混凝土灌注桩施工质量的心法十要研究

研究目的:对于铁路桥涵混凝土灌注桩的施工,由于局部临界软弱土层的坍塌以及影响施工质量的因素预判不准,导致部分灌注桩施工质量不合格,返工处理浪费严重,须采取有效预防措施,确保灌注桩施工质量;由此提出其预防措施的用心统领实施有效方法的十个要点,简称“心法十要”,并对其进行研究。研究结论:(1)心法十要:原材料进场以规定为要;配合比以试验为要;混凝土灌注以控制坍落度为要;软弱地层以控制桩扩径为要;导管位置以控制埋深为要;桩底以控制沉渣厚度为要;桩中以控制混凝土连续为要;桩顶以控制抗压强度为要;完整性检测以最佳处理为要;整个过程以协调为要;(2)心法十要的实施使灌注桩均达合格,可避免返工浪费;(3)本研究成果可为铁路、公路等领域提高混凝土灌注桩施工质量提供参考。

混凝土芯砂石桩复合地基现场试验研究

从控制工后沉降和差异工后沉降思想出发,介绍了混凝土芯砂石桩复合地基加固深厚软基新技术。混凝土芯砂石桩复合地基采用按沉降或工后沉降控制设计思路,以土工格栅加筋碎石垫层作为基底垫层,芯桩砂石壳作为竖向排水体,预制钢筋混凝土芯桩作为竖向增强体,堆载作为加压系统。该技术充分利用了芯桩砂石壳的排水作用,使桩间软土的固结和沉降在施工和预压期间大部分完成,以解决路堤等建筑物在使用期间的沉降和不均匀沉降问题,达到控制工后沉降和差异工后沉降及充分发挥桩间软土承载力的目的。文中对路堤荷载下的芯桩顶应力和桩间土应力、桩顶和桩间土的沉降和差异沉降、分层沉降、侧向位移、超静孔隙水压力和桩身钢筋应力进行了较全面的现场观测,结果表明:混凝土芯砂石桩复合地基法工后沉降和差异工后沉降小,沉降稳定快,能适应快速加荷和质量可靠,特别适合于高含水率、高有机质含量地区对工后沉降和工后沉降差有严格要求的深厚软基处理,同时论证了该工法的有效性和优越性,具有较大的推广应用价值。

基于离心模型试验的深厚层软基加固方案比较研究

在深厚层软基上修筑路堤的沉降控制技术是一项世界性难题,其中选择合理的地基处理措施是关键。针对福厦铁路深厚层软基的工程特性,以土工离心模型试验为研究手段,分析了袋装砂井处理、粉喷悬浮桩加固及粉喷悬浮桩与袋装砂井联合作用等3种加固方案的沉降变形特点。测试数据表明:①采用袋装砂井方案,能基本解决地基的稳定问题,但工后沉降较难控制;②采用粉喷悬浮桩方案,能较好解决软基加固区的稳定问题,但变形受下卧软土层强度的影响较大;③采用粉喷悬浮桩与袋装砂井联合加固方案,可克服粉喷悬浮桩后期沉降大和袋装砂井堆载预压时间长的固有缺陷,是一种比较理想的地基处理措施。

深厚软土地基堆土预压法观测与分析

本文论述用30m深塑料排水板处理27m厚淤泥质粘土地基的工程实践。通过对两座5万m^3油罐地基堆土18m超载预压和充水17m复压测试，结果表明：塑料排水板的有效作用深度可达30m；预压后地基承载力可达340kPa、最大沉降量达3．36m，固结度95％。测试还表明：在含有“千层饼”薄层粉砂结构的淤泥质粘土中，插排水板后排水团结较快，可以每层30cm、每天1．5～2kPa的堆土速度，不间歇地一次加荷到位。安全控制应以沉降速率为主、水平位移速率为辅，其标准可分别采用20mm／d和4mm／d。

塑料排水板堆载预压处理深厚软基的试验研究

以广珠准高速铁路软土路堤试验塑料排水板堆载预压法处理深厚软基的测试结果为基础 ,对用该方法处理深厚软基的沉降、孔隙水压力、土压力。

厚软场地上大跨径桥梁设计反应谱研究(英文)

大跨径桥梁塔高、跨径大、自振周期长,深厚、软弱场地的长周期地震动对桥体结构影响较大。我国《公路工程抗震设计规范(JT J004-89)》也只适用主跨不超过150 m的梁桥和拱桥,国内长期以来没有一个适用于大跨径桥梁的抗震设计规范或指南。本文结合大跨径桥梁工程实例,根据场地土层静、动力性能参数的原位测试和动三轴试验结果,进行厚软场地土层地震反应分析,研究厚软场地的地震动效应,讨论了不同地震动强度时厚软场地的设计反应谱特征,分析了现行规范设计反应谱应用的局限性,成果对相关工程有重要指导意义,对大跨径桥梁抗震设计规范的制定也有借鉴作用。

长短桩在深厚软土中的应用研究

在深厚软土地区的小高层建筑,采用长短桩进行地基处理具有显著的经济效益,但如何设计的文献却甚少。以一工程为例,研究了如何进行基础方案选择和长、短桩及垫层等设计与应用。综合考虑荷载水平、地质情况和利用基底土承载力、造价及挤土等因素,决定选用长短桩复合地基。在分析短桩加固区承载力内涵的基础上,提出了短桩长度由桩端处软土强度决定的设计标准。长桩长度在选择了合适持力层后由总沉降量控制。垫层材料和厚度在进行对比试验后,推荐采用密实性好的碎石、毛片石、砂混合垫层。实测结果表明,该工程长短桩复合地基承载力和沉降均符合设计要求。

深厚软土地基综合处理技术试验研究

根据深厚软土地基的特性及地基处理要求,结合碎石垫层、轻型井点排水固结、强夯法、振冲碎石桩4种地基处理方法的综合处理技术优势,开展地基综合处理技术试验研究。对处理过程中地下水及孔隙水压力等指标进行了细致的监测,并对处理前后的地基承载力进行对比分析,结果表明,该综合地基处理方法可弥补单一地基处理方式的缺点,能够有效提高地基承载力。本文可为后续的同类地基处理工程施工提供借鉴。

深厚软弱场地上城市大跨径桥梁地震安全对策研究

以建于深厚软弱场地上的某大跨径桥梁为例,研究了不同地震动强度下场地的地震动特征、地震动的空间效应以及不同冲刷工况下场地地震动效应的差异,分析了深厚软弱场地特定地震动效应对大桥安全性的影响,提出了工程建设不同阶段大桥的地震安全对策。

浅海区大面积深厚软基层综合处理技术

深厚层大面积软土地基处理及其工后沉降控制一直是国内外岩土工程及地下工程研究领域的难点问题。以福州江阴港铁路支线浅海区大面积深厚软基层处理工程为背景,通过试验提出采用塑料排水板联合水泥土搅拌桩、超载预压排水固结法、真空加堆载联合预压排水固结法等3种软基处理工法进行综合处理,详细介绍了这3种工法的施工工艺流程、技术要点和关键技术措施,综合处理效果显著。

地应力主导型煤巷突出防治技术及评价指标研究

为了解决桑树坪煤矿无保护层开采条件下由地应力主导的突出危险松软3#煤层煤巷掘进防突难题,提出以卸压为主,兼顾瓦斯抽采的治理措施。在桑树坪煤矿开展水射流扩孔卸压抽采试验,考察结果表明:经水射流扩孔后,抽采钻孔瓦斯流量衰减系数降低了65%~74%,自然瓦斯涌出流量提高了2~3倍,煤层的可抽性得到改善。提出采用扩出煤屑率结合残余瓦斯含量的方法进行防突效果评价,根据煤巷掘进区域赋存条件差异化的特点确定了相应的临界值。该技术和评价指标的结合应用,可有效解决桑树坪煤矿地应力主导型松软突出厚煤层煤巷掘进的防突难题。

不同厚度比复合地层人工制样三轴压缩实验及数值模拟结果对比

复合地层强度和变形特征与软硬岩层厚度比关系如何?选取合适的物理模型材料,采用人工浇筑方式制取复合地层模型样品。对不同厚度比复合地层样品开展一定围压条件下的三轴压缩力学试验,观测其应力-应变特征、裂纹变形扩展规律等力学性质。利用模型样品试验得到力学参数结果,设置Flac3D数值模拟参数值,然后按相同围压(15 MPa)下的复合地层设计方案开展数值模拟分析。与物理模型样品的室内力学试验结果进行对比发现,若不考虑结构面等因素,深部复合地层的力学性质由占多数比例的岩性所决定。随轴向应变增加,瞬时杨氏模量最初呈迅速下降状态,然后下降速度趋缓,直到最后趋近于一个恒定值1~2 GPa。泊松比变化曲线较复杂,反映不同厚度比复合地层的侧向应变与微破裂发展两者呈一定的正相关,且后者显现较明显。

洞型及衬砌厚度对软岩隧洞围岩稳定性的影响

软岩隧道工程中,洞型及衬砌厚度是影响软岩隧洞围岩稳定性的重要因素。根据工程实际情况,采用岩土工程软件FLAC3D建立模型进行数值模拟,从位移、应力和塑性区等几个方面分析洞型及衬砌厚度对围岩稳定性的影响。研究结果表明,圆形断面为最优开挖断面;衬砌厚度增加时,位移量和塑性区范围反而减小,主应力相差不大:选取1m作为最终衬砌厚度。

高地应力特厚极软煤层轻放开采矿压观测研究

通过现场观测,分析了朱仙庄矿高地应力特厚极软煤层轻放开采工作面支架支护阻力变化、巷道变形及顶煤顶板运移规律。认为该条件下所选轻放支架工作阻力合理,支承压力峰值点、顶煤顶板始动点与一般综放工作面相比,均前移,巷道变形严重。

深厚软土场地基岩地震动反演——以天津波为例

根据天津波地表加速度记录和相应实测场地钻孔资料,采用等效线性化方法模拟土体非线性,进行了深厚软土场地基岩地震动反演,研究了频率截断对深厚软土场地基岩地震动反演的影响,为天津波地表加速度记录提供了相应的基岩地震动输入。研究表明:不同截断频率情况下,反演得到的基岩地震动峰值和反应谱曲线形状均相差悬殊,但反演后再正演所得到的地面运动与原地表记录相比,加速度时程曲线形状和峰值大小、反应谱曲线形状和峰值大小均非常接近;可根据工程需要对地表加速度记录进行不同频率的截断,反演得到所需强度的基岩地震动。

上软下硬地层浅埋暗挖隧道覆跨比研究

从强度要求和变形要求两方面分析了具有明显刚度差异地层中浅埋暗挖隧道的覆跨比影响因素。以青岛地铁某车站为例,运用有限元分析方法研究了覆跨比与地表位移的关系,并分析了不同覆跨比下的开挖稳定性。研究表明地层条件是浅埋暗挖地铁车站覆跨比的决定因素;在"微风化～强风化"花岗岩地层中,极限覆跨比不应小于0.419;加固区等效变形模量是影响浅埋暗挖车站开挖环境变形的主要因素。

西部软岩地层基于内外壁联合承载的冻结井壁减薄方法

为解决深部软岩地层冻结井筒内壁设计厚度较大问题,运用煤矿立井井筒设计理论和锚杆支护理论,研究了冻结井筒内层井壁、外层井壁和围岩的联合承载受力机理,提出了一种新型井壁结构形式和内层、外层井壁厚度减薄方法,即在井壁围岩中打入短锚杆,锚杆端头浇筑在外壁内部,并将锚杆端头闭锁的钢丝绳连接在内壁钢筋上,通过不同结构联合承载的方式提高内壁和外壁的承载能力,进而减薄井壁厚度。以内蒙古红庆河煤矿副井-640~-660 m冻结段为研究对象,通过理论计算得出了采用新型井壁结构形式后的井壁厚度,其中新型内层井壁厚度较原井壁可减薄12.5%,外层井壁厚度可减薄20%;结合数值模拟手段,给出了新型井壁中的应力传递过程。数值计算表明:新型内层井壁内缘混凝土的压应力值为24.5 MPa,小于原内层井壁内缘混凝土压应力值,验证了新型井壁结构的安全性和可靠性;新型井壁结构中,锚杆和钢丝绳传递的外力主要由外壁的刚性变形承担,锚杆在软岩地层中提供的锚拉作用很小,工程应用时可以缩短锚杆的钻入长度,避免锚杆钻入过程中打穿偏斜的冻结管。这种新型井壁结构将外层井壁强度通过钢丝绳和锚杆连接纳入到了内层井壁的承载体系中,提高了内层井壁的承载力,减薄了井壁厚度。

高速公路软基沉降灰色关联分析

对某摊铺路面基层公路沉降观测点临时加密,获得较多的沉降数据。以软土厚度和路堤高度为主要对象,考虑不同因素对软基沉降的影响。采用灰色关联分析,得出该工况下,软土厚度对沉降的影响大于路堤高度,并着重分析了软土厚度与沉降的关系,可为其它高速路段沉降预测提供参考。

极软中厚煤层越界开采区老空水害防治技术

小煤窑越界开采是我国煤炭行业极为普遍的现象。由于越界开采范围、积水量等条件不明,老空水严重威胁着毗邻大型煤矿的安全采掘工作。为快速准确地探查小煤窑越界开采边界并预防老空水的威胁,运用地面定向钻孔轨迹可控、定位精确的特点,提出了以极软中厚煤层精准钻进、不同岩性钻井液配比和采空区井漏预防与封堵为主的极软中厚煤层中地面顺层孔长距离钻进技术,并提出了越界开采区老空水害防治流程。以华北型煤田某煤矿Ⅲ63采区右翼为研究区,应用越界开采区老空水害防治技术体系,通过工程示范准确查明了越界开采边界与越界开采方向,为合理留设矿界防隔水煤柱提供依据。该方法的成功应用为同类矿井的老空水害防治提供了科学的技术,并且为地面顺层孔在探查越界开采边界与极软煤层抽取瓦斯等领域中的应用提供宝贵经验。

一种摩擦滑移组合隔震系统力学性能及应用分析

摩擦滑移隔震是一种较为常见的隔震加固形式,具有减震效果好、构造简单等优点,但由于其大震下隔震层位移偏大、震后残余变形大的缺点,从而限制了其应用发展。针对软土地基长周期木结构既有建筑隔震加固需求,基于摩擦滑移组合隔震性能,设计一种以弹性滑板支座为主,辅以少量厚层橡胶隔震支座及黏滞阻尼器的隔震系统,即主要通过摩擦滑移形成频域较宽的有效隔震能力,设置厚层橡胶支座减少隔震层震后残余变形,而黏滞阻尼器则用于降低隔震层最大位移。提出多水准隔震结构等效自振周期概念及计算方法,分析了此组合隔震系统的力学性能。分析表明,该方法取得了良好的隔震效果,验证了该组合隔震系统的有效性,对今后类似的隔震加固工程具有一定的参考价值。