振冲碎石桩成桩过程模拟和桩径预测研究

振冲碎石桩是应对软弱地层的复合地基处理手段,施工质量至关重要,碎石桩径是成桩过程控制的核心指标。在碎石桩和土体宏观和细观参数标定基础上,梳理振冲碎石桩成桩工艺,基于离散单元法开展了振冲碎石桩成孔清孔、填料、振冲挤密等主要成桩过程模拟,并进行桩径预测研究。结果表明:颗粒流离散元能够较好地模拟振冲过程中碎石和土体的相互流动,模型反映出了碎石向土体的过渡界面;留振过程中,碎石和加密段周围土体孔隙率逐渐减小,表明振冲碎石桩对桩周土体有明显的挤密作用;离散单元法能够模拟出碎石与土体的相互作用,绘制的桩径和桩形表现出波动性,与常规公式计算方法相比更接近工程实际。

基于模糊C均值聚类的振冲碎石桩加固地层识别

精准掌握软弱地基的地质信息资料是确定振冲碎石桩施工工艺和控制成桩质量的重要依据。现有地质勘探技术确定地层地质信息的方法存在较大的随机性和离散性,不能获取所有加固区域的地质条件。为了克服传统方法存在的缺陷,依托拉哇水电站振冲碎石桩施工过程实时监控系统采集到的大量桩成孔过程中与地层分类属性相关的数据,通过对大数据进行清洗,选取与地层分类属性相关的进尺深度、速度和电流为特征属性,采用模糊C均值聚类算法对软弱地基进行地层识别研究。结果表明,与传统的K-means算法相比,本文方法对地层分类识别具有更高的准确性和优越性,可实现对地层地质条件的实时研判。研究成果对后续进行振冲碎石桩施工质量合理评价以及振冲碎石桩桩成过程智能化施工等都有重要的指导意义。

基于随钻技术的振冲碎石桩施工质量评价方法研究

拉哇水电站工程坝址区存在地质条件复杂、分层多样的深厚覆盖层,需利用振冲碎石桩大面积处理后才能作为上游围堰的地基。工程中振冲碎石桩最大加固深度超过70 m,而目前规范中所推荐施工质量检测方法的适用范围为20 m以内,因此需要结合实际工程开展超深振冲碎石桩施工质量检测新方法研究。以钻孔随钻测试技术为新思路,结合拉哇水电站地基处理施工特点,形成了基于随钻技术的振冲碎石桩施工质量检测新方法,介绍了具体的检测过程、指标和评价依据及工程案例,并讨论了钻孔过程指数和动力触探平均修正锤击数的验证关系。该方法可为类似工程中的超深碎石桩施工质量控制和评价提供技术支撑。

上游围堰深厚软弱地基处理研究

超深基础振冲碎石桩施工处理后,地基得到明显改善,其抗液化性能、承载和抗变形能力得到提高,并增强了原始地基的渗透性。研究成果在上游围堰地基工程中大规模成功应用,为国内深厚软弱地基处理积累了丰富的设计、施工及检测评价经验,具有一定的推广价值。

巴塘水电站引水系统边坡动态设计与施工

巴塘水电站左岸引水系统边坡高度超过200 m,受雄松苏洼龙及巴塘断裂的影响,边坡岩体风化、卸荷强烈,岩体完整性差,地形地质条件复杂,施工难度较大。针对巴塘水电站左岸引水系统边坡高、岩体破碎,边坡开挖、支护难度较大等问题,建设单位联合各参建单位综合进行地质、监测和施工期稳定分析计算,决定对边坡采用动态设计施工方案。在施工过程中,优化施工方案和工艺流程,及时解决了锚索成孔难、支护缓慢等问题。不仅保障了引水发电系统边坡的施工安全、质量与进度,还使支护方式更加经济合理,对同类工程高边坡开挖支护有一定的借鉴作用。