水泥搅拌桩联合堆载排水固结法加固软基的效果评价

中国珠三角地区经济发达,建筑物"日新月异",然而该地区大多为软土地基,解决软基问题成为城市建设的重大任务之一。结合目前比较常用的两种软基处理方法——堆载固结法和水泥搅拌桩法,依托某软基加固工程进行现场试验,分别采取"先桩后堆"工艺(先水泥搅拌桩,后堆载固结)和"先堆后桩"(先堆载固结,后水泥搅拌桩)工艺处理软基,通过利用钻孔取芯法、标贯试验和桩体芯样无侧限抗压强度试验来探究两种工艺对桩体质量的影响情况,同时对土压力监测、加固前后静力触探检测以及侧向位移情况研究两种工艺加固桩间土的不同效果。研究结果表明:"先堆后桩"工艺施工后的桩体强度较高,但两种工艺处理后的桩体强度都满足设计要求;"先堆后桩"工艺处理后的桩间土强度较高,但该工艺对环境影响较大且工期长;"先桩后堆"工艺处理后的软基具有一定的承载能力,而且对周围环境的影响较小,工期短,具有一定的工程应用价值,建议应用于处理一般建筑物的软土地基。     

堆载作用下复合软土地基的沉降规律研究

以珠三角地区某软土地基加固工程为对象,在试验现场分别采用"先堆载后打桩"和"先打桩后堆载"两种工艺对软土地基进行加固处理,试验过程中通过沉降监测手段探究了两种工艺条件下软土地基的竖向变形规律.根据沉降监测数据发现:经过两种工艺处理后的软土地基在"沉降快速下降阶段"的沉降变化曲线满足多项式函数关系、"沉降趋于稳定阶段"的沉降变化曲线满足对数关系,建立的沉降模型能较好地反映两种工艺处理后的软基沉降规律;同时通过研究距堆载区中心线的水平方向距离与沉降增量之间的关系,发现软土地基无论是堆载预压加固还是打完搅拌桩后再堆载加固,软土地基沉降的影响范围曲线在一定程度上都满足对数关系,依此可以掌握堆载对软基不同位置的影响程度,方便工程施工规划.以上研究成果可为研究珠三角地区的软土地基沉降规律提供参考,同时也可以用于指导软土地基工程的设计与施工.     

改变搅拌桩水泥掺量处理有机质含量高的软基区域的探讨

（一）水泥搅拌桩试桩发现问题： 广州市轨道交通五号线工程鱼珠车辆段及综合基地软基处理工程,根据上部结构使用要求,分区控制工后沉降分别不超过20mm、50mm、150mm,对控制工后沉降要求不超过150mm的区域用堆载（超载）预压塑料排水板固结排水处理,对控制工后沉降要求不超过20mm和50mm的区域用搅拌桩复合地基处理。由于征地影响及工地原因,未进行搅拌桩室内配比试验和成桩试验就开始施工搅拌桩,并在现场进行了9根试桩。达到28天龄期后对该9根试桩进行抽芯检验,抽芯结果显示该9根试桩在淤泥和淤泥质土层中的成桩质量较差。     

堆载下隔离桩对群桩承载及变形特性影响分析

工程建设和工业厂房日常使用中经常存在大面积堆载.隔离桩能阻隔堆载下的地应力传播,削减堆载对周边的影响,这一点已得到学者们的认可;但大面积堆载下隔离桩对群桩承载能力及其变形特性的影响,尚缺乏系统研究.本文通过建立多个考虑桩土相互作用的有限元数值模型,定义了隔离桩对群桩极限承载力提高效应系数和堆载下群桩承载力降低率两个指标,分析了隔离桩的存在对群桩竖向承载力、桩间地表土体沉降及承台沉降的影响.发现设隔离桩能提高群桩竖向承载力约15%,降低承台沉降约1/5,抑制桩间地表土体沉降达2mm,促使隔离桩与最外侧基桩间地表土体微拱.研究成果可为正确认识隔离桩的作用提供参考.     

大面积堆载对桩基工作性能影响的数值模拟和监测分析

受大面积堆载影响引起的软土土体沉降会导致桩基产生负摩阻力,并同时影响建筑物下基底土压力变化,使建筑物发生倾斜.在工程中经常使用堆载预压法来改善桩土间不均匀沉降.采用现场试验和数值分析比较的方法,经过桩基足尺试验,对预压后土体的固结程度进行分析,分析表明预压2个月后土体固结已达到60%,可以看出堆载预压后土体已经开始固结.随后通过Adina软件数值模拟分析验证,土体沉降量和负摩阻力达到了《建筑地基基础设计规范》要求,沉降观测表明差异沉降在1.9cm内,倾斜值不超过0.4%.     

不同固结度真空预压联合堆载加固吹填土室内试验研究

针对滩涂围垦区吹填土处理困难,真空预压处理后无法满足强度和标高要求,传统真空联合堆载处理工期长,效果不尽如人意的问题,通过对五种不同固结度下堆载的联合加固法进行室内模型试验研究,探究堆载时土体固结度对真空联合堆载预压处理效果的影响。通过对试验过程中的数据分析和试验结果检测表明,在土体固结度为27.8%的时候堆载,处理时的出水速率快、出水量大、表层沉降明显,处理后的土体固结度达97.3%,十字板抗剪强度大、含水率低、处理效果较优,说明在固结度较低时堆载,提高了堆载荷载的利用率,改善了处理效果。     

塑料排水板地基处理固结沉降特性

为了研究塑料排水板在深厚填土地基中对固结度和沉降的影响,结合福建某堆载-塑料排水板联合地基处理工程,分析计算了仅堆载和加设塑料排水板两种情况下的固结度计算。指出了软土地基处理在填土加载的同时,必须结合竖向排水体才能符合工程需要,且计算固结度时必须考虑井阻和涂抹作用。选取了淤泥土的沉降计算经验系数及杂填土的计算参数,分别计算淤泥层和杂填土的沉降,沉降计算及固结度预测与实际观测数据相符。工程监测数据表明:分层沉降观测数据与地面沉降测点沉降曲线基本一致,孔压的消散曲线与该测点附近的地面沉降测点的沉降时间关系曲线基本一致,能正确反应地基土的孔压消散情况,且在地基处理施工过程中加载没有造成较大的侧向位移,表明项目设计合理,达到预期要求,可为类似地基处理工程提供理论借鉴。     

真空-堆载联合预压处理地基的沉降特性

通过现场试验和理论分析计算,对堆载预压法和真空-堆载联合预压法2种方法处理相近地质条件软基的沉降特征、沉降计算理论和结果等进行了对比研究。结果表明：真空荷载能够加速地基沉降、增加地基的总沉降量,但等效真空荷载引起的沉降增量要小于真实的堆载荷载;真空-堆载联合预压下的加固区沉降比堆载预压更加均匀;将真空荷载等效为正荷载,按照分层总和法和Hansbo解进行真空-堆载联合预压沉降和固结计算,经修正后结果令人满意。真空-堆载联合预压计算时的沉降修正系数m_s小于堆载预压;真空荷载可有效地消除工后沉降。     

饱和软土地基堆载预压排水固结沉降特性研究

为研究沿海饱和软土地基堆载预压排水固结沉降特性,针对变电站软土地基处理实际应用工程,利用非线性有限元软件,分析饱和软土地基下采用塑料排水板堆载预压排水固结沉降特性,同时考虑井阻效应和涂抹作用,解析计算并设计堆载预压排水固结相关参数和效果控制等,预测饱和软土固结度及其沉降特征,综合分析塑料排水板堆载预压地基加固效果与影响...     

真空—堆载联合预压在横琴能源站地基处理中的应用

基于真空—堆载联合法在珠海横琴能源站软土地基处理方案的实施,对现场真空度、孔隙水压力、深层水平位移、地表沉降、地下水位、分层沉降监测资料进行分析,以及地基处理前后的室内试验和现场原位试验资料进行对比和研究,结果表明:真空—堆载预压后,软土地基的沉降速率指标、固结度、承载力均达到设计要求,软土各项物理力学指标明显改良,预压效果良好;为具有相同或类似条件地域的软土地基加固处理提供了经验.     

深厚欠固结软土悬浮桩复合地基固结沉降

沿海填土地区通常存在软土地基,其中软土层较厚,土壤欠固结现象普遍存在。这导致了诸如承载力不足、固结周期长、沉降量大等问题。为改善欠固结软土地基的低承载能力问题,依托珠海南湾大道悬浮桩地基工程,采用Flac3D有限差分计算软件建立复合地基模型,并将计算结果与短期监测数据进行比对,以验证模型的准确性。对深厚欠固结软土悬浮桩复合地基的沉降变形特征、孔隙水压力消散特征以及土体有效应力增长过程进行了研究。研究结果表明：模型的计算结果与监测数据基本吻合,数值模型能够准确反映饱和软土复合地基的固结和沉降特征,为深厚欠固结软土地基的道路施工提供了理论参考。     

PVC管桩在软土地基处理中的实验研究

为了提高路基工程中软土地基的处理效率,根据地基处理中挤密并排水固结原理,利用PVC管作为管桩对软土地基进行处理。根据地基承载力及变形实验,得出待处理地基位移-荷载关系曲线,从而评价处理前后综合地基承载力的变化。实验表明,在沉降良好的原状土中,每平米压入6根管径为75 mm的PVC管桩,其地基承载力可提高至1.909 MPa,而变形量小于14 mm,可满足路基的承载力及变形要求。     

碎石挤密桩在软粘土地基中的应用

碎石桩用于处理软粘土地基，可起到置换和排水的作用，加速土的固结。形成的桩体与固结后软粘土的复合地基，能显著地提高地基土抗剪强度，从而提高地基土的承载力，减小地基的沉降与变形。这种桩施工机具常规，操作工艺简单，场地干净，可节省水泥、钢材，能就地使用廉价地方材料，加速进度，降低工程成本，应用较为广泛。     

建筑垃圾复合地基的试验与数值仿真分析

为研究建筑垃圾复合地基的承载性能,自制大型固结仪对某工程中利用建筑垃圾进行路基处理的土样、单桩及复合地基进行室内压缩试验,并通过工程现场静载试验对其承载力进行检测,利用有限元软件对不同桩径、桩长、弹性模量的建筑垃圾复合地基进行数值模拟.结果表明:建筑垃圾复合地基能显著提高软弱土路基的压缩模量,提高其承载力;增大建筑垃圾散体材料桩桩径可以显著提高路基承载力,减小路基沉降;改变桩长及桩身模量对提高软弱土路基承载力和降低路基沉降的效果并不明显.因此,建筑垃圾复合地基可以应用于软土路基处理中.     

季冻区摩擦单桩承载能力计算分析

为了验证季冻区摩擦单桩的初步设计桩长和检验初步设计参数的准确可靠性,计算了超长桩轴向容许承载力及桩的沉降量,观测了某桥梁桩的顶位移与荷载、基桩极限摩阻力和极限承载力,与理论计算结果进行了对比分析。研究结果表明:理论计算沉降量与实测的误差是6.31%,两组数据基本吻合,说明试桩过程和试桩加载数据合理;试桩受力比较充分,但承载力小于预期极限荷载,说明其实际承载能力对于设计要求来说略显不足;桩侧摩阻力和桩底阻力的发挥程度与桩土之间的变形有关,试桩的桩顶荷载起初由桩侧土承担,在达到一定荷载值时,桩端阻力开始发挥作用,在极限状态时,桩侧摩阻力、桩端阻力发挥都比较充分。     

路堤荷载下长板-短桩工法复合地基

提出了长板-短桩工法复合地基的软土地基加固方法：将水泥土搅拌桩法与塑排板排水固结法结合起来，用短的搅拌桩加固上部软土地基，用长的塑料排水板插入深层软土地基，填土预压联合处置深厚软土地基，形成新的联合处理工法．在江苏省淮盐高速公路软土地基处理试验段的监测与测试结果表明：长板-短桩工法复合地基对短桩以下软土的加固效果较好，且有利于提高地基的承载力和稳定性．在长板-短桩工法处理段落，短桩有一定的向下刺入，桩土应力比较小，桩土变形相对协调．通过改变短桩的桩长和桩间距，可以调整地基的总沉降．     

单桩沉桩引起的初始超孔隙水压力及其消散的计算

基于ADINA有限元程序和三维Biot固结有限元理论,定义桩周土为多孔介质材料,以圆柱形空腔体扩张理论为模型,模拟了一实体工程单桩沉桩过程.考虑实体工程的双面排水条件,计算得到了沉桩完成后桩周初始超孔隙水压力沿桩深度及径向的分布规律,同时计算了桩周土体90 d内孔隙水压力的消散状况.在此基础上,对桩周土因超孔隙水压的消散引起的再固结沉降进行了计算分析,得出的结果与实测结果进行了比较.研究结果表明,考虑弹塑性本构关系和三维渗流固结的有限元模型能较好地模拟沉桩引起的超孔隙水压及其消散过程.     

水泥粉煤灰碎石(CFG)桩复合地基固结分析

在分析CFG桩材质与施工工艺的基础上,将其固结过程分为初期与后期2个阶段,并分别按碎石桩、水泥土桩进行了固结分析,由此提出了CFG桩复合地基的固结度统一计算公式.结合某工程实例的实测沉降数据进行了固结对比分析.结果表明:CFG桩复合地基的固结特性介于碎石桩和水泥土桩两者之间,固结过程基本与沉降同步,且桩周土的竖向固结是引起CFG桩复合地基沉降的主要因素,而桩周土的径向固结作用一般可忽略.     

桩筏基础固结沉降实用计算方法

针对饱和深厚黏土中的摩擦型桩筏基础,提出求解基础体系固结沉降的简化分析方法.采用桩-土-筏非线性共同作用模型和交替方向隐式差分算法求解二维平面应变区域内任意时刻不同位置的超孔隙水压力,计算桩端以下土层的平均固结度和基础体系的固结沉降.与有限元精确解的对比分析表明,提出的计算模型与简化假定基本合理.将该方法用于分析2个饱和黏土地基中的桩筏基础固结沉降,得到了与实测值比较接近的预测结果.     

竖向荷载作用下倾斜桩的承载力特性

针对桩身整体倾斜且无初始弯曲应力的倾斜桩,采用室内模型试验对竖向荷载作用下不同倾斜程度的桩进行了研究,发现模型桩在倾斜度不大于4%时,在相同的竖向荷载作用下倾斜桩的桩顶沉降比竖直桩小且倾斜桩的竖向承载力不比竖直桩低,但当倾斜度达到8%时,相同荷载下桩顶沉降大于竖直桩沉降且因桩身发生弯曲破坏导致加载终止.基于工程实例对桩身整体倾斜的单桩进行了数值分析,得出了与模型试验类似的结论.对特定土质条件和桩条件,存在着基于桩身倾斜度对桩顶沉降影响的沉降影响门槛值和基于桩身倾斜度对桩体破坏模式影响的破坏模式门槛值.当桩身倾斜度在沉降影响门槛值以内或以外时,在相同竖向荷载作用下倾斜桩的桩顶沉降分别小于竖直桩沉降或大于竖直桩沉降.当桩身倾斜度在破坏模式门槛值以内时,倾斜桩的竖向承载力主要由桩身侧阻和端阻决定,桩身弯矩不起控制作用;当倾斜度大于该门槛值时,在竖向荷载作用下倾斜桩的竖向承载力主要由桩体抗弯强度决定,随着竖向荷载的增大桩最终将发生弯曲破坏.土质条件、桩身刚度和强度、桩顶约束条件等均会影响门槛值大小.