水泥搅拌桩在深厚软土路基处理中的应用

文章以珠海某市政道路工程实例为研究对象,针对常规水泥搅拌桩、双向水泥搅拌桩、大直径水泥搅拌桩、三维立体水泥搅拌桩四种工艺,从加固机理、处理工艺、处治效果、工期、工程造价等多方面进行研究及对比,得出不同搅拌桩处理工艺的优缺点,旨在为类似项目提供参考。

单向与多层互剪搅拌桩性能模型试验对比研究

利用自研单向与多层互剪搅拌桩模型钻机,对传统DSM桩与新型CS-DSM桩的工艺因素及成桩质量进行了模型试验对比研究,探索了水泥掺量和单位桩长搅拌次数T对两类搅拌桩成桩均匀性与桩身强度的影响。试验结果证实CS-DSM桩的表观均匀性和桩身连续性明显好于DSM桩,在T值相同条件下,两者平均桩身强度比Rs为1.41~6.4,且Rs随着搅拌次数T增加而呈指数趋势降低,24组模型试验结果还揭示出DSM桩与CS-DSM桩在UCS-T之间的本质联系。提出的DSM桩与CS-DSM桩的T值和UCS值的计算方法,可以指导搅拌桩施工参数合理选取以实现桩身设计强度目标。通过DSM工法与CS-DSM工法的试验对比研究获得的两类桩的桩身质量差异性结果,能够为高质量的CS-DSM桩工艺控制原则和质量保障体系提供试验依据。

柱状和格栅状搅拌桩联合加固河堤变形特征离心模型试验研究

采用离心模型试验研究了柱状和格栅状搅拌桩联合加固河堤的变形特征。结果表明,采用柱状和格栅状搅拌桩加固软土地基上河堤,可有效控制地基的沉降和减小了软土地基的水平位移,河堤边坡稳定性高。堤顶处沉降最大,尽管施工完成一年后沉降尚未完全稳定,但沉降速率放缓;由于搅拌桩的应力集中效应显著加速了地基的固结速率,根据实测沉降和超静孔隙水压力计算得到施工完成一年时搅拌桩加固地基的固结度分别达到了80%,75%以上。因桩土刚度差异,桩土应力分配呈现模型的应力集中效应,实测的水泥土搅拌桩桩土应力比介于2~3。

水泥搅拌桩施工过程中的智能化快速评估方法

水泥搅拌桩技术在地基处理和加固工程中广泛应用,其施工质量直接影响到整个工程的整体质量,而传统的质量评估方法既耗时又复杂。介绍了一种基于智能化技术的快速评估方法,其通过实时监测与人工智能算法快速评估桩体的质量,进而能够提升水泥搅拌桩的施工效率和质量控制水平。

水泥土三维搅拌桩加固深厚淤土堤基强度指标变化规律探讨

针对深厚淤土堤基中常规水泥土搅拌桩搅拌不充分、混合不均匀等问题,研发了一种三维搅拌钻头,开展三维水泥土搅拌桩成桩工艺现场试验,通过桩身芯样无侧限抗压强度及直接剪切试验得出桩体强度指标;并与传统搅拌桩强度指标变化进行对比分析,研究其变化规律。结果表明:三维搅拌桩不同深度的无侧限抗压强度、直剪强度等指标优于常规水泥土搅拌。同时,根据对比分析,桩体芯样的内黏聚力随无侧限抗压强度的增加而增加,二者整体呈线性关系。

改良配方水泥搅拌桩现场试桩试验对比研究

水泥搅拌桩在深厚海相淤泥软土中成桩困难,改良配方的水泥搅拌桩研究具有重要的工程意义。本文针对珠海市横琴保税区一道路工程地质情况,研究了5种水泥搅拌桩(4种改良配方和1种未改良对比组)的试桩成桩效果,综合考虑桩身完整性及其强度,对各方案成桩效果进行了定量对比分析。分析结果表明:随着软土层深度的增加,各方案试桩的桩身完整性和强度减小;当粉煤灰掺量为40%或矿渣掺量为31%时,改良的水泥搅拌桩无侧限抗压强度较纯水泥搅拌桩分别提高了104.95%和43.56%;在本场区内,粉煤灰掺量为40%的改良水泥搅拌桩较其它方案更具有适用性;而对于矿渣—水泥改良体系,当矿渣掺入量过高时,水泥搅拌桩的成桩效果随着矿渣掺入量的增加反而降低。

软土地基搅拌桩施工影响控制措施及其效果分析

为了减小软土地基中水泥搅拌桩施工的影响,建立水泥搅拌桩施工的数值模型,分析搅拌桩桩间距、隔离槽、施工速度对降低搅拌桩施工影响的效果,以便提出控制措施。数值模拟结果表明:适当增加搅拌桩桩间距,能有效地减小搅拌桩施工引起的径向应力和竖向应力,降低搅拌桩施工影响;设置隔离槽可以隔断搅拌桩施工影响的传输通道,有利于减小搅拌桩施工引起的径向位移;降低搅拌桩的施工速度,减小了搅拌桩施工振动,减了小桩周土体中的超孔隙水压力和竖向位移,对径向位移影响很小。

深中通道沉管隧道深层水泥搅拌桩复合地基沉降计算分析

基于深中通道沉管隧道深层水泥搅拌(DCM)桩复合地基现场试验结果,考虑厚垫层和高置换率DCM桩对复合地基荷载传递机理及沉降特性的影响,将碎石垫层、DCM桩复合地基和桩端下卧层作为协同作用的系统,考虑系统各部分在接触面上的应力与变形协调,通过分析典型单元体,推导海底DCM桩复合地基桩土应力比和沉降的理论计算公式.将理论计算得到的DCM桩复合地基荷载-位移曲线和桩土应力比变化曲线与现场静载试验实测曲线进行对比,相对误差均不超过±10%,验证了所提理论计算公式的合理性.分析置换率和垫层柔度系数对海底DCM桩复合地基的荷载传递机理及沉降特性的影响规律,结果表明:复合地基沉降随垫层柔度系数的增大而增大,随置换率的增大而减小;复合地基桩土应力比随置换率的增大而增大,随垫层柔度系数的增大而减小;置换率对复合地基沉降和桩土应力比的影响较垫层柔度系数更大.

多层互剪搅拌桩工法的工艺因素模型试验研究

采用模型试验方法,对多层互剪搅拌桩工法(contra-rotational shear deep soil mixing,简称CS-DSM工法)的工艺因素进行了试验研究,探索了水泥掺量、单位桩长搅拌次数T、单位体积搅拌能量E以及内外钻杆转速比RN等工艺因素对搅拌桩均匀性与强度UCS的影响。模型试验研究发现,通过多层互剪搅拌能够根除地表冒浆、防止糊钻抱钻、提高固化材料利用率。18组模型试验结果阐明搅拌桩在T-E-UCS之间存在固有关联,并揭示出机械参数、输出能量与桩身强度之间的本质关系。提供的计算方法可以定性指导选取合理的工艺参数,实现桩身设计强度目标。作为重要工艺因素,内外钻杆转速比RN与桩身强度试验曲线存在极值点,建议在工程中将1.80~2.20作为获取桩身峰值强度的最优RN值域。CS-DSM工法应用的系列研究结果为高质量搅拌桩工艺控制原则和质量保障体系提供了试验依据。

水泥土搅拌桩加固铁路饱和黄土地基承载特性试验及分析

针对兰州西至中川机场城际铁路沿线分布着大量饱和黄土,天然承载力低,无法满足工程建设要求这一问题,依据复合地基理论,提出用水泥土搅拌桩加固饱和黄土地基。通过FLAC 3D软件建立柔性荷载作用下水泥土搅拌桩复合地基模型,进行承载特性分析。得出以下结论:复合地基承载力为150 kPa,较原位地基土的承载力100.24 kPa有明显的提高;随着上部荷载的增加,沉降量也增大,中桩沉降量最大,边桩次之,角桩最小;桩身轴应力沿深度变化曲线存在一个中性点,此处桩身轴应力达到最大值;桩顶应力、桩间土应力随着荷载增加而增大,荷载为180 kPa是增长幅度发生变化的转折点。

基于离散元方法的卵砾石地层条件下水泥土搅拌桩机钻头结构参数研究

卵砾石地层可压缩性低、抗剪强度大,水泥土搅拌桩工法在应用于卵砾石地层时存钻进困难、钻具磨损大等问题。为确定卵砾石地层条件下钻头形式的最优布置,基于离散元法(DEM),对不同切削叶片数量、切削叶片角度、截齿布置形式、钻头中心底部布置形式、机械压力工况下,搅拌桩机钻头钻进卵砾石地层的物理过程进行三维动态仿真模拟,并分析研究了不同钻头布置形式对钻进效果的影响。计算结果表明:钻头切削叶片数量的增加会提高钻进阻转矩,但是会增强钻头的定心能力。设置截齿的钻头钻进阻力矩并无明显提高,但钻进速度有一定程度的提高。钻头切削叶片角度的提高会增加钻进阻力矩,但过低或者过高的切削叶片角度均会降低钻进速度。适当提高钻进压力可提高钻进速度,但须考虑动力装置的功率及扭矩输出能力。三切削叶片、高切削叶片角度、设置三截齿的高效率钻头在应用于北京市某项目卵砾石地层时效果良好,文章提出的方法可以为其他工程的施工机械选型提供参照依据。

三轴搅拌桩组合高压旋喷桩入岩落底式止水帷幕施工技术

某房建深基坑工程支护形式采用排桩+落底式止水帷幕,场地地质条件上部为富水深厚砂层,下部为强风化岩层,止水帷幕需穿透强风化岩0.5 m,以隔断强透水层。通过对地质情况及现有设备条件分析,采用大功率桩机先行施工三轴搅拌桩,养护后进行桩体质量抽芯验证,再针对不同缺陷程度采用高压旋喷桩分别进行补强的组合工艺施工止水帷幕。基坑开挖结果表明,该落底式止水帷幕效果良好,能有效隔断强透水层,与灌注排桩结合形成深基坑支护结构体系具有较高的经济性、适用性。

水下深层水泥搅拌桩在直立式防波堤深厚软土地基加固中的应用

针对直立式防波堤下深厚软土地基可能产生的沉降较大和失稳问题,依托某场地软土深厚的直立式防波堤工程,结合自然条件、结构安全使用要求及造价和工期限制,对地基处理方式选取、水泥搅拌桩的布置形式、桩径、置换率、处理深度及施工技术要点进行论述。采用理论分析与工程经验结合的方法,得出在合理控制各关键参数和采取合适的措施提高施工质量的前提下,直立式防波堤下深厚软土地基采用支撑型格栅状小直径水泥搅拌桩结合柔性垫层的处理方式是可行且相对经济、合理的。

水泥搅拌桩处治软土地基沉降规律分析

为了研究水泥搅拌桩的不同桩长、桩径对于处治软土地基沉降规律的特性以及对行车平顺性影响,本文结合实际工程,以水泥搅拌桩的不同桩长、桩径作为参考因素进行有限元数值模拟分析,通过对水泥搅拌桩的不同桩长、桩径在统一工况下进行数值模拟,得出水泥搅拌桩的桩长因素对软土地基沉降的影响较大,水泥搅拌桩的长度增长2m,软土地基沉降的幅度大致降低13%,路基顶面沉降的幅度大致降低11%,软基沉降受桩径影响较小。

拼宽路基水泥搅拌桩加固方案有限元分析方法及应用

预测并控制不均匀沉降是路基拼宽工程需要解决的关键问题。针对新旧路基处理工艺不同、荷载作用历程不同等因素,采用有限元分析等方法,探究适宜的新路基处理工艺、新旧路基共同受力及相互影响机理,对施工期及工后沉降进行预测,提出不均匀沉降控制方案,并成功应用于湖堤大道改扩建工程,为类似工程项目实施提供可借鉴的经验。

水泥土搅拌桩处理风积沙地层复合地基静载荷试验数值分析

以榆林地区水泥土搅拌桩处理风积沙地层复合地基工程为背景,基于ABAQUS有限元分析软件,对水泥土搅拌桩处理风积沙地层的复合地基静载荷试验进行数值模拟,并分析风积沙复合地基桩土荷载传递机制及变形特性。结果表明:合理设置褥垫层厚度能有效减小桩顶应力集中,降低桩土应力比。提高褥垫层模量可减小复合地基的沉降,改善其承载性能。设置褥垫层的桩侧摩阻力在桩顶附近出现负摩阻力,随着深度向下快速增加至零,并转为正摩阻力。桩身的附加轴应力在桩顶附近先增加到峰值,然后逐渐衰减。水泥土搅拌桩处理风积沙地基时存在临界桩长。在相同荷载水平下,随着桩长的增加,桩土应力比先增大后趋于稳定,桩侧摩阻力分布随着桩长的增加趋于稳定。按规范设计的风积沙复合地基承载力特征值偏于安全,有较大的富余度。

双排型钢水泥土搅拌桩围护结合中心岛开挖在大型深基坑中的应用研究

结合背景工程实例,采用双排型钢水泥土搅拌桩围护结合中心岛开挖的基坑支护方案,对围护方案选型、施工关键技术以及基坑变形监测情况进行分析与总结,在有效缩短基坑施工时间的基础上,降低了工程造价,可为类似工程施工提供借鉴。

微扰动水泥搅拌桩在水利工程施工技术的探讨

本文以东苕溪防洪后续西险大塘达标加固工程(杭州市段)项目为例,分析了微扰动水泥搅拌桩施工技术的特点,在此基础上详细阐述了微扰动水泥搅拌桩施工工艺,包括桩机就位、喷浆下沉至设计标高、重复搅拌、喷浆搅拌提升、检查施工质量和桩身质量。研究结果表明:微扰动水泥搅拌桩在水利工程施工技术中具有显著优势,能够有效降低对周边原构筑物影响、提高工程质量,更具环保性。通过深入分析和实践应用,可以为类似工程提供有益的技术参考和实践指导。

航道软基加固中三轴搅拌桩试桩方案与应用研究

本文依托连申线灌河至黄响河段航道整治工程实例,对三轴搅拌桩工艺加固处治软土地基的效果进行理论与试桩研究,得出合理的技术参数以指导软基加固施工。根据试桩施工过程中的记录数据以及施工完成后的外观检测与钻芯取样试验,得到水灰比0.8,水泥掺量20%,三轴双向搅拌工艺为最佳技术参数,在满足软基处置相关规范要求的基础上同时具有一定的经济性,可为后续同类型软基处置工程提供参考。

逐级加载下水泥搅拌桩复合地基桩土应力的研究

在工程中设计桩土复合地基的主要目的是充分发挥桩体承担荷载的效应,以达到变形协调的作用,桩土应力比是反映桩体加固效果的重要参数,为此探索桩土复合地基在逐级填土加载的过程中,桩身与桩间土所受应力的变化情况.本文以实际工程项目为依托,通过有限元建模计算,结合现场实测,研究桩土应力比的变化趋势.研究发现,桩土应力比在分级填筑的过程中会逐渐增加;在第三级填筑之前,路肩处桩土应力比大于路基中部;停止路堤填土后,桩土应力比曲线走势平稳,路基中部桩土应力比大于路肩处.桩体弹性模量对桩土应力比有显著影响,当桩体弹性模量从150 MPa增加至400 MPa,路基中部与路肩处桩土应力比最大值均有增加.