区域道路真空预压处治软基沉降现场试验分析

结合南京市河西新城南部道路工程软基沉降控制项目,分析该区域道路软基深度分布规律、真空预压法处治软基沉降过程中塑料排水板的打设深度以及沉降量等规律性特征;开展了真空预压法处治软基施工过程的现场监测与分析,测得处理段表层沉降、分层沉降、土体深层侧向位移、孔隙水压力以及地下水位等数据;归纳总结区域道路真空预压法处治软基沉降的效果与评价。结果表明,南京市河西南部新城区域软基分布厚度主要在8~12m之间,真空预压法处治软基沉降施工期沉降在35~42cm之间。相关研究成果可为类似真空预压法处治道路工程软基施工质量控制提供参考依据。     

原有路基荷载作用对加宽工程路基沉降变形的影响分析

基于工程实例和数值模拟,分析了高速公路加宽工程中,原有路基荷载作用引起的软基性质改善对路基沉降变形的影响机理。研究表明:新、老路基的沉降变形均受软基性质改善的影响;软基性质改善改变了新路基荷载在老路地基中引起的附加应力分布,这种附加应力的改变也对老路基的沉降产生影响,而传统的计算方法不能考虑附加应力的变化对沉降的影响;对比考虑与不考虑老路基荷载作用的影响,新路基的沉降量会不同,这种沉降差异随路基高度、新路基宽度以及软基厚度的增加而逐渐增大,但老路基的沉降差异只受软基深度的影响。     

侧向辐射注浆技术引起地表隆起变形分析

侧向辐射注浆技术是用于处治现役高速公路沉降变形的新技术,可在通车条件下对高速公路进行加固。在通车条件下对高速公路进行加固需要对施工效应进行分析,确保施工过程中高速公路通车安全。根据土体中的球孔扩张理论,将侧向辐射注浆假设为半无限体多球孔扩张模型,将几何条件复杂的侧向辐射注浆简化为多球孔几何模型,并引入有限边界球孔扩张理论,建立注浆压力和扩孔半径的关系,得到了土体注浆过程存在极限注浆压力,在极限注浆压力后存在软化效应的结果;确定注浆球孔扩张压力和隆起变形的关系,最终给出了同时考虑注浆压力和注浆量两个注浆施工控制指标的地表隆起位移计算方法。结合工程实测参数,计算并对比分析了不同注浆压力、不同注浆步距对地表隆起位移的影响,给出了侧向辐射注浆施工隆起位移的计算方法,能够对注浆设计和施工提供指导作用。     

某湖滨路拓宽改造工程的稳定性分析及处理方案研究

针对某湖滨路的拓宽改造工程,选取地基土层最不利的断面进行数值模拟,并采用强度折减法研究其整体稳定性。数值分析结果表明,加宽后的新路基稳定性较差,安全储备不能满足要求,需要采取加固措施。对初步设计提出的仅采用土工格栅和采用土工格栅+水泥搅拌桩这两种不同加固处理方案进行了数值分析。计算结果表明,相比仅采用土工格栅,采用土工格栅+水泥搅拌桩进行软基处理可以有效地减小不均匀沉降、提高路堤的整体稳定性。本文的实例研究可供类似工程参考和借鉴。     

现浇X形桩复合地基拓宽高速公路路基沉降计算方法研究

软土路基沉降计算是高速公路拓宽工程中的重要课题。以南京长江四桥南接线栖霞互通312国道拓宽段采用现浇X形桩处理的软基路段为背景,推导出现浇X形桩拓宽路基的附加应力和沉降计算方法,采用附加应力叠加的方式计算拓宽新路堤引起的附加应力,在沉降计算中引入充盈折减系数以反映异形桩的截面效应,建立了现浇X形桩拓宽路堤的沉降计算简化公式。分析了全部路堤、老路堤和新路堤下附加应力和沉降分布规律并与现场监测结果进行对比,对拓宽工程沉降的主要影响因素进行了讨论,分析了不同拓宽宽度和坡比下附加应力及沉降分布规律。     

高喷插芯组合桩极限承载力的灰色预测

高喷插芯组合桩(JPP)是一种新的桩型,具有承载力高、造价低等优点。许多工程单桩的静载荷试验只能加到两倍设计荷载,无法达到试桩的极限或破坏荷载,因此利用有限的实测数据比较准确地预测高喷插芯组合桩的极限承载力具有一定的现实意义。根据灰色理论,介绍了预测单桩竖向极限承载力的自调整非等步长GM(1,1)模型,讨论了三种不同的灰色模型在有限的实测数据条件下预测单桩极限承载力以及荷载—沉降关系的方法。通过对达到破坏和未达到破坏的工程实例的分析计算,证明三种模型的预测精度是令人满意的,其中等维新息模型预测精度最高。     

山区高速公路省界站场大型堆积体滑坡综合处治关键技术研究

受地形条件限制,山区高速公路省界站场通常利用路线两侧的斜坡台地或阶地展布,以减少大规模的高填深挖。但因省界站场规模庞大,场平过程不可避免要采取填筑,稍有不慎,即会诱发滑坡灾害,尤其是大型堆积或崩坡积形成的台地或阶地。滑坡的处治不仅费用巨大,还会影响到项目的总体进度,甚至关乎到高速公路的如期通车。针对近年来山区高速公路省界站场滑坡事故多发的现状,本文在大型站场滑坡灾害处治实践中总结出了一套简单有效、安全可靠的滑坡灾害处治方法,即单排抗滑桩联合地表截排水和地下引排水;其关键技术是如何确定抗滑桩最优支挡位置,使得桩前滑体剩余下滑力由抗滑桩承受后,桩后滑体在最不利工况下自身能恰好稳定,克服双排或多排桩造成的处治费用过高,施工风险大、周期长等不利因素。该方法经已通车高速公路主线站场滑坡灾害治理的验证,效果显著,具有成熟的理论基础和可靠的实践支撑,可为类似工程提供借鉴和参考。     

硅藻土地区桥梁灌注桩成孔测试研究∗

硅藻土作为一种特殊的黏性土,在分布上具有一定的区域性,目前针对该类型土的工程特性以及硅藻土地区灌注桩成孔方法的研究都较少。以杭绍台高铁项目为工程依托,为了研究硅藻土层中灌注桩的成孔方法,开展了灌注桩成孔方法现场试验;分别采用冲击锤锤击成孔、旋挖干钻成孔和旋挖泥浆护壁成孔三种方法进行施工,对三种方法的成孔质量进行分析对比。研究结果表明:在硅藻土地区施工灌注桩,旋挖干钻成孔工艺施工速度较快,效率高,桩长、桩径、桩位偏差和垂直度均能满足设计要求,成孔后孔壁稳定性好,成孔质量更为可靠;冲击锤法成孔,成孔速度较慢,且存在桩孔扩径现象;旋挖泥浆护壁法成孔后平稳性较差,波动性较大,且存在局部塌孔现象,成孔效果较差。因此建议硅藻土地段优先考虑采用旋挖干钻法施工桥梁灌注桩。     

开挖过程中遮帘式板桩码头结构变形二维数值模拟

借助大型通用有限元软件ABAQUS,以京唐港区32#通用散货泊位为工程实例,根据现场原型观测试验,对代表性断面进行选取、简化,建立相应的二维模型进行数值模拟计算,给出了遮帘式板桩码头开挖过程中变形形式的模拟方法,并将数值模拟结果与现场原型观测实验数据进行了对比。研究结果表明:1在不考虑剩余水头和堆载影响的情况下,数值模拟计算的变形结果与现场原型观测的变形结果比较接近,基本可以反映这种新型结构构件在水平向与竖向的变性特性;2两者对比的结果验证了本文所提出的开挖模拟方法的合理性。     

软岩区厚层堆积体公路高切坡变形机制及其支护技术

降雨易沿堆积体土体孔隙下渗至软岩强风化层,并在中风化线以上汇聚赋存。针对软岩区堆积体公路边坡滑塌病害频发的现状,以重庆某高速公路50 m高页岩与块石土混合高切坡变形体为例,从项目区地形地貌、地层岩性、地质构造、水文地质及病害形态等方面对边坡变形机制进行了深入和系统的分析。结合变形体区内边界条件及影响因素,针对性的提出了一种经济性和安全性最优的综合处治方法。采用该方法处治后的高切坡变形体历经多年的雨季检验,安全稳定无变形,可为类似工程提供参考和借鉴。     

CFG桩复合地基加固高速公路软基的现场试验研究

CFG桩复合地基处理高速公路软基的设计参数是否合理,应看其实际发挥的承载能力及承载时变形的性状。通过对CFG桩复合地基桩、土应力和表面沉降的现场观测,研究了路堤荷载下CFG桩复合地基桩顶、桩间土的应力和沉降变化规律,根据实测数据分析了褥垫层厚度、桩间距及桩体强度等设计参数的合理性。结果表明,路堤荷载下,CFG桩、土最终可达到变形协调,桩、土应力比与桩、土沉降差有着密切的关系,疏桩形式时桩间土承担着大部分荷载;同时,CFG桩复合地基作为路堤荷载的地基时,可设计为桩间距较大的疏桩形式,桩体设计强度可以取得低一些,褥垫层厚度也应适当取大。     

基于不同本构模型黄河厚冲积层基坑开挖结构变形分析北大核心CSCD

采用理论分析结合现场实测数据,以黄河厚冲积层地质条件下某深大基坑开挖为实例,利用修正剑桥、西原正夫及改进的西原正夫等5种本构模型,通过FLAC仿真软件构建3D数值模型,分析基坑开挖引起的围护桩变形规律、墙后土体沉降变化特征、坑底土体上移趋势及抗浮桩侧摩阻力分布特点。结果表明:西原正夫本构模型可描述粘土体的蠕变变形,能准确追踪围护桩侧向位移;修正剑桥模型通过自动调整自身抗剪强度和弹性模量等参数,可给出墙后土体沉降的正确规律;摩尔库伦模型拟合得到的坑底土体上移曲线与现场实测数据较吻合;在改进的西原正夫及修正剑桥模型下,计算得到的抗浮桩侧摩阻力最为保守。上述规律可供预测基坑后续运营期间的结构变形、延长结构的服役年限参考。     

基于不同本构模型黄河厚冲积层基坑开挖结构变形分析

采用理论分析结合现场实测数据,以黄河厚冲积层地质条件下某深大基坑开挖为实例,利用修正剑桥、西原正夫及改进的西原正夫等5种本构模型,通过FLAC仿真软件构建3D数值模型,分析基坑开挖引起的围护桩变形规律、墙后土体沉降变化特征、坑底土体上移趋势及抗浮桩侧摩阻力分布特点。结果表明:西原正夫本构模型可描述粘土体的蠕变变形,能准确追踪围护桩侧向位移;修正剑桥模型通过自动调整自身抗剪强度和弹性模量等参数,可给出墙后土体沉降的正确规律;摩尔库伦模型拟合得到的坑底土体上移曲线与现场实测数据较吻合;在改进的西原正夫及修正剑桥模型下,计算得到的抗浮桩侧摩阻力最为保守。上述规律可供预测基坑后续运营期间的结构变形、延长结构的服役年限参考。     

浆固碎石桩单桩轴向荷载传递分析

浆固碎石桩是一种新型的桩基技术,已成功应用于铁路、高速公路等工程中。但由于浆固区的存在,浆固碎石桩荷载传递机理的复杂性制约了其发展和工程应用。荷载传递分析法是桩荷载传递机理分析的重要方法之一。本文采用线性弹塑性和双折线传递函数,分别模拟桩侧土体的非线性和桩端土的硬化特性,同时考虑浆固区存在对桩荷载传递的影响,推导出一种浆固碎石桩单桩荷载传递分析方法。最后,通过对工程实例进行计算,验证了本文计算方法的实用性。结果表明,浆固碎石桩除具有一般刚性桩的桩体置换作用外,浆固区的存在对提高浆固碎石桩承载力、减小沉降量也有着重要作用。     

基于FLAC3D液化场地桩基动力反应振动台试验数值分析方法∗

液化场地桩基动力响应是岩土地震工程领域重要的研究课题,而研究液化场地桩基动力响应有效的方法包括大型物理模型试验和数值模拟。鉴于此,针对已完成的振动台试验,采用 FLAC3D有限差分计算程序,建立了液化场地桩?土动力相互振动台试验数值模型。在数值模拟中,承台采用实体单元,桩采用桩单元,柱墩采用梁单元, 考虑液化效应的饱和砂土采用 Finn 模型,粘土采用 Mohr?Coulomb 模型。模型边界采用自由场边界,采用弹簧?滑块?裂缝单元模拟桩?土界面。通过对比振动台试验结果表明：建立的有限差分数值模型能够再现结构和地基的动力响应,进而验证了数值模型的可靠性。同时,分析了引起数值计算结果与试验结果差异的主要原因。所采用的数值分析方法对类似布置的桩?土相互作用数值分析提供参考与借鉴。     

水泥土搅拌桩的桩径分析

针对搅拌桩施工会引起周围土体的位移及产生很高的超静孔隙水压力的工程现象,首先分析了搅拌桩施工中固化剂的注入体积与膨胀压力、成桩直径的关系。结果表明,5%~10%的注入浆液的体积可以对周围土体产生1.8~3.0倍不排水抗剪强度的膨胀压力,成桩直径比搅拌叶片的名义直径大5%~10%。然后量测室内模型桩、现场搅拌桩的成桩直径,分析了注入浆液的体积与成桩直径的关系。结果表明,对于深度不太大的水泥土搅拌桩,有约45%的注入体积会通过上浮隆起的土体损失掉;大约5%的注入体积通过劈裂裂缝渗入到周围土体中;大约50%的注入体积会转化为成桩直径,使桩体膨胀5%~10%,即实测桩径比搅拌叶片的名义直径大5%~10%。     

桩靴贯入与拔出引起的邻近桩附加及残余荷载分析∗

自升式钻井船桩靴贯入与拔出土层后会导致周围土体发生不可恢复的大变形,从而使邻近平台桩基础受到附加荷载作用。目前,对于钻井船插拔桩引起的附加荷载少有分析,且没有较成熟的计算方法。为此,建议了一种分析钻井船插拔桩附加荷载的方法。该方法首先通过耦合欧拉?拉格朗日(CEL)大变形有限元算法计算出桩靴贯入与拔出土层时邻近桩的水平位移;然后依据计算出的桩身水平位移,利用正交函数最小二乘法确定桩身位移分布函数,进而依据主动桩的 p―y 关系曲线及梁的弯曲理论确定出桩身受到的附加荷载;最后利用非线性地基梁模型,分析附加荷载作用下的桩身内力响应。通过对软粘土中钻井船插拔桩离心模型试验的数值仿真模拟,验证了这种分析附加及残余荷载方法的可行性。     

单支撑深基坑围护结构及坑外土体变形分析

对某混凝土单支撑排桩支护深基坑开挖过程中围护桩的水平位移进行了实测,围护桩体现出内凸式的变形特征。由于水平支撑提供的支撑刚度不同,不同位置围护桩的水平位移有所差别。通过建立有限元模型对实际工程进行了数值模拟,结果表明,在内凸型模式下坑外地表沉降呈现凹槽形,沉降最大值位于距围护结构0.6倍开挖深度处;坑外深层土体的竖向变形可分为凹槽形沉降区、过渡区和隆起区,一倍开挖深度范围内为主要影响区域。分析表明,坑外深层土体的水平变形随着距围护结构距离的增加呈现出由内凸形向悬臂形演化的特征。     

振动碎石挤密桩处理750kV线路地基的检测方法

振动碎石挤密桩是软基处理中常用的一种有效形式,在建设施工中虽被广泛采用,但其施工却因地质情况复杂而造成施工难度大,质量不易控制。本文以 750 kV 白银—黄河域回输电线路基础工程中振动碎石挤密桩的检测为例,通过单桩复合地基静载荷试验、标准贯入试验、 重型圆锥动力触探试验,对振动碎石挤密桩处理软土地基施工工艺及质量进行控制。结果表明: 振动碎石挤密桩施工质量控制关键是施工过程控制,对振动碎石挤密桩施工进行质量检测,可确保施工质量满足设计要求。     

高喷插芯组合群桩竖向承载特性的数值分析

高喷插芯组合桩(简称JPP)是一种新型的复合材料桩,具有承载力高、造价低等优点。利用岩土工程专业软件FLAC3D对JPP群桩竖向承载特性进行了数值模拟分析,讨论了桩数、桩间距、桩长、不同组合形式、不同水泥土弹性模量等对竖向承载特性的影响。结果表明:承载力随着桩数的增加而减小,但16根群桩与25根群桩的承载力相差不多,16根群桩承载力可以代表16根以上群桩的承载力;桩间距越大,承载力越小,桩间距宜采用3倍的JPP组合桩径或4倍的芯桩桩径;承载力随着桩长的增加而增加;分段组合形式承载力效果较好,实际工程施工中宜采用之;水泥土弹性模量对竖向位移没有影响,但水泥土弹性模量越大,芯桩轴力越小。