粉喷桩加固高速公路软土路基的机理与设计

粉喷桩加固高速公路软土路基的机理与设计

周金鹏[1]2003年在《粉喷桩加固高速公路软土路基的机理与设计》文中进行了进一步梳理本文在认真总结粉喷桩处理高速公路软土路基过去研究成果的基础上,进一步探索了粉喷桩处治软基的化学和力学机理。利用统一强度理论和塑性力学相关原理分析桩端承载力问题,深入剖析临界桩长问题。就粉喷桩加固路基的特点,根据力学原理,分析桩土应力比问题,获得一些有益的结论。 根据粉喷桩加固软土的特点和桩土共同承担载荷地原理,分析了过去粉喷桩地基承载力和路基沉降计算方法的不足之处,归纳了适合用于粉喷桩路基稳定性核算的计算方法,结合具体工程实际,验证粉喷桩的加固效果和本文计算方法的科学性。就粉喷桩复合地基的孔隙水压力提出一些看法,总结桥头“跳车”问题并提出相应解决方案。在继承原有的粉喷桩设计理论的基础上,根据新的设计思路提出新的设计方案。 本文的空间轴对称塑性问题是同河海大学博士生张海波共同研究的,其相关理论已整理成文,将发表于固体力学学报。

胡雪梅[2]2007年在《粉喷桩处理公路软基工后沉降的预测研究》文中认为粉喷桩加固软土路基在工程中应用十分广泛,其目的在于提高路基的稳定性和控制地基的沉降变形。实践证明粉喷桩处理的软基工后沉降小,处理费用相对较高,所以在高速公路中一般仅用于桥头路段路基和涵洞、通道等小型构筑物的软基处理。目前对粉喷桩加固路基变形的计算理论和试验研究虽己取得了不少成果,但由于粉喷桩复合地基的性状极为复杂,对粉喷桩复合地基的受力变形机理认识还不足,各种设计参数的不确定性影响因素较多,理论计算成果与实际结果还存在较大差距。路基的工后沉降变形往往需要几年时间,传统的设计理论己难以满足和预测高等级道路工后沉降的设计需要,因此每项高速公路工程在采用粉喷桩处理软基时,都将其列为一项研究课题。笔者在前人研究的基础上,建立柔性基础下粉喷桩复合地基体系;对其组成、含义、各部分作用进行系统的分析阐述。全面系统地分析和总结了粉喷桩复合地基的加固机理、沉降特性,桩侧摩阻力的分布规律;结合桩身的应变特征,提出了联合应用Geddes解和Boussinesq解联合求解的方法计算附加应力,根据计算出来的附加应力再用分层总和法计算粉喷桩复合地基的沉降。根据实际的地基结构,在Terzaghi一维固结理论的基础上,建立了桩间土和下卧层的固结模型并分别进行求解分析。分析探讨了各参数对粉喷桩复合地基固结的影响程度。结合高等级公路粉喷桩加固路基工程实例,运用文中提出的方法,进行了沉降计算;根据现场实测资料,针对不同的沉降预测模型,将理论计算值与现场试验路段试验结果进行了沉降计算对比分析,计算结果与实测数据有较好的一致性。

范剑良[3]2005年在《粉喷桩加固桥头软基试验研究》文中进行了进一步梳理由于粉喷桩具有诸多优点,因而随着我国公路建设的不断发展,粉喷桩的应用越来越广泛。但就目前研究现状来说,对于粉喷桩的认识还远远不够。 本文首先以实际工程为基础,通过大型原位观测试验,对于粉喷桩的变形与受力特性、加固效果进行了研究,并对粉喷桩与塑料排水板、粉喷桩与土工织物联合加固软基进行了比较分析,试验表明,采用粉喷桩加固软基后,大大降低了地基沉降和侧向变形,对于预防桥头跳车有良好的效果。加固后地基仍存在临界填土高度,路基最大侧向变形的位置一般在地面下5m左右。粉喷桩与塑料排水板加固软基相比,粉喷桩加固效果更好,地基强度提高较大,更能防止路基失稳,沉降也大大减少。土工织物与粉喷桩结合处理软基,可以减小差异沉降,均化地基应力,减小路基挤出量,增强地基的稳定性。 随后,本文在现有的文献和试验资料的基础上,对试验路段的工后沉降进行了分析,采用双曲线法预测沉降量,拟合效果较好。经对沉降计算与分析,粉喷桩处理软基工后沉降主要受处理深度、是否打穿软土层影响。在未打穿软土层的情况下,实例桩身范围内土体压缩量约占总沉降量的35.7%,桩底以下软土沉降量约占总沉降量的64.3%,且沉降很难稳定。 最后,本文对粉喷桩处理软基的适用性进行了探讨,粉喷桩处理深度建议适当减小,并应打穿软土层,根据目前的施工技术水平,粉喷桩处理深度一般不要超过8m,才能取得较好的处理效果。对于工后沉降要求较高的桥头路段采用等载或超载预压很有必要,并应尽可能延长预压期。

王军, 刘毅[4]2011年在《粉喷桩加固软土路基的机理与工程应用》文中进行了进一步梳理本文对粉喷桩加固高速公路软土路基的加固机理进行阐述,对其设计计算进行了简要的探讨。并结合粉喷桩法在高速公路工程中的实际应用提出了目前存在的问题以及一些有益的建议。

王建华[5]2007年在《粉喷桩加固高速公路机理与有效桩长分析》文中研究说明软土在我国分布广泛、抗剪强度低、变形大,若处理不当,地基会产生局部或整体剪切破坏。为了保证道路的安全运行,对软土路基进行处理就显得尤为重要。本文以广州南沙经济开发区南珠高速公路珠江入海口段工程为背景,对其采用的粉喷桩有效桩长进行以下几方面的探讨:阐述了软土加固处理的必要性及软土路基加固的方法,并从水泥颗粒与粘土颗粒之间的化学反应入手,对粉喷桩加固机理作了简要的分析;通过Mindlin方程确定了水泥搅拌桩单桩的有效桩长,并分析了桩土模量比、置换率、桩土应力比、泊松比、桩直径对水泥搅拌桩有效桩长的关系;采用Adina软件对复合地基进行模拟,结果表明,上述因素除泊松比对有效桩长的影响不明显外,其余因素均有较大的影响;通过现场载荷试验和低应变测试,对粉喷桩的桩土应力比n与荷载水平P的关系进行了研究,对影响桩土应力比的因素作了归纳总结,提出了采用地基土压缩模量的k值修正计算桩土应力比n值的方法,为工程建设提供了有力的理论支持。

谢腾骁[6]2017年在《粉喷桩施工技术在软土路基中的应用研究》文中研究说明为了保证公路的安全性,需要对公路的软土路段进行相应的处理。粉喷桩作为众多软土处理方法中的一种,能够有效地改善地基软土性质差的现象。本文以我国某高速的软土路基为研究对象,使用粉喷桩对公路的软土路基的稳定性进行分析,提出了相应的加固措施,并对其的加固效果进行数值分析。

石端文[7]2009年在《粉喷桩复合路基加固机理及沉降计算与预测研究》文中进行了进一步梳理粉喷桩复合路基是高速公路中处理软土路基的一种常见地基处理方式,由于土层本身的多样性以及复合材料与土相互作用关系的复杂性,其理论研究滞后于工程实践,粉喷桩复合路基沉降计算与预测方法等理论研究更多是建立在实际的工程实践中。随着计算机等高科技的发展,数值方法显示出其计算和预测方面的优越性,数值模拟分析也逐渐反过来应用于工程来指导实践。本文以在建的大庆至广州高速公路湖北省麻城至浠水段软土路基处理监测与试验研究为背景,选取粉喷桩复合路基试验段,在现场1年多的变形观测的基础上,对复合路基的加固机理、沉降计算及工后沉降预测进行了综合研究,取得如下研究成果:(1)在借鉴前人研究的成果的基础上,通过现场监测试验,在加固机理方面做了部分总结,简单从物理和化学上探讨了水泥土搅拌桩加固软土地基的作用机理、影响因素并对加固后的路基进行了物理、化学、力学性状的综述,对粉喷桩适用加固的范围进行了讨论。(2)借助有限差分数值分析方法对粉喷桩复合路基进行了沉降计算和模拟,模拟实际填土加载过程,将模拟计算得到的结果和现场实测结果进行对比分析。结果表明,经过粉喷桩处理后的路基在沉降等方面显着降低,模拟结果和现场试验值比较吻合,可将此方法应用于粉喷桩复合地基沉降计算中。同时对整个复合地基的工作性状进行了综合研究,对路基变形的相关影响因素进行了探讨。(3)综合应用各种预测方法对高速公路粉喷桩复合路基进行了工后沉降预测。基于灰色系统理论,建立GM(1,1)模型对复合路基工后沉降进行有效而准确的预测,并结合双曲线和指数曲线等预测方法进行对比分析。结果表明,灰色模型预测方法较双曲线法和指数曲线法精度更高。

张胜利[8]2005年在《粉喷桩加固软土路基试验研究及计算分析》文中指出近些年来,随着经济建设的不断发展,我国基础设施建设的规模愈来愈大,在土建、交通、水利等工程建设中,许多建筑物、构筑物有时不得不在地质条件较差的软土场地内进行修建。为解决该类土的压缩沉降量大,地基稳定性差,地基承载力低等问题,在工程建设中往往需要对软基进行处理。其中粉喷桩是用于加固饱和软粘土地基的一种较常用的地基加固方法。本文结合广州南部地区仑头~龙穴岛快速路试验路段中粉喷桩加固软土路基的工程项目,研究软基处理的稳定、固结、沉降等问题。通过粉喷桩水泥土室内试验研究,了解水泥加固土的物理力学性质、水泥掺入比、龄期、养护方法、土样含水量、外掺剂、试样不同大小形状对水泥土强度的影响。通过常规计算方法,进行稳定验算、沉降和固结度计算。从而得出路堤沉降量,软土路基固结度,沉降与时间的关系曲线,推算工后沉降看其能否满足工后沉降要求。在进行有限元分析时,采用线弹性模型,应用比奥(Biot)固结有限元方法来模拟软地基加固后的沉降和固结等方面的问题。通过计算了解粉喷桩复合地基桩间土孔隙水压力的形成及消散规律,了解路堤沉降、侧向位移与深度的关系;了解路堤沉降、侧向位移与时间的关系;了解地基中孔隙水压力、地基应力分布状况;地基应力分布、沉降及侧向位移与孔隙水压力增长与消散的关

徐晟[9]2017年在《南京机场高速扩建工程软土地基处理方法研究》文中提出在高速公路建设时,经常遇到软土地基。然而,软土地基强度低、变形大,需要对其进行处理,以改善地基条件,提高地基承载力,进而保证高速公路工程质量。为此,本文以南京机场高速扩建工程为例,对软土地基处理的方案选择、施工、造价及处理效果等进行研究。主要研究内容如下:(1)归纳总结了常用软基处理方法及其优缺点;(2)结合工程实践,分析了软土地基处理理论与方法,给出了南京机场高速公路扩建工程较为适宜的软基处理方案;(3)对南京机场高速扩建工程中采用的堆载预压、粉喷桩、排水板叁种软基处理方法的施工方法、质量控制进行详细研究;(4)对比分析了南京机场高速扩建工程软基处理中的堆载预压、粉喷桩、排水板叁种软基处理方法的适用条件、适用范围、施工、造价及处理效果,并得出相关结论。(5)对南京机场高速扩建工程软基处理进行沉降观测与数据分析,研究了南京机场高速扩建工程中软基处理方案的合理性。

靳军伟[10]2010年在《高填方路基变刚度处理技术及设计方法研究》文中研究指明我国的高速公路、铁路建设近年来突飞猛进,建设投资不断地增加,规模不断地扩大,随着我国高速公路逐步向中西部地区的延伸,出现了越来越多的高填方路基。与一般的较低路基相比,高填方路基填筑高度大、填筑面积和土石方工程量大、自重大。要求路堤本身具有足够的整体强度和稳定性,并控制总沉降量和沉降速率,如果不能满足使用要求,将严重影响交通安全及运输速度。对于软土地区的高填方路基,在填筑过程中会产生较大的超孔隙水压力,由于软土的渗透系数较小,造成超孔隙水压力消散速度较慢,土体的有效应力增长缓慢,影响路基变形的稳定性。高填方路基变刚度处理技术中的无砂混凝土小桩后处理阶段,有排水固结以及胶结和竖向增强置换多重作用,适用于处理饱和软土、粉质粘土、粘性土、素填土、杂填土的公路路基。本文通过总结现有的高填方路基处理方法及其计算理论,就高填方路基变刚度处理技术展开研究:研究了高填方路基变刚度处理技术的工作机理,认为无砂混凝土小桩后处理阶段可以有效地消散路堤填筑过程中产生的超孔隙水压力。使用有限元程序进行了高填方路基变刚度处理机理的数值模拟,研究了在路基填土过程中路基底部的孔隙水压力变化规律,以及处理过程中的路堤沉降和变形。进行了高填方路基变刚度技术工作性能的数值模拟,对高填方路基变刚度处理不同工况进行了计算,重点分析了关键工况的路基沉降、位移规律,以及粉喷桩和无砂混凝土小桩的应力分布规律。对高填方路基变刚度处理技术的关键参数进行对比计算,分析了变刚度高填方路基处理适用的土体,对比了进行不同处理方式情况下的高填方路基沉降变形特点,重点分析了不同桩长、桩体模量、桩间距情况下的路基处理效果,就路堤位移、桩体应力、超孔隙水压力等方面进行了研究。在现有复合地基研究的基础上,探讨了高填方路基变刚度处理技术的设计,并讨论了其关键技术参数的计算方法。结合工程实测数据,分析了变刚度处理技术对高填方路基的处理效果,为变刚度处理机理的研究提供了一定的数据支持。根据目前的研究成果,对高填方路基变刚度处理技术的发展前景和尚需进一步研究的课题进行了阐述。

参考文献:

[1]. 粉喷桩加固高速公路软土路基的机理与设计[D]. 周金鹏. 南京理工大学. 2003

[2]. 粉喷桩处理公路软基工后沉降的预测研究[D]. 胡雪梅. 南京林业大学. 2007

[3]. 粉喷桩加固桥头软基试验研究[D]. 范剑良. 浙江大学. 2005

[4]. 粉喷桩加固软土路基的机理与工程应用[J]. 王军, 刘毅. 科技致富向导. 2011

[5]. 粉喷桩加固高速公路机理与有效桩长分析[D]. 王建华. 河海大学. 2007

[6]. 粉喷桩施工技术在软土路基中的应用研究[J]. 谢腾骁. 施工技术. 2017

[7]. 粉喷桩复合路基加固机理及沉降计算与预测研究[D]. 石端文. 武汉理工大学. 2009

[8]. 粉喷桩加固软土路基试验研究及计算分析[D]. 张胜利. 四川大学. 2005

[9]. 南京机场高速扩建工程软土地基处理方法研究[D]. 徐晟. 浙江工业大学. 2017

[10]. 高填方路基变刚度处理技术及设计方法研究[D]. 靳军伟. 郑州大学. 2010

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