一种在线路运营条件下路基结构的快速加固方法。本文采用基于Mohr-Coulomb的理想弹塑性模型对水泥土排桩加固重载铁路路基进行数值模拟,明确水泥土排桩对重载铁路路基变形的控制作用、加固效果以及水泥土排桩加筋对加固重载铁路路基的影响。研究结论:通过对水泥土排桩加固重载铁路路基的数值分析,得出以下结论:(1)路基顶面最大沉降值在重车线路中心线处;(2)水泥土排桩能有效地控制路基面的沉降和路基坡面的水平位移,并随着水泥土排桩排数的增加,对路基变形的约束作用越来越明显;(3)水泥土排桩加筋后明显的分散了水泥土排桩受到的拉应力,有效地提高了水泥土排桩的整体性;(4)加筋水泥土排桩是一种有效的加固方法,可以应用于重载铁路路基在运营条件下的快速加固。     

MMP桩湿喷法施工引起路基超孔压和位移的数值模拟

多方位立体双向搅拌桩(MMP桩)是水泥土搅拌均匀成桩质量高的一种地基处理方法。为了研究路基工程中MMP成桩过程对桩周土体超孔压的变化,使用有限元软件ABAQUS,建立有限元模型,采用Biot固结理论和修正剑桥模型以及现场土性参数试验值,模拟上海近郊某铁路路基工程中MMP桩成桩过程,计算得到了成桩过程的超孔压产生、增长及消散情况,并与现场实测结果进行对比,两者变化趋势基本一致,吻合得比较好。对平整地基MMP桩扩孔也进行了数值模拟,将得到的超孔压变化情况和沉降情况与路基工程对比,结果表明:路基工程由于路堤荷载的作用,地表沉降有突变,超孔压值比平整地基偏小。     

海相软土地区铁路深长双向搅拌桩复合地基加固效果分析

针对18 m以上深长双向搅拌桩复合地基加固海相软土地区铁路路基的长期加固效果问题,依托新建青连铁路连盐试验段进行了现场试验研究。通过施工期的工艺优化和成桩质量控制,填筑期的荷载传递规律分析,以及贯穿施工期到运营期的长期沉降观测,验证了深长双向搅拌桩复合地基加固的长期可靠性。结果表明:干法和湿法双向搅拌桩加固苏北地区含水量在37%~55%之间的海相深厚软土地层具有可行性,试验桩长20 m范围内成桩质量良好;从施工期到运营期的路基沉降控制效果良好,满足规范对沉降的要求。试验研究成果拓展了双向搅拌桩的适用范围,在加固深度方面突破了现行规范规定的干法桩不宜大于15 m、湿法桩不宜大于18 m的限制,并且具有较好的经济效益和社会效益。     

顶管隧道上穿施工对地铁隧道的影响分析

武汉黄孝河综合管廊上穿地铁3号线区间盾构隧道,采用顶管法施工。为保证地铁运营安全,采用数值模拟计算对地表沉降和管片隆起规律进行分析,同时对水泥土搅拌桩的加固作用进行研究。结果表明,采用水泥搅拌桩进行地基加固后,顶管法施工对地表沉降和盾构管片的影响满足规范要求,为类似工程提供参考。     

时速200 km客货共线铁路遂渝线软土路基设计

研究目的:通过对遂渝铁路复合地基设计计算数据与现场施工实测数据的对比分析,明确200 km/h铁路地基处理主要受沉降控制而非稳定控制,找出理论计算值与现场实测值的关系,为以后客运专线地基处理设计积累经验。研究方法:以粉喷桩和碎石桩复合地基加固为例,通过理论计算与实测数据的对比分析,用现场实测数据来修正我们的理论设计,以完善我们的理论计算。研究结论:遂渝铁路采用粉喷桩和碎石桩加固处理软粘土地基是可行的、经济合理的;在进行200 km/h铁路及速度目标值更高的客运专线复合地基设计时,应以沉降控制为主,稳定性控制次之;粉喷桩和碎石桩等复合地基路堤的总沉降以施工期的地基沉降为主,工后沉降同样以地基沉降为主,工后沉降速率最大的是路堤竣工后前半年左右,之后趋于缓和。     

武广客运专线路基沉降监测系统与沉降预测

研究目的:目前对路基沉降理论尤其是柔性荷载下复合地基的沉降机理研究的十分有限,常规的理论计算结果与实际情况存在较大差异.以武广客运专线典型路基断面为例,采用CFG桩复合地基处理方法,对路基沉降变形进行监测,结合实测沉降曲线对沉降规律进行探索,并利用曲线拟合法对路基沉降进行预测,通过研究与分析,了解和掌握柔性荷载下CFG桩复合地基的沉降特性,为工程建设提供借鉴.研究结论:通过对武广客运专线典型路基沉降变形监测的研究,和利用曲线拟合法对路基沉降进行的预测得出以下结论:路基中心总的沉降量大于左右路肩沉降,路基中心总沉降曲线与左右路肩沉降曲线斜率变化基本一致;沉降量最大值不是路基中心,而是距中心大约1～2 m处.双曲线拟合法与指数曲线拟合法预测结果偏大,三点法预测结果偏小,Asaoka法介于两者之间,对观测时间没有特殊要求,其预测值较为准确.采用CFG桩复合地基处理方法能很好的控制沉降.     

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。     

客运专线桩复合地基复合模量计算方法探讨

客运专线对路基沉降控制较普通铁路更为严格,复合模量作为桩复合地基沉降计算的重要参数,是衡量加固区土层刚度与应力扩散作用重要指标,而目前结合面积加权法获取复合模量计算复合地基沉降值与实测值误差较大,探索更为合理桩复合地基的复合模量计算方法已经成为工程界面临重要课题之一。本文采用弹性力学理论法、剪切位移法等,对桩合地基的复合模量进行修正计算,并将成果应用到甬台温客运专线DK273+300搅拌桩联合插塑板(长板-短桩)多元复合地基断面与DK234+600浆喷桩和布袋桩联合处理软基断面沉降计算分析中。研究结果表明:利用修正公式计算复合模量较利用面积比公式计算值大,且不同修正法得到完全不同的计算值,在沉降中要慎重选取计算方法。研究成果可以为客运专线软土桩复合地基设计提供理论参考。     

水泥搅拌法处理路基工后沉降的控制与优化

在对路基工后沉降要求日益严格的条件下,结合某工程设计,分析了水泥搅拌法复合地基沉降的组成,就控制并减少水泥搅拌法复合地基工后沉降的方法进行了探讨,获得了一些有益的结论。     

水泥土搅拌桩复合地基的设计和试验研究

某工业建筑的地基基础设计中，根据其特点和工艺地质条件，经多方案比较，采用水泥土搅拌桩复合地基，节省基础工程费用３８％取得了明显的经济效益，本文对水泥土搅拌桩复全地基的设计，试验和沉降观察结果进行了分析近和探讨，可供同类型的设计参考。