铜车坝水库泥岩石渣坝复合土工膜与振冲碎石桩地基中混凝土防渗墙综合防渗体系的应力变形特性

铜车坝水库泥岩石渣坝综合防渗体系具有振冲碎石桩地基中设置混凝土防渗墙、柔性复合土工膜联结混凝土防渗墙等关键因素,为确保大坝防渗体系的安全性,采用大型三轴试验获得了坝料的邓肯模型参数,建立了准三维有限元模型,在土工膜与上、下垫层料接触部位均设置接触单元,反映土工膜与垫层料之间的接触特性,数值模拟了大坝施工与蓄水过程,阐明了复合土工膜与防渗墙综合防渗体系的应力变形特性。结果表明,泥岩石渣料属于低压缩性土,但其具有较为明显的强度非线性特性;防渗墙各时期的位移变形模式不同,围堰挡水期防渗墙水平位移偏向下游,竣工期逐渐向上游偏移,而蓄水期防渗墙在水压力作用下向下游发展,因此防渗墙上、下表面均存在一定的拉应力区域;土工膜的拉应变主要集中在防渗墙与土工膜的连接处,这是由于该地区刚度差异较大变形非协调所致。研究成果可为设计与施工提供重要的理论与技术支撑。

U型槽结构下振冲碎石桩联合抗拔桩数值分析及优化设计

[目的]研究沿海下穿道路工程U型槽结构下振冲碎石桩联合抗拔桩的加固效果及其优化设计.[方法]采用有限元软件ABAQUS进行建模,分析了振冲碎石桩的打入对砂土地基抗液化能力的改良效果,讨论了U型槽、抗拔桩、碎石桩各设计参数对U型槽抗浮效果的影响.针对以上结果基于NSGA2遗传算法,开展抗液化能力、抗浮效果、工程造价三目标的优化设计.[结果]振冲碎石桩可以大大增强砂土地基的抗液化能力,未使用振冲碎石桩的砂土均发生液化,而采用振冲碎石桩处理后的砂土地基液化率仅为4.7%;U型槽底板厚度、抗拔桩的桩径、桩长和振冲碎石桩的桩径、桩长均对U型槽底板上浮位移有较大影响;采用NSGA2遗传算法得出的最优方案在满足安全储备的情况下,造价比原始方案节省了10.0%,且砂土地基液化率降低了45.7%.[结论]基于NSGA2遗传算法提出的以砂土液化率、底板上浮位移和工程造价为目标的优化设计方案可为今后同类工程提供设计指导.

基于振冲碎石桩现场试验的软土坝基处理工艺研究

振冲碎石桩是软弱土坝基重要的加固手段,在实际的工程实践中,振冲碎石桩加固手段对于软弱坝基的处理是否有效需要基于现场试验进行检测。针对非洲卢旺达Nyabarongo II HPP工程的坝基振冲碎石桩加固措施难题,在国内选址了地质条件相似的温州仙湖试验区进行振冲碎石桩的现场试验,验证了振冲碎石桩加固深厚软土层的有效性。采用孔压静力触探试验、十字剪切板试验、动力触探试验、载荷试验检测振冲碎石桩的加固效果和地基承载力。相关研究可丰富软弱土坝基的振冲碎石桩施工处理工艺,为后续类似工程加固实践提供参考。

振冲法加固堰塞体材料的室内模型试验研究

为丰富堰塞坝开发利用理论,探究其改良加固的可行性,对易贡大滑坡残存的天然堰塞体进行取样,设计了不同频率的室内振冲模型试验,研究了振冲法对堰塞体材料的加固效果和密实机理。模型试验采用砂雨法制样,综合测试了振冲后地基的孔压累计消散规律、土压力发展规律,加固效果和复振效应等。试验结果表明:在振冲器的贯入过程中,松散堰塞料中的土压力和超静孔压迅速上升,在振冲器的上拔和分段留振作用下,堰塞料的超静孔压表现为小幅上升和消散、逐渐稳定的总体趋势。随着振冲次数的增加(2~3次复振后),堰塞料地基的土压力逐渐稳定,超静孔压峰值逐渐下降并趋于稳定。因此振冲对松散堰塞体材料的加固效果明显,振冲后堰塞体材料的锥尖阻力大幅提升,但堰塞料密实后,进一步提高复振次数不能有效改善加固效果。满足易贡堰塞体材料的振冲设计方案为:采用125 Hz频率进行4~5次振冲,或采用150 Hz频率进行2~3次振冲。研究结果可为堰塞坝料地基的振冲加固提供理论依据。

大功率振冲碎石桩处理液化地基应用研究

北京某地铁车辆段占地面积约20 hm^(2),场地20 m深度范围内的饱和粉细砂(2)5层为地震液化层,该液化层厚度约为5 m,液化等级为轻微—中等(局部为严重)。在轨道交通工程中首次应用大功率(100 kW)、疏排振冲碎石桩对液化地基进行处理,检测结果及施工实践表明,该方法既满足地基液化处理设计要求,同时也为后期灌注桩原位施工创造了条件。此外,该工程应用大功率振冲碎石桩与CFG桩组合地基处理方式解决了地基液化和轨道路基工后沉降问题。

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。

珊瑚砂振冲密实加固响应室内模型试验研究

随着海洋岛礁工程的大力推进,吹填珊瑚砂地基的密实加固问题开始备受关注。利用自主研发的室内振冲器开展了珊瑚砂饱和砂土地基的室内振冲模型试验研究,深入分析了振冲过程中动孔隙水压力、水平动土压力等动参量的响应规律,探讨了振冲后沉降变形、相对密实度的变化特征。结果表明:松散珊瑚砂地基的密实度在经过两次双点振冲反复加固后均提升至中密。其中相对密实度在振冲点位处的提升效果较其余位置更为明显,并且中层或深层区域的加固效果优于表层区域。在超孔隙水压力方面,其最大值出现在振冲珊瑚砂地基过程中的贯入阶段,并且在留振开始时出现衰减现象。珊瑚砂地基在振冲器上拔过程中超孔隙水压力发生断崖式下跌。在第2次贯入时,超孔隙水压力比的峰值较首次出现显著下降。超孔隙水压力比等值线云图表明,振冲过程中的超孔隙水压力比等值线呈现平行分布。珊瑚砂浅层水平土压力随振冲器的贯入与拔出均呈现增加态势,深层水平土压力则呈现减少态势。

基于钢桩定位抓斗船平台的水下振冲碎石桩施工技术

针对波浪条件下传统的平板驳船和履带吊车配合振冲碎石桩施工桩位偏差大、时利率低、安全隐患高等问题,通过船舶改造、改进振冲设备、优化施工工艺,结合唐山港某防波堤堤头改造工程,提出一种钢桩定位抓斗船改装、送料振冲一体水下振冲碎石桩施工技术方案并验证其可行性。结果表明,该方案满足施工安全性、桩位精度等要求,在类似工况下具有推广价值。通过模块化的改装,拓展了船舶应用范围,提高了成桩质量及波浪条件下的时利率,节约了工程成本。

深厚覆盖地基智能振冲方法与系统

中国西南地区流域水力资源富集,水利水电工程开发面临复杂地质环境和深厚覆盖层带来的抗滑稳定、渗透稳定、不均匀沉降变形、防冲刷和砂土地震液化等问题。振冲碎石桩置换是提高地基承载力、防止液化的有效手段。本文通过试验和数值仿真揭示了振冲碎石桩“底中顶三区动力平衡”和“机石土三域相互作用”的成桩机理,依托应用现场实践提出了施工数据全面采集、施工状态真实分析、施工过程智能控制、施工参数持续优化、施工质量在线管理的智能振冲概念;其次,提出了基于状态转移函数的智能振冲控制模型与实时联动控制方法;研发了基于“云-边-端”智能振冲工作架构的一体化数字化协同工作平台和成套智能振冲装备,建立了数字化振冲碎石桩复合地基质量评价体系。研究成果在硬梁包水电站深厚覆盖层处理得到应用,工后监测显示效果良好,可供同类工程参考。

振冲密实加固珊瑚砂地基地震响应振动台模型试验研究

珊瑚岛礁地基处理问题日益突出,为研究珊瑚砂场地的振冲加固处理效果,分别对振冲加固的珊瑚砂地基和未经振冲加固的松散珊瑚砂地基进行振动台模型试验,收集并对比分析了孔隙水压力和加速度响应规律。结果表明,振冲加固后的珊瑚砂地基在经历0.1g地震时超孔压持续缓慢增长并直至激励结束,未经振冲加固的珊瑚砂地基在激励输入3~4 s内超孔压迅速上升并达到稳定,并且整个地震模拟过程中加固地基超孔压始终小于未加固地基。振冲可有效降低地震输入时珊瑚砂地基的超孔压发展,振冲加固后的珊瑚砂地基在0.1g地震作用下超孔压较未加固的松散状态下降了37.2%~67.3%。经振冲加固后的珊瑚砂地基可有效减少加速度的放大效应。振冲加固后的放大系数为未加固地基的78.1%~91.1%。

振冲碎石桩在大坝坝基加固中的应用研究

桩基加固是处理不良地基的重要方法之一,其对改善地基的变形稳定性意义重大。就此以四川康定金元水电站为例,对坝基存在的软弱地基问题提出基于振冲碎石桩加固的对策,同时对振冲碎石桩布置方案及主要施工工艺进行阐述,并进行效果评价。结果表明:经振冲碎石桩加固后,不良地基得到有效处理,坝基能满足工程建坝要求,相关处理方案与施工技术可为类似工程提供借鉴与参考。

南美干燥松散粉细砂振冲施工工艺分析

采用振冲法处理粉细砂地基时,施工工艺及施工参数对最终的地基处理效果有着显著的影响。针对南美秘鲁某港口工程干燥松散粉细砂进行不同施工参数的现场振冲试验,采用标准贯入试验比较干燥松散粉细砂在振冲密实前、后不同位置处的密实程度变化情况。在加固干燥松散粉细砂时,传统振冲工艺出现顶部欠密实的问题,分析其缺陷产生的原因,并提出了“局部堆填,及时回填,减小水压,分层反插”的工艺改进措施,结果表明,改进后的振冲施工工艺可有效加固松散回填粉细砂。

孔口填料干法振冲碎石桩在地基处理中的应用

振冲碎石桩在加固软弱地基方面有其独特的优势,主要用于提高地基土的承载力和变形模量、减少地基土的沉降等。但是,由于诸如桩径控制严格、用水限制、环保要求等原因,该施工工艺经常受到一定的限制。针对水冲法振冲碎石桩施工在软弱土层中成桩直径过大、产生大量泥浆等问题,采取改进振冲设备、优化施工工艺等措施实现振冲干法施工,提高了施工效率,节约了造价,达到了预期的提高承载力的目的,具有一定的经济效益和应用推广价值。依托具体工程实例,说明了干法振冲碎石桩工艺在软弱松散土层中加固的可行性,为类似工程提供参考和借鉴。

振冲碎石桩技术在北运河甘棠船闸地基处理中的应用研究

振冲碎石桩广泛应用于挤密松散砂土、粉土、粉质黏土、素填土、杂填土、可液化地基处理中。甘棠船闸工程地质特点是富含水泥沙地基,存在液化及承载力不足的问题,而采用振冲碎石桩技术加强了地基承载力,使地基承载力达到设计要求标准值。本文阐述了甘棠船闸振冲碎石桩施工过程中遇到的难题,就质量控制提出了见解,总结了常见问题及解决方法,对于同类型的地基处理技术选择和质量控制具有借鉴意义。

沙区岩土勘察与软土地基处理技术研究

针对沙土地区土层软弱、强度低、压缩性大的问题,结合实际工程项目,对沙区岩土勘察技术和软土地基处理技术展开研究,探讨解决方案的实践应用。通过钻探法获取地下土层的岩土样本,进行物性试验、原位测试,获取土体的承载力技术参数,强风化砂岩和中等风化砂岩层的承载力高,工程特性好,可作为基础的持力层。仓库地基采用换填的方式进行处理,生产加工车间采用振冲碎石桩的方式进行处理,宿舍楼和办公楼采用钢筋混凝土灌注桩形式地基,并给出了有关的工艺参数和技术要点。相关检测表明,经处理过的地基,达到工程规范要求,满足工程承载力需求,验证了有关方案的有效性。

粉质粘土坝基振冲碎石桩基础动力特性及液化研究

振冲碎石桩是提高软弱地基特别是低液限地基承载力、减小上部结构变形及确保稳定安全的一种常用地基加固措施。依托流沙河低液限粉质粘土坝基混凝土坝工程,采用三维有限元分析软件ANSYS,开展振冲碎石桩复合地基及上部结构的三维动力特性研究,重点分析典型坝段在地震作用下的变形特征、应力分布规律以及砂层液化情况,论证振冲碎石桩加固方案的可行性。研究成果可为工程设计提供理论依据,供类似工程参考。

某市政道路路基砂土液化与软土震陷的判别及处理

路基在地震时可能发生液化、震陷等震害,当前市政道路设计的相关规范尚未对路基提出抗液化、震陷的具体要求。本文对某市政道路地基土层液化程度、震陷量进行分析,并提出地基抗液化措施,为其他类似工程提供参考。场地同时存在较厚的砂土及软土层,标准贯入试验结果表明砂土液化指数为6.9~40.8,地基存在严重液化土层,参照现行规范或规程分别对砂土、软土震陷量进行估计,结果表明当路堤高度为3 m,按不利情况估计的震陷量约为250~350mm,其中70%以上产生于淤泥质软土层。根据路基特性及震害修复条件,结合既有经验,下卧软土层震陷通常不需专门处理;对于液化土层,当路基达到由路堤高度、上覆非液化土层厚度、地下水位深度及液化土层累计厚度确定的抗震设计界限时,需采取抗液化措施,对于较厚液化土层可采用振冲碎石桩处理。

房屋建筑工程地基施工技术探究

地基施工技术在房屋建筑工程中起着至关重要的作用。地基的质量和稳定性直接影响着建筑物的安全性和持久性。因此,在选择地基施工技术时,需要考虑地质条件和工程要求,并采取相应的措施来确保建筑物的稳定性。文章将重点分析地基施工的基本特征以及施工技术,以期为相关从业人员提供参考和指导。只有通过科学的地基施工技术,才能确保建筑物在各种自然和人为因素的影响下具备足够的稳定性和安全性,从而实现房屋建筑工程的可持续发展。

深厚覆盖层振冲加固地基高效反滤层施工技术研究

对于河谷复杂地基的处理通常采用振冲桩加固方法,但因地基互层渗透性差异大会导致振冲桩反滤层的实施效果存在问题。基于硬梁包水电站深厚覆盖层地基设计采用的振冲桩施工方案,针对滤材易损、成型质量难以保证等问题,提出了一种高效反滤层施工技术。其具体步骤为:编织PP土工布制成具备良好耐久性及耐腐蚀性的“香肠型”反滤管袋;采用分节“香肠型”搭链式反滤管袋填充方法,在振冲挤密过程中保持其自身延展力且仍能在振冲桩内精准布设,进而确保了反滤层的成型质量,为复杂地基处理振冲桩反滤层施工提供了一种新方法。该高效反滤层施工技术已获得发明专利授权,授权专利号:ZL 202111649012.3。

冲击作用下地层振动衰减规律的现场试验研究

对郑州某胶质土层采用振冲法处理地基时产生的振动影响进行了现场试验,分析不同数目钻机同时施工时引起的振动在各层土体中的衰减规律以及波的传播规律,评价振动对周边建筑物的影响。研究表明:采用振冲法施工时,地基会产生较大的振动,这种振动在地表和地层内部衰减较快;冲击振动产生的振动波主要以两种途径传播:(1)沿钻孔壁形成面波,并很快发展到地表,在地表一定距离内衰减(<8m);(2)沿受冲击的胶结土层在深部以剪切波形式传播,并由深层向地表衰减。在远离振源区和地表粉土层,振动的低频成分相对丰富。