The Research on Treating Collapsible Loess by Down Whole Deep Compaction and Cement Fly-ash Gravel

The treatment of loess foundation is always difficult.The analysis of its advantages and mechanism of treating loess foundation by CFG,on the base of project geology,through construction example,we suggest the compound plan by both DDC and CFG.The tests illustrates that the down hole deep compaction and cement-fly ash-gravel are effective foundation treatment method to eliminate the collapsibility of loess,increase the bearing capacity and improve the behavior of composite foundations.

湿陷性黄土场地大型储罐基础设计

结合在湿陷性黄土场地上建设的10万方大型钢储罐工程,从基础选型、承载力设计、地基处理、充水预压、沉降观测等方面进行了深入的分析和研究,并从经济性、施工可操作性等方面进行地基处理方案比选,确定采用孔内深层强夯桩+灰土石垫层,提出对含水率较低的湿陷性土层进行预增湿技术,使土层达到最优含水率,解决桩沉管不易、拔管困难、较难消除湿陷性的问题,充水预压后进行沉降观测,结果表明地基沉降随充水荷载增大而增大,在15d后趋于稳定,且储罐四周沉降大于中心点,但沉降量均小于估算值,地基处理效果达到预期。

厚黄土层深部开采覆岩和地表移动规律研究

为了揭示黄土层深部开采条件覆岩和地表移动规律,基于孟村矿401101工作面开采地质条件,采用地表实测和数值模拟相结合的方法,分析了煤层开采过程中地表移动盆地的分布和变化特征,计算确定了下沉、倾斜、曲率、水平移动和水平变形最大值;揭示了厚黄土层深部开采地表沉降量小、移动变形集中、地表移动前期具有突发性沉陷特点,确定了地表活跃阶段下沉量占沉陷总量的66.8%;确定了该矿地表移动角量参数和概率积分预计参数;研究了采动覆岩的位移和应力变化规律。研究成果可为该采区后续工作面和类似采矿条件矿井的开采规划设计和采动损害控制提供有益参考。

湿陷性黄土地区高填方地基工程关键技术问题与实践

以陕西省延安市某黄土高填方地基工程为研究对象,分析了我国西北湿陷性黄土丘陵沟壑区域开展挖填方工程面临的关键技术问题。详细介绍了工程的挖填方概况、工程地质和水文地质条件以及高填方地基设计和施工对策。结合场地形成的过程,对施工期及工后沉降监测数据进行分析,得到了黄土高填方场地形成过程中不同阶段地基沉降的特点和规律:填方区工后沉降量随填土厚度的增大而增大,填土厚度相近区域,原地基覆盖土层的厚度越大,工后沉降越大。

基于静力触探测试的深厚自重黄土场地湿陷性快速评价方法研究

湿陷性是制约黄土场地工程建设的最主要因素。针对黄土场地现场浸水试验测试时间长、成本高等问题,在兰州新区黄土场地和靖远黄河高阶地黄土场地进行静力触探试验,研究静力触探锥尖阻力、锥侧阻力沿土层深度的变化关系,并在现场取原状黄土试样进行室内湿陷试验,研究发现室内试验所测得的自重湿陷系数沿深度具有良好的线性关系,由此建立了静力触探所测锥尖、锥侧阻力与自重湿陷系数之间的联系,提出了一种通过静力触探试验结果快速评价黄土场地自重湿陷性的方法。基于上述方法,对兰州新区和靖远黄河阶地黄土场地其他点位的测试结果进行自重湿陷性评价,验证了该方法的可行性与准确性。

基于桩土相对位移特征的深厚湿陷性黄土地区桩基承载力计算方法

湿陷性黄土地层桩基中性点不易准确把握,会导致部分工程实测负摩阻力高于规范参考值。针对这一问题,本文基于现场浸水试验,提出一种依据湿陷性土层厚度确定桩基负摩阻力分布新方法——相对位移法,并进行了验证。结果表明:浸水试验场地累计沉降随着深度的增大而减小,深度为0~15 m时土体湿陷较为充分,15 m处接近饱和自重应力界限,15 m以下土层湿陷不充分,土中竖向应力增长幅度较小,22 m以下土层基本不发生湿陷;经验参数法与相对位移法计算得到的桩基承载力分别为2 926.5、3 251.6 kN,相对位移法得到的桩基承载力更能反映桩基承实际载能力,用于深厚湿陷性黄土地区桩基设计能兼顾安全性与经济性。

钢筋混凝土环形围檩在黄土地区小尺寸深基坑中的应用

为解决周边环境条件异常复杂、无锚索施工空间、紧邻对变形异常敏感的多层建筑物的自重湿陷性黄土地区开挖尺寸小深度大的顶管工作井的难题,以西安市东郊某直径10.0 m,深度24.50 m的深基坑为代表,采用钢筋混凝土环形围檩替代传统的内支撑来抵抗土压力,既不影响狭窄空间的土方开挖,又很好的控制了围护结构的变形,保护了周边环境的安全。数例工程实践表明,在直径小于12 m,深度不大于25 m的圆形深基坑中,采用钢筋混凝土环形围檩体系,支护费用低、围护结构变形很小、周边环境安全可靠、土体中无锚杆(索)残留,对邻近地下空间后期开发利用无影响。项目的顺利实施为自重湿陷性黄土地区类似深基坑开挖提供了一种解决问题的思路,具有一定的借鉴意义。

黄土地区超深沉井助沉施工技术

以西安咸阳国际机场三期扩建雨水外排工程项目为背景,探讨超深沉井下沉过程中的助沉施工技术。结合沉井受力机理分析黄土地区超深沉井滞沉原因,并采用钻孔、减阻孔注水、砂套等助沉措施对超深沉井进行助沉施工。实际施工效果表明,所采用的助沉方法能有效解决黄土地区超深沉井滞沉的难题,使沉井顺利下沉至预定的标高。

强透水性砂层大直径深长桩塌孔处理技术

基于渭河公轨合建特大桥桩基施工在钻进、钢筋笼下放过程中或完毕时塌孔等问题的应对处理技术,对所处强透水性砂层地质条件下大直径深长桩塌孔进行了原因分析、处理方案优选与实施。对于塌孔内无钢筋笼的桩位采用回填质量比为1∶10的水泥黏土混合物静置半月以上,重新进行钻孔施工;塌孔内仍有钢筋笼的桩位采用小口径钻头钻进并进行洗孔,拔笼后再成桩;钢筋笼确难拔出的采用冲击钻重新成孔。

高能级强夯处理晋中深厚湿陷性黄土地基的试验研究

为评价16000 kN·m能级强夯处理深厚湿陷性黄土地基的效果,在晋中某建筑工程场地内进行了试夯试验,开展了地面高程观测、探井取样、室内试验、动力触探试验。试验检测结果表明:单击夯沉量随着夯击次数的增加逐渐降低,随着夯击遍数的增加,夯沉量趋于平稳所需击数减少;经过强夯处理后,终夯面下11 m深度范围内,干密度提高了9.4%,压缩模量提高了150.6%,孔隙比降低约22.5%,压缩系数降低21.7%,湿陷系数均小于0.015,地基土湿陷性基本消除;不同深度土层的动力触探击数介于4.2~13.3击,平均击数为10击。试夯试验结果可为晋中地区深厚湿陷性黄土场地的强夯处理及施工提供参考。

大厚度自重湿陷性黄土地基处理厚度与处理方法研究

大厚度自重湿陷性黄土的地基处理方法、处理深度以及合理控制剩余湿陷量等是黄土地区工程设计中的难点、热点问题。从大厚度自重湿陷性黄土湿陷变形特点出发,进行3个方面的相关工作。首先论述大厚度自重湿陷性黄土地基处理的原则;然后,结合建构筑物的类别不同,提出不同的自重湿陷性黄土层厚度、宜采取的相应地基处理厚度和剩余湿陷量控制标准;最后,详细探讨大厚度自重湿陷性黄土地基整片处理、局部处理及多种处理方法的优缺点及适用性等问题,并给出几种地基处理方法处理效果良好的工程实例。

大厚度自重湿陷性黄土地基处理深度和剩余湿陷量问题的合理控制

为研究大厚度自重湿陷性黄土地区地基处理深度与剩余湿陷量的合理控制关键技术难题,对采用不同处理深度的挤密地基进行了大面积深层浸水载荷试验。试验结果表明:对采用挤密地基处理在6~12 m深度以下进行深层浸水后均发生不同程度的地基湿陷下沉,而地基处理在15 m深度时(剩余湿陷量远大于200 mm)地基整体实际下沉量相对较小,说明现行的《湿陷性黄土地区建筑规范》对乙、丙类建筑地基关于最小处理深度的规定过于严格,不符合现有的经济技术水平,建议在采取一定措施的情况下将12~15 m作为乙、丙类建筑在大厚度自重湿陷性黄土地区地基处理的合理深度。并针对现行规范中对乙、丙类建筑剩余湿陷量控制的不合理之处,提出了'剩余湿陷量折减系数'这个概念,并提出了该折减系数的建议值,可为同类工程建设和规范修订提供一定的参考。

黄土区深层土壤干燥化与土壤水分循环特征

深层土壤干燥化是黄土高原地区植被建设过程中出现的重大生态环境问题.采用人工和天然降雨试验,研究了黄土高原沟壑区荒草地和裸地的土壤水分循环特征,并分析和探讨了深层土壤干燥化的成因.2002年天然降雨量为459.9mm(多年平均降雨量为584.1mm),属干旱年,土壤水分观测期间(2002年6月13日至11月24日)天然和人工降雨试验小区的天然降雨量分别为305.2mm和236.8mm.人工降雨试验主要在2002年6～8月进行,土壤水分观测期间荒草地和裸地的人工降雨量分别为360.7mm和418.5mm.试验结果表明:干旱年,荒草地和裸地土壤储水量处于负补偿,入渗雨量全为蒸发蒸腾作用所消耗.在强烈的蒸发蒸腾作用下,剖面内(0～200cm)土壤水分的整体移动性能较强,最大蒸发蒸腾作用层深度很快形成.荒草地土壤水分循环强度大于裸地,表现为荒草地最大蒸发蒸腾作用层深度较大,两者分别为200cm和180cm.雨季量少且分散的降雨极易为强烈的蒸发蒸腾作用所消耗,深层土壤由于缺乏降雨入渗的补给而逐渐干燥化.丰水年,荒草地和裸地土壤储水量处于正补偿,但入渗雨量的大部分(80%以上)为强烈的蒸发蒸腾作用所消耗.在相同的降雨量条件下,荒草地土壤水分循环强度高于裸地,表现为荒草地降雨入渗补给深度较小.连续降雨有利于土壤水分向深层的运移,从而部分缓减深层土壤的干燥化进程.近50a来黄土高原地区气候变暖和降雨减少可能是土壤干层形成的直接原因,而植被类型选择失当、群落密度过大和生产力过高则会加剧深层土壤的干燥化进程.

孔内深层强夯法处理湿陷性黄土地基的一个实例

在湿陷性黄土地基中,经常要求既消除黄土地基的湿陷性又提高地基的承载力,而孔内深层强夯法(DDC)是一种相对较新的地基处理方法,具有自身的特点和优势。通过对孔内深层强夯法处理的地基工程的桩体载荷试验、桩间土载荷试验和桩间土挤密效果的试验及其结果分析,表明孔内深层强夯法能消除湿陷性黄土地基的湿陷性,形成的复合地基能显著地提高地基承载力、改善地基土的承载性状,是一种有效的地基处理方法。

陕西洛川黄土中第5层古土壤与环境研究

野外调查和室内分析资料表明,黄土高原中部的洛川一带500ka前后发育的第5层古土壤上、下部分层的CaCO3淀积层和部分Fe2O3已迁出了古土壤层,该层古土壤是不具CaCO3淀积层的淋溶性中酸性土壤,剖面构型为Bts Cs Cl Bk C型。这一古土壤底部之下发育了风化淋滤黄土层,指示当时风化淋滤深度和强度比现今大,是250万年来最温湿气候事件的显示。该层古土壤发育时亚热带气候迁移到了黄土高原中部,当时年均温度为15℃左右,年均降水量为850mm左右。

黄土丘陵区不同土地利用类型下深层土壤轻组有机碳剖面分布特征

以黄土丘陵区林地(刺槐和柠条)、撂荒地及坡耕地3种土地利用类型为研究对象,以浅层土壤(0—100 cm)为对照,采用有机碳密度分组法对不同利用类型深层土壤(100—400 cm)轻组有机碳含量及其分配比例进行了研究。结果表明,1)3种土地利用类型土壤轻组有机碳含量及其分配比例随土壤深度的增加而显著下降,其含量的变化范围为0.09 1.76 g/kg,分配比例变化范围为4.19%32.24%;各利用类型下亚深层(100—200 cm)、深层(200—400 cm)土壤轻组有机碳含量为浅层的12.4%39.8%,分配比例为浅层的28.7%66.2%;随土层深度增加,轻组有机碳含量及其分配比例的降幅在不同土地利用类型下表现为刺槐林地>撂荒地>柠条林地>坡耕地;2)各土地利用类型下同一土层轻组有机碳含量及其分配比例不同,浅层、亚深层和深层土壤轻组有机碳含量及其分配比例表现为林地>撂荒地>坡耕地。3)退耕还林还草增加了浅层土壤轻组有机碳含量及其分配比例,却降低了亚深层、深层土壤轻组有机碳含量及其分配比例,即与浅层土壤相比,植被恢复相对增加了深层土壤有机碳的稳定性。

兰州地铁湿陷性黄土深基坑在降低水位条件下的渗流稳定性分析

以兰州某地铁湿陷性黄土深基坑工程为研究对象,对深基坑开挖施工过程中钻孔灌注桩的桩体水平位移、坑周地表沉降、支撑轴力和地下水位进行实时监测;采用Midas Gts软件建立车站端头井的三维渗流应力耦合模型,分析车站深基坑在降低水位条件下的渗流稳定性。结果表明:在水位降低条件下开挖深基坑,随着开挖深度的增加,桩体的水平位移增大,而且呈现桩体中间的增幅大、两端的增幅小的特征,桩体最大水平位移通常出现在基坑开挖深度的1/2至2/3处;钢支撑的拆除对相邻钢支撑的轴力有较大影响,因此拆除钢支撑时应合理设计拆除方案;孔隙水压力由坑内向坑外呈现增大趋势;在深基坑内侧降低水位对围护结构的影响较小,而在深基坑外侧降低水位会导致有效应力增加,加大地面沉降;数值模拟结果与现场监测结果较为接近;采用钻孔灌注桩加钢支撑这一支护形式能够有效地控制湿陷性黄土深基坑围护结构的变形和坑周的地表沉降。

控制剩余湿陷量的黄土地基深层浸水试验研究

选用4个不同处理深度的灰(素)土桩对大厚度自重湿陷性黄土场地进行挤密处理,并对挤密区域以下未处理土层进行深层浸水试验,研究在该浸水条件下大厚度自重湿陷性黄土地基的湿陷变形规律、处理深度和剩余湿陷量合理控制等问题。试验结果表明:灰土和素土在处理大厚度自重湿陷性黄土地基时,两者挤密效果表现差异不大;深层浸水情况下,6~15 m深度处理区域产生的变形量均不能满足上部荷载的变形要求,且呈现三段式变形规律,先期稳定,中期缓降,后期突降;根据现场浸水试验和桩基中性点相关研究,首次提出大厚度自重湿陷性黄土地区'湿陷临界深度'的概念,并初步将其确定为20~25 m,据此可以一定程度上减小深部土层剩余湿陷量,达到减小地基处理深度的目的;建议将15~20和10~15 m分别作为大厚度自重湿陷性黄土地基乙、丙类建筑的最大处理深度。

急斜特厚煤层开采地表沉陷特征立体实验研究

借助急斜煤层大型立体模拟试验架,对急斜煤层水平分段放顶煤开采地表变形破坏特征进行了开采的立体模拟试验研究。研究发现,急斜煤层开采后形成的沉陷不同于缓斜煤层,其沉陷最初由在地表生成的孔洞发展为孔洞间的贯通,形成塌陷坑。塌陷坑靠顶板侧岩体的垮落程度明显大于靠底板侧岩体的垮落程度,而且沉陷随着分段工作面的向下延伸表现为反复多次沉陷,塌陷坑内垮落体表现为由底板侧朝顶板侧的台阶式下降分布,最终形成深槽型塌陷坑。

巨厚黄土层宽条带开采地表移动规律及参数优化

为了有效地控制地表移动变形以保护地表建筑物,保证煤炭资源的采出率,最大限度地减小开采损害的影响,应用宽条带开采方案,以彬长矿区的采矿地质条件为工程背景,研究厚黄土层下开采的地表移动规律。通过在开采区域地表布设监测点的方法,结合亭南煤矿现场观测实测数据并对其进行理论分析,描述了深部大采深宽条带开采的地表移动规律,给出了彬长矿区地表移动变形的重要参数,主要影响半径为295 m,主要影响范围角正切值为1.93,地表沉陷范围343 m,边界角为58.96°。运用概率积分和威尔逊理论得出该矿区多个条带工作面开采时,煤柱宽度和采出宽度的最佳匹配计算方法,基于协调开采原则得出了合理的条带开采参数。结果表明,将研究得到的地表移动参数应用于生产实践取得了良好效果,所得的地表移动参数对该矿区具有一定的参考价值。