Testing Analysis of Composite Ground with Grouting Piles and Deep Mixing Piles

This paper discusses a new technique to improve soft ground with grouting piles and deep mixing piles. The bearing capacity of composite ground and the stress ratio between piles and soil is discussed by means of the static test. Based on Mindlin solution and Boussinesq solution, the additional stress and settlement of the composite ground are acquired.Compared the practical value with calculation, a better calculating method is confirmed.

盾构隧道壁后注浆C-S双液浆性能研究

对盾构隧道壁后C-S双液浆性能指标进行试验研究,结果表明,掺加P·O 42.5水泥的双液浆近似呈Bingham塑性流体,可调节的配合比范围较大,随着配合比的增大,不同水玻璃模数浆液塑性黏度与黏聚力均增大,初凝、终凝时间均缩短,结石体早期初凝强度基本增大。掺加P·C 32.5水泥的双液浆较符合假塑性流体,可调节的配合比范围较小,随着配合比的增大,不同水玻璃模数浆液塑性黏度基本增大,初凝时间变化表现出缩短、缓增、激增阶段,结石体早期初凝强度先增大后减小。大模数水玻璃配制的C-S双液浆塑性黏度大、稳定性好、强度高,但流动性差,不适用于配制同步注浆浆液。大配合比的C-S双液浆塑性黏度大、稳定性好,但流动性差,结石体早期初凝强度不稳定,成本高,建议配合比为0.08∶1~0.15∶1。

Soil-cement mixture properties and design considerations for reinforced excavation

soil-cement is a mixture produced by grouting or mixing cement with soils. This paper reviews and discusses the general classifications of grouting techniques and the suitability of their applications.The mechanical properties of soil-cement mixture and the influence of sodium silicate added are discussed. Design considerations for deep soil mixed wall(DSMW) for excavation support and vault arch for tunnelling stabilisation are presented. Parameters for the numerical analysis of soil-cement mixture are evaluated and recommended.

Experimental Research on Performances of Dry-grinding Fine Cement for Grouting

The performances of dry grinding fine cement (DFC) in grouting procedure were experimentally studied.The measurement of its fineness and simulated test for injectability showed that this DFC could be used to inject rock mass with micro fissure.In order to improve the grouting quality,the water cement ratio and discarding time of slurry should be controlled precisely.If the water cement ratio is over 2∶1 in slurry that is made from DFC,it is not suitable to grout.Finally,the influence of different mixing times on strength of hydrated cement made from the DFC is explained by microstructure analysis with SEM.

透明砂土基本特性及其在注浆模型试验中的应用

透明土技术为可视化监测土体内部变形、渗流提供了有效手段,充分认识透明土透明度的影响因素是该技术发展的基础,亦是实现注浆模型试验浆液扩散可视化的前提。采用熔融石英颗粒和混合矿物油配制透明砂土,通过调整混合矿物油配比、熔融石英颗粒粒径、环境温度获得透明砂土。配制与标准砂级配相近的透明砂土,测试了透明土与标准砂的基本物理力学性能,并开展了大尺寸透明砂土注浆模型试验。结果表明:混合矿物油配比、熔融石英颗粒粒径对透明砂土透明度影响显著;混合矿物油折射率对温度较敏感,折射率随温度的升高而降低;与标准砂级配相近的透明土透明度较高,物理力学特性与标准砂相近,该透明砂土实现了注浆模型试验浆液扩散过程的可视化。研究成果对促进透明土技术发展及其在注浆模型试验中的应用具有借鉴意义。

缓凝型水泥浆液配合比优化及锚孔浆岩界面特性影响研究

针对预应力锚杆后张法施工中自由段浆液流动性和缓凝效果差的工程难题,提出使用标准型聚羧酸减水剂作为掺加剂以实现水泥浆液缓凝并提高其工作性能,探究其对锚孔浆岩界面特性的影响。采用室内试验、SEM电镜扫描等手段,结合Matlab多目标优化等方法,对掺加减水剂的缓凝型水泥浆液的锚固性能及配合比优化展开研究,得出适用于预应力锚杆自由段的注浆材料及其最优配合比,并与现行规范推荐配合比进行锚孔横断面结石特性对比试验。研究结果表明:1)随着水灰比增大,水泥浆液的流动度和凝结时间增大,体积结石率和抗压强度减小;随着减水剂掺量的增大,水泥浆液的流动度和凝结时间增大,体积结石率减小,减水剂对浆液抗压强度影响较小;2)未掺加减水剂时,浆液结石体致密性随着水灰比的增大而降低,掺加减水剂使得浆液结石体表面局部存在相对较大尺度的孔或孔隙,对宏观结石体强度有一定影响;3)通过Matlab多目标优化方法推荐了缓凝型水泥浆液最优配合比为水灰比0.3,减水剂掺量1.85%,相关性能参数符合规范要求,且流动度与抗压强度较规范推荐配合比分别提升了72.3%和107%;4)浸水围岩会弱化浆岩界面的抗剪强度,因此在锚杆灌浆过程中保证横断面结石率有利于提高浆岩界面的抗剪强度,本文提出的最优配合比浆液抗剪强度优于规范推荐配合比浆液。

基于电阻率响应的裂隙岩体粉煤灰注浆效果研究

注浆可以封堵孔隙裂隙,加固岩体,提升岩土体工程性质,但注浆体扩散范围与注浆效果往往难以直观观察。针对此问题,提出利用浆液中掺和的硅酸钠、粉煤灰等材料,监测电阻率变化来检验注浆效果的方法。通过测试不同硅酸钠与粉煤灰掺和物配比、不同角度的裂隙倾角、饱水与干燥状况下灰岩注浆后电阻率的变化,探索不同注浆条件下电阻率响应问题。研究发现:随着硅酸钠添加量的增加,电阻率明显降低,且其对导电性能的提升优于粉煤灰;随着裂隙倾角的增加,结石体样品的电阻率呈降低的趋势,裂隙角度越大电阻率降低的幅度越大;饱水状态下样品电阻率比干燥状态下样品的电阻率低。

装配式建筑套筒用灌浆料的配制与性能研究

灌浆料直接影响套筒灌浆接头的性能,为制备力学性能好、成本低、绿色环保的套筒用灌浆料,本文在对硅酸盐水泥和硫铝酸盐水泥进行复配的基础上,使用机制砂、粉煤灰、矿粉等材料,以流动性和抗压强度为指标,设计了正交试验。结果表明:水胶比是影响灌浆料流动性和抗压强度的关键因素;套筒灌浆料最优配比为:水胶比0.23、胶砂比1.0:0.8、粉煤灰掺量10%、矿粉掺量4%、机制砂取代量25%,其中胶凝材料中硫铝酸盐水泥的掺量为20%。对灌浆料进行试配:各项性能均优于JG/T 408-2019的性能指标,用于实际工程中,灌浆接头的力学性能符合JGJ 355-2015要求。

可用于自保温外墙的陶粒泡沫混凝土生产工艺试验研究

为解决建筑节能问题,研究提出了一种新型无机保温材料即陶粒泡沫混凝土,但当前大部分陶粒泡沫混凝土采用的是将泡沫浆料和陶粒混合搅拌的制备方法,该方法不可避免地会出现陶粒上浮现象,导致陶粒分布不均匀,从而降低其强度和保温效果。研究提出了一种密封模具压力注浆的方法,根据密封模具压力注浆法的制作工艺并提出了配套的陶粒泡沫混凝土配合比设计计算方案,并结合试验进行了验证。研究表明,可根据提出的配合比设计计算方案,调节各原材料的配合比,达到陶粒泡沫混凝土的设计干密度目标,为后期的工程实际应用推广提供了理论参考。

天津地区盾构施工同步注浆浆液地层适配性

针对天津地区典型软土地层盾构隧道工程,对同步注浆的单液活性浆液配比进行分析,通过层次分析法、熵值法分析得到浆液性能指标权重。结果表明:水胶比、膨水比对浆液稠度影响较大;水胶比、胶砂比对浆液凝结时间影响较大;水胶比、膨水比对浆液泌水率影响较大;水胶比对浆液抗压强度影响较大;水胶比和胶砂比对浆液固结收缩率影响较大。通过博弈论组合权重法分析发现浆液凝结时间、抗压强度的权重最高,密度权重最低。通过优劣解距离法对浆液进行筛选,得到了适用于天津软土地层的同步注浆浆液配比。为天津地区盾构隧道同步注浆浆液配比提供借鉴。

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。

富水粉细砂层盾构同步注浆复合浆液配比试验

为提高富水粉细砂地层盾构同步注浆的效率和质量,精准控制管片上浮位移,进行配比试验以期得到对富水地层具有良好适应性的浆液。基于常规惰性浆液通过单因素试验,确定出高分子材料羟乙基纤维素(HEC)和聚羧酸(PC)两种外加剂的掺量范围,然后采用正交试验,对水胶比、水玻璃、羟乙基纤维素和聚羧酸4因素3水平的试验结果进行极差分析,得到流动性好、凝胶时间可控、结石率高的复合浆液配合比。结果表明,针对富水粉细砂地层的复合浆液最佳配比为:水胶比0.8(A2),水玻璃掺量30%(B2),PC掺量0.1%(C1),HEC掺量0.2%(D2),这一配比在保证流动性(稠度10~12 cm)、凝胶时间(90~150 s)、结石率(97.53%)和抗压强度(2.63 MPa)的同时,优化了浆液的抗水分散性和经济性。采用推荐浆液配比进行同步注浆,管片的上浮位移可以控制在20 mm以内,满足规范要求。

袖阀管注浆用套壳料配合比优化

套壳料质量的好坏是决定袖阀管注浆成功与否的关键。为确定适用于袖阀管注浆用套壳料的最优配合比,开展了水、水泥、膨润土、水玻璃等材料不同占比下的室内试验并进行套壳料微观结构分析。水灰比对套壳料抗压强度影响最显著,水灰比越大,套壳料抗压强度越小;膨润土和砂在一定程度上可以提高套壳料前期抗压强度,但对后期强度基本不产生影响;水灰比越小,套壳料初、终凝时间越短,水玻璃对缩短套壳料终凝时间更显著;膨润土含量以及砂的存在对套壳料凝结时间基本不产生影响。

混合连接预制装配式桥墩抗震性能研究

针对既有单一形式连接的装配式桥墩难以同时满足中高烈度区轨道快线桥墩对抗弯刚度和多级抗震需求的问题,京雄快线提出了采用无黏结预应力筋、灌浆套筒、混凝土剪力榫及浅承插混合连接的装配式桥墩结构方案。基于室内装配式桥墩足尺模型拟静力试验,建立并验证了精细化数值模型,对比分析了单一连接与混合连接桥墩抗震性能的差异,系统研究了预应力水平、预应力筋位置、灌浆套筒长度及墩底承插深度4个连接参数对桥墩抗震性能的影响规律。结果表明:混合连接装配式桥墩在水平荷载作用下呈典型弯曲破坏,连接性能可靠,抗震性能良好。提升预应力水平可提高桥墩水平承载力,但会降低桥墩变形能力,增大残余位移,预应力水平由30%增加至70%时,承载力提高10.16%。改变预应力筋位置对桥墩抗震性能基本无影响,增大灌浆套筒长度可显著降低桥墩塑性铰长度。墩底承插深度由0.06 D增加至0.18D时,可提高承台对桥墩的侧向约束作用,滞回耗能增加15.87%。为保证混合连接装配式桥墩同时具有良好的自复位和耗能能力,预应力水平不宜大于50%且墩底浅承插深度不宜超过0.12 D。

超细水泥-水玻璃双液浆性能及注浆止水效果试验研究

北京地铁14号线高家园站的站厅层和站台层采用暗挖通道连接,地层为富水粉细砂层。为解决暗挖通道采用普通水泥-水玻璃双液浆注浆止水效果差且地表隆起较大的问题,提出采用超细水泥-水玻璃双液浆注浆止水的方案。首先对浆液流动性、凝结时间和固结体强度进行测试,根据测试结果确定了超细水泥-水玻璃双液浆的配合比:A液为超细水泥净浆,水灰比为1.0;B液为水玻璃溶液,波美度为20°Bé;缓凝剂为磷酸氢二钠,掺量为2.5%。A液约占总注浆量的80%,B液与缓凝剂各占约10%。采用颗粒流数值模拟方法,研究了超细水泥浆液中颗粒在地层中的运移距离与注浆压力的关系。结合浆液性能测试和数值模拟结果,提出了注浆压力0.5 MPa,注浆孔直径5 cm,间距50 cm,梅花形布置的注浆方案。经在暗挖通道现场注浆试验,采用超细水泥-水玻璃双液浆注浆止水效果良好。

深厚泥炭质土软基条件下的老码头改扩建

泥炭质土因其有机质含量高、含水量高、压缩性高、强度低、固结慢等特点,加固处理难度较大,严重危害工程安全。依托某境外老板桩码头改造项目,针对其存在深厚泥炭质土软基、堆场面积狭小、老码头结构破损严重、改造空间受限、边改造边运营等突出特点,拟定多种改扩建平面和结构方案。从码头运营、结构可靠性、经济性和施工难度等方面分析各方案优缺点,最终提出适应深厚泥炭质土软基条件下老码头改扩建工程的推荐方案,并分析了施工过程中关键技术难点及注意事项,可为类似工程提供借鉴。

软弱地层盾构渣土制备同步注浆浆液及工程应用

依托苏州市轨道交通8号线隧道工程,采用软弱地层盾构渣土制备同步注浆浆液以减少渣土排放。基于室内试验,测试了渣土浆液的强度、初凝时间、稠度、泌水率等指标,并通过现场试验,将渣土浆液用于盾构隧道壁后注浆。结果表明:渣土浆液能够满足同步注浆浆液性能要求,软土地层盾构渣土可以通过调节配比等方法改善其性能,证明了利用软土地层中土压平衡盾构渣土制备同步注浆浆液的可行性。渣土浆液已用于苏州轨道8号线盾构掘进过程中同步注浆,能较好地控制盾构沉降及管片上浮。盾构渣土制备同步注浆浆液可减少每公里盾构成本约75万元,降低10%渣土排放量,具有良好的经济和环保效益。

地铁盾构泥浆制备同步注浆材料的性能研究

基于某地铁盾构施工产生的盾构泥浆再利用问题,采用盾构泥浆全替代砂,同时掺入减水剂、早强剂、微硅粉、纤维等材料设计并制备了同步注浆材料,采用正交试验法研究了减水剂掺量(1.0%~2.5%)、早强剂掺量(3%~6%)、微硅粉掺量(10%~25%)对同步注浆材料稠度和抗压强度的影响。结果表明:经优化调整得到的同步注浆材料的最佳配合比为盾构泥浆2000 g、水泥500 g、聚丙烯纤维1 g、减水剂5 g、早强剂25 g、微硅粉125 g、水987.2 g,此时,同步注浆材料的稠度、抗压强度等指标均满足工程要求。

海上风电塔筒用超高性能灌浆料的制备及性能研究

研究了硅灰掺量、石英砂级配、胶砂比、水胶比、外加剂掺量对海上风电塔筒用超高性能灌浆料工作性和力学性能的影响,并确定了最佳配合比。结果表明:灌浆料的最佳配合比为水胶比0.22、胶砂比1.0、石英砂级配m_(2.00~0.60 mm)∶m_(0.60~0.28 mm)∶m_(0.28~0.10 mm)=54∶23∶23、硅灰掺量6%、复合膨胀剂掺量6%、消泡剂掺量0.10%、塑性膨胀剂掺量0.03%;在最佳配合比下,灌浆料的初始流动度为340 mm,30 min流动度为320 mm,1 d抗压强度为68.7 MPa,3 d抗压强度为94.2 MPa,28 d抗压强度为132.9 MPa,3 h竖向膨胀率为0.23%,24 h竖向膨胀率为0.27%。

软土地基改良技术在道路工程中的应用

针对软土地基加固中的施工难点,探讨了几种常见的地基加固方案,如软土地基置换法、排水固结法以及复合桩型加固法。解决了道路工程中软土地基加固的难点问题,提高了施工的效率和质量。通过对软土地基加固技术在实例中的应用分析可知:高压旋喷桩技术和钉形水泥搅拌桩技术能对市区道路中的软土地基进行有效的加固,在施工过程中具有环境影响小、施工速度快等优点。加固后的软土地基可以承受较大的荷载作用,为道路提供长期稳定的支撑。