软土地基中水泥搅拌桩施工试验设计实证研究

以山西阳蟒高速公路软土地基试验项目为研究对象,通过地质勘探绘制其软土物理力学特性随深度的规律曲线,并据此设计实验方案,进行抽芯样本无侧限压缩、现场单桩竖向抗压承载力强度试验与271 d的沉降观测,评定现场试验水泥搅拌桩的成桩效果。结果发现:在水泥掺入率保持不变的情况下,搅拌机速率与桩体的压缩性、承载强度呈近线性正相关关系;软土地基中,水泥搅拌率为18%,以40 r/min的水泥搅拌桩施工方案可以满足强度设计要求;荷载的增加将增加水泥搅拌桩处理后的地基沉降,同时水泥掺入量越大,沉降值越小。     

混凝土芯水泥土搅拌桩群桩复合地基承载特性分析

为了探讨混凝土芯水泥土搅拌桩群桩基础在软土地基中的受力特征,以及褥垫层的移动趋势,进行混凝土芯水泥土搅拌桩群桩复合地基加固软土地基的室内模型试验。通过监测分级荷载作用下复合地基的沉降和桩顶、桩底以及桩间土不同位置的应力分布的变化来探讨复合地基承载特性。对桩顶平面处A桩周围土层表面埋设标志物,分析了褥垫层材料的移动态势和桩间土体的沉降量的规律。试验结果表明:复合地基在上部荷载作用下,加载初期是由桩来承担大部分上部荷载;由于褥垫层的调节作用,桩顶面处的桩土应力比逐渐增大,达到峰值后比值有所减小直到趋于稳定。混凝土芯水泥土搅拌桩群桩复合地基在上部荷载作用下的沉降曲线(P-S曲线)为缓变型;褥垫层向群桩所围成几何图形的中心移动,桩周土的水平位移和竖向沉降都以桩为中心呈现由近及远不断减少的趋势。研究结果为工程实践提供了有益的参考。     

混凝土芯水泥土搅拌桩群桩复合地基的承载特性

为了探讨混凝土芯水泥土搅拌桩群桩基础在软土地基中的受力特征,以及褥垫层的移动趋势,进行混凝土芯水泥土搅拌桩群桩复合地基加固软土地基的室内模型试验。通过监测分级荷载作用下复合地基的沉降和桩顶、桩底以及桩间土不同位置的应力分布的变化来探讨复合地基承载特性。对桩顶平面处A桩周围土层表面埋设标志物,分析了褥垫层材料的移动态势和桩间土体的沉降量的规律。试验结果表明:复合地基在上部荷载作用下,加载初期是由桩来承担大部分上部荷载;由于褥垫层的调节作用,桩顶面处的桩土应力比逐渐增大,达到峰值后比值有所减小直到趋于稳定。混凝土芯水泥土搅拌桩群桩复合地基在上部荷载作用下的沉降曲线(P-S曲线)为缓变型;褥垫层向群桩所围成几何图形的中心移动,桩周土的水平位移和竖向沉降都以桩为中心呈现由近及远不断减少的趋势。研究结果为工程实践提供了有益的参考。     

堆载加芯搅拌桩复合地基荷载传递与变形特性

加芯水泥土搅拌桩常被用于软土路基加固,为研究堆载作用下加芯水泥土搅拌桩复合地基的荷载传递规律、变形特性以及芯长比对其影响,结合实际工程案例进行现场基底沉降、地基深层水平位移、分层沉降、内芯桩竖向应力监测,构建不同芯长比三维有限元复合地基数值模型进行验证、对比分析,研究结果表明：①在堆载作用下,软土路基加固区存在中性点,在中性点上下,钢筋砼内芯桩与水泥土外壳桩荷载传递方式有所不同,钢筋砼内芯桩主要承担上部竖向应力,而水泥土外壳桩由传递剪切应力转换为承担上部竖向应力;②增加芯长比可以增加桩体的有效桩长,增长水泥土外壳桩承担传递剪应力功能的长度,减少作用在桩土界面的负摩阻力大小,有利于控制沉降;③增加芯长比能有效减少基底桩顶以及桩间土的沉降量,减少桩间土的竖向应力分担。     

长期荷载下有侧向约束柔性桩复合地基试验

为探讨长期荷载作用下柔性桩复合地基的工作性状,进行了有无侧向约束条件下夯实水泥土桩复合地基的长期荷载对比试验.在复合地基表面埋设沉降标,量测了桩体和土体沉降值,得到了桩和土的沉降随时间的变化规律;通过在桩间土表面、桩顶、桩端埋设土压力盒和在桩身埋设内贴应变片PVC管量测应力值,获得了桩顶与土顶应力、桩-土应力比、桩身轴力随时间发展的变化规律.试验结果表明:在长期荷载作用下,设置了约束长桩夯实水泥土桩复合地基的工作性状明显优于无约束夯实水泥土桩复合地基的工作性状——大幅度缩短了进入沉降稳定时间(约为64%),减小工后沉降量(约为29%~42%),降低桩-土应力比约39%;明显地调整了桩身轴力分布.分析认为:采用柔性桩加固软土路基时,在加固区边缘设置刚性长约束桩,能有效地控制路基的工后沉降,提高路基的承载性能.     

广州软土的工程特性及地基处理方法的对比研究

通过对大量广州软土的试验资料分析,总结出广州软土的工程特性并与上海软土进行对比.广州软土具有厚度变化大、含水量高、孔隙比大、压缩性高、抗剪强度低、夹有较多的粉细砂、与其它地区软土相比固结速度快的特点.针对广州软土的工程特性并结合京珠高速公路广珠段软土地基试验工程的多种地基处理方法的对比研究提出,广州软土地基采用排水固结法处理效果良好;采用深层搅拌桩处理后,沉降量减小为原地基沉降量的20%左右,且沉降在加载后120 d已基本完成,深层搅拌桩法为快速处理广州软土地基的有效方法.     

钉形搅拌桩复合地基工程应用及其沉降计算方法

为了分析钉形搅拌桩复合地基的加固效果,通过现场试验介绍了钉形搅拌桩在某软土地基处理工程中的应用,并在一定简化的基础上,推导了考虑桩土相互作用和桩端下刺的钉形搅拌桩复合地基沉降计算方法--广义承台法.结果表明:在工程地质条件、处理面积、桩身质量、填土高度相近的情况下,钉形搅拌桩试验区的水泥用量少于等截面双向搅拌桩试验区,地表沉降小于等截面双向搅拌桩复合地基,说明钉形搅拌桩比等截面双向搅拌桩取得了更好的加固效果和经济效益.计算实例表明,广义承台法计算结果与实测值比较吻合.     

水泥搅拌桩复合地基在垂直荷载作用下桩与土的受力特性分析

通过对不同桩长和不同地层中的单桩和多桩复合地基静载荷试验以及不同荷载水平下的应力分担变化试验,并将试验结果进行对比研究,从而对垂直荷载作用下的桩和土受力特性进行了分析,其结论对水泥搅拌桩复合地基在实际工程中的设计具有一定的指导作用。     

变径水泥土搅拌桩单桩承载力试验研究

提出了以变径水泥土搅拌桩加固软土层位于中间的多层软弱地基的方法.通过现场试验介绍了变径搅拌桩的施工方法、桩身质量检测,并通过单桩荷载试验研究了变径搅拌桩的单桩承载力特性.现场试桩开挖表明,该方法能够施工形成中间截面扩大的变径搅拌桩.由于采用了双向搅拌工艺,保证了水泥掺量,提高了搅拌均匀性,变径搅拌桩的桩身强度大大高于常规搅拌桩.单桩荷载试验结果表明,变径搅拌桩的单桩极限承载力是常规搅拌桩的3~5倍.基于变径搅拌桩的单桩破坏模式,提出了变径搅拌桩的单桩极限承载力计算方法,其计算结果与荷载试验结果比较吻合.     

沿海围垦区深厚软基路堤同体式刚柔组合桩现场试验研究

刚柔组合桩是一种新型的复合地基技术,是将刚性桩与柔性桩组合形成复合地基共同承担上部荷载的桩型。依托台州港临海(头门)港区疏港公路试验段,针对大直径双向水泥搅拌桩与预应力管桩同体组合的刚柔组合桩,对刚柔组合桩的桩身轴力、桩土荷载分担比、地表沉降、深层水平位移等进行了系统研究;并与排水固结法、水泥搅拌桩和直接堆载法进行了对比分析。通过试验研究得出以下结论:(1)刚柔组合桩中大直径柔性桩的荷载传递机制区别于其单独采用,桩体通长承载性能均得到充分发挥,且其设置方式有效减少了刚性芯桩的负摩阻力;(2)路堤填筑初期荷载主要由桩间土承担,且填筑期内桩间土压力逐渐向刚柔组合桩转移,然而路堤荷载较小时,荷载转移不明显;(3)与其他处理方式相比,刚柔组合桩复合地基的总沉降量和工后沉降量小,且沉降收敛快,沉降主要发生在路堤填筑期,刚性芯桩桩端沉降占总沉降的比例达63.9%。