控制工后沉降地基處理技術(shù)的發(fā)展ppt課件

1、 控制工后沉降地基處置技術(shù)的開(kāi)展趙維炳南京水利科學(xué)研討院 水利部交通部電力工業(yè)部.報(bào)告內(nèi)容控制工后沉降新一代地基處置技術(shù)的開(kāi)展軟土特性和豎井固結(jié)實(shí)際研討超軟路基排水預(yù)壓固結(jié)法實(shí)驗(yàn)研討CFG樁復(fù)合地基加固高速公路深沉軟基技術(shù)研討排水固結(jié)加固軟基新型排水資料運(yùn)用研討預(yù)制預(yù)應(yīng)力管樁復(fù)合地基加固深沉軟基技術(shù)研討砼芯砂石樁復(fù)合地基加固深沉軟基技術(shù)研討SMW工法的設(shè)計(jì)實(shí)際與計(jì)算方法研討.第一部分 控制工后沉降 新一代地基處置技術(shù)的開(kāi)展 1.1 前 言 1.2 工后沉降的概念及分類 1.3 按控制工后沉降進(jìn)展設(shè)計(jì)及帶來(lái)的影響 1.4 排水固結(jié)加固按控制工后沉降設(shè)計(jì) 1.5 柔性樁復(fù)合地基加固按控制工后沉降設(shè)

2、計(jì)存在的問(wèn)題1.6 結(jié) 語(yǔ) .1.1 前言 工程實(shí)際中，人們認(rèn)識(shí)到建筑工程僅僅保證穩(wěn)定性和平安還不夠，對(duì)變形的要求不斷提高； 按照穩(wěn)定性要求進(jìn)展工程設(shè)計(jì)時(shí)設(shè)計(jì)位移也遠(yuǎn)小于地基到達(dá)極限平衡形狀對(duì)應(yīng)的極限位移，有時(shí)地基的允許承載力直接根據(jù)允許位移來(lái)確定； 因此，工程實(shí)際提出了設(shè)計(jì)以位移多數(shù)情況下是工后位移作為控制目的的新要求，它隱含了穩(wěn)定性的要求。 雖然目前已有控制工后沉降和沉降速率的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，但實(shí)踐設(shè)計(jì)中執(zhí)行不嚴(yán)且計(jì)算粗糙，誤差較大，亟待處理的問(wèn)題很多。.1.2 工后沉降的概念及分類 工后沉降指建筑物開(kāi)工至大修或報(bào)廢止一段時(shí)間內(nèi)發(fā)生的沉降。它直接關(guān)系到建筑物的運(yùn)用效果和平安，而再以后和施工期的沉

3、降并不對(duì)上部構(gòu)造產(chǎn)生危害，因此工程設(shè)計(jì)以工后沉降作為控制目的是合理的。 工后沉降Sh按其產(chǎn)生的緣由可劃分為加固體工后主固結(jié)緊縮量Sgh，下臥層工后主固結(jié)緊縮量Sxh、加固體和下臥層工后次固結(jié)緊縮量Sch三部分，即： 而每一部分工后緊縮量又可寫(xiě)成對(duì)應(yīng)的總緊縮量S*與變形比增量V*=V*x-V*j之乘積。*表示以上三部分中的一種，x表示大修或報(bào)廢時(shí)，j表示開(kāi)工時(shí)。因此工后沉降又可表示為：.1.3 按控制工后沉降進(jìn)展設(shè)計(jì) 帶來(lái)的影響 控制工后沉降進(jìn)展設(shè)計(jì)將帶來(lái)許多重要的變化，主要包括： 設(shè)計(jì)方法的變化。 變形和固結(jié)計(jì)算方法的提高。 計(jì)算范圍擴(kuò)展。 處置深度加大。 加固新型施工機(jī)械和施工工藝的開(kāi)展。

4、測(cè)試技術(shù)和工程質(zhì)量檢驗(yàn)技術(shù)的開(kāi)展。.1.4 排水固結(jié)加固 按控制工后沉降設(shè)計(jì) 為便于對(duì)問(wèn)題有明晰的認(rèn)識(shí)，先討論兩個(gè)實(shí)例。 例1 京珠高速公路廣珠東線堆載預(yù)壓實(shí)驗(yàn)段軟土厚度40m以上，長(zhǎng) 353.43m，地基分層見(jiàn)下表，設(shè)計(jì)路堤高度為3.85m，實(shí)踐填土高度5.18m(超載1.33m)。袋裝砂井梅花形布置，間距1.5m，直徑7.0cm，長(zhǎng)度15.0m，砂墊層厚度70cm，內(nèi)鋪兩層土工布。層號(hào)土質(zhì)稱號(hào)厚度m含水率%孔隙比塑性指數(shù)%緊縮系數(shù)MPa-1固結(jié)系數(shù)(103cm2/s1耕植土0.71.22淤泥8.416.068.31.8020.41.860.873淤泥夾細(xì)砂3.46.430.80.768.7

5、0.444.234淤泥質(zhì)粘土未穿透53.21.3716.61.0724.65堆載預(yù)壓實(shí)驗(yàn)路段地基分層情況.計(jì)算最終沉降量施工期18個(gè)月終了時(shí)開(kāi)工15年后推論：下臥層和次固結(jié)工后緊縮量是呵斥工后沉降過(guò)大的主要緣由；在軟土地基深沉的情況下，地面下15m軟土層的緊縮量在地基最終總沉降中是主要的。. 例2 北京珠海高速公路廣珠東線軟基真空結(jié)合堆載預(yù)壓實(shí)驗(yàn)路 段長(zhǎng)255m，地基分層見(jiàn)表4-2，設(shè)計(jì)路堤填筑高度在4.8m。實(shí)踐真空壓力80kPa，填土5.0m。砂墊層厚70cm，袋裝砂井梅花形布置，間距1.5m，直徑7.0cm，長(zhǎng)度20.0m。真空結(jié)合堆載預(yù)壓實(shí)驗(yàn)路段地基分層情況.施工期12個(gè)月終了時(shí)開(kāi)工1

6、5年后真空預(yù)壓除可縮短工期外，還能有效減小下臥層工后主固結(jié)沉降和次固結(jié)沉降。.控制工后沉降設(shè)計(jì)排水固結(jié)可按以下步驟進(jìn)展：用分層總和法計(jì)算各土層最終緊縮量。初定加固深度和間距等，分別用巴隆公式和太沙基公式等，計(jì)算施工期和大修期加固深度內(nèi)和下臥層固結(jié)度；按次固結(jié)實(shí)際計(jì)算次固結(jié)變形比。計(jì)算地基工后沉降。校核工后沉降能否在規(guī)定的值以內(nèi)，超出時(shí)加大加固深度重新設(shè)計(jì)。驗(yàn)算地基的穩(wěn)定性。.1.5 柔性樁復(fù)合地基加固 按控制工后沉降設(shè)計(jì)存在的問(wèn)題 對(duì)于柔性樁復(fù)合地基，按控制工后沉降設(shè)計(jì)的方法與排水固結(jié)方法中類似，但以下問(wèn)題亟待研討處理： 對(duì)加固體研討的重點(diǎn)應(yīng)轉(zhuǎn)移。 過(guò)去：加固體如水泥土的力學(xué)等方面的性質(zhì)及加固

7、體緊縮量的計(jì)算； 按控制工后沉降設(shè)計(jì)：重點(diǎn)研討處理地面荷載隨深度的應(yīng)力分散和加固體 底部的附加應(yīng)力計(jì)算問(wèn)題。只需處理了這個(gè)問(wèn)題后，才干處理下臥層緊縮量的計(jì)算問(wèn)題。加固體與下臥層的固結(jié)度計(jì)算實(shí)際和方法。必需開(kāi)發(fā)和運(yùn)用加固深度能到達(dá)25m左右的新的復(fù)合地基處置方法。.1.6 結(jié) 論 經(jīng)過(guò)以上討論，我們可以得到以下結(jié)論： (1)地基處置以控制工后沉降為目的是開(kāi)展的必然，一些新的地基處置技術(shù)將得到開(kāi)發(fā)運(yùn)用，真空結(jié)合堆載法和CFG樁復(fù)合地基法等現(xiàn)有方法也將因其在工后沉降小等特點(diǎn)而得到廣泛運(yùn)用。 2地基處置以控制工后沉降為目的將帶來(lái)科研、設(shè)計(jì)、施工及監(jiān)測(cè)等方面許多重要變化。 (3)對(duì)深沉軟土地基，下臥層主

8、固結(jié)和整個(gè)地基次固結(jié)工后緊縮量在地基工后沉降中占很大比例。應(yīng)加強(qiáng)對(duì)下臥層主固結(jié)和整個(gè)地基次固結(jié)的最終緊縮量及變形比隨時(shí)間變化的計(jì)算實(shí)際和方法的研討。 (4)為保證地基穩(wěn)定性和控制總沉降，目前對(duì)軟土地基進(jìn)展處置時(shí)加固深度普通定為1015m，在軟土較厚情況下加固深度不夠，導(dǎo)致下臥層工后緊縮量和地基工后沉降過(guò)大，因此加固深度必需加大。.第二部分軟土特性和豎井固結(jié)實(shí)際研討真空壓力卸載軟土地基變形規(guī)律思索軟土卸載再加載特性、流變性等改良軟土本構(gòu)模型豎井未打穿、粘彈性、成層地基固結(jié)實(shí)際非線性流變構(gòu)造性軟粘土彈塑性固結(jié)實(shí)際.2.1 真空壓力卸載軟土地基變形規(guī)律研討目的：軟土在球應(yīng)力卸載情況下變形的影響要素、

9、變形規(guī)律和變形計(jì)算方式，改良軟土本構(gòu)關(guān)系模型和沉降計(jì)算實(shí)際。 真空壓力卸載的物理本質(zhì)土體有效球應(yīng)力卸載卸載變形計(jì)算的根本實(shí)際土體復(fù)雜性三相散粒體；剪脹性；壓硬性；.球應(yīng)力卸載應(yīng)力應(yīng)變結(jié) 論.現(xiàn)有真空卸載回彈模量的計(jì)算方法.結(jié)論.軟土真空卸載變形規(guī)律的實(shí)驗(yàn)研討實(shí)驗(yàn)類型常規(guī)單向緊縮實(shí)驗(yàn)等向緊縮實(shí)驗(yàn)不同應(yīng)力途徑、應(yīng)力形狀的緊縮回彈實(shí)驗(yàn).常規(guī)單向緊縮實(shí)驗(yàn)結(jié)果.等向緊縮實(shí)驗(yàn)結(jié)果.典型實(shí)驗(yàn)曲線.不同應(yīng)力途徑應(yīng)力形狀緊縮回彈實(shí)驗(yàn)a. 實(shí)驗(yàn)儀器南京水科院土工所CKC三軸儀.b. 思索土體不等向性的等向緊縮和膨脹實(shí)驗(yàn)?zāi)M天然地基的K0應(yīng)力形狀. 在球形壓力卸除時(shí)有明顯的體積回彈，但軸向應(yīng)變減小卻很??；假設(shè)只按線

10、彈性實(shí)際來(lái)計(jì)算真空卸除的沉降回彈量是偏大的。.c. 思索不等向性的等向緊縮和不同剪應(yīng)力程度條件下的 等向膨脹實(shí)驗(yàn)?zāi)M真空和真空結(jié)合堆載預(yù)壓加固軟基時(shí)的真空卸載在球形壓力卸載段，體積應(yīng)變減小的同時(shí)軸向應(yīng)變反而繼續(xù)增大，驗(yàn)證工程景象，即在卸除真空壓力時(shí)地面沉降繼續(xù)開(kāi)展。真空卸載過(guò)程中，隨著卸載時(shí)剪應(yīng)力程度的提高，地面沉降將繼續(xù)增大，而這種景象只能夠在真空結(jié)合堆載預(yù)壓中出現(xiàn)。.實(shí)驗(yàn)研討綜合結(jié)論.2.2 思索軟土卸載再加載特性、流變性等改良軟土本構(gòu)模型1.建立卸載階段的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系；2.建立再加載階段的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系；3.思索土體流變性；4.思索土體損傷；建立改良的軟土本構(gòu)模型及有限元計(jì)算方法.建立豎井

11、未打穿軟土地基下臥層的近似計(jì)算方法。將現(xiàn)有豎井地基固結(jié)實(shí)際推行到豎井打設(shè)區(qū)和下臥層均為多層的情況，給出固結(jié)解答，并編制運(yùn)用程序，供工程應(yīng)用。豎井打設(shè)區(qū)固結(jié)速度明顯快于下臥層。思索土體粘滯性影響時(shí)，下臥層平均固結(jié)度均比線彈性情況下有所降低，下臥層下降幅度那么更大。下臥層尚未完成的主固結(jié)沉降和整個(gè)土體的次固結(jié)沉降是引起工后沉降的主要緣由，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)引起足夠注重。 2.3 豎井未打穿、粘彈性、成層地基固結(jié)實(shí)際.2.4 非線性流變構(gòu)造性軟粘土彈塑性固結(jié)實(shí)際研討意義土構(gòu)造性和流變性對(duì)固結(jié)有重要影響；土應(yīng)力應(yīng)變曲線、孔隙水壓力應(yīng)變曲線、固結(jié)緊縮曲線和強(qiáng)度包線等都與土構(gòu)造性有顯著關(guān)系。對(duì)Yin&Graham時(shí)

12、間線模型進(jìn)展修正，用修正后的模型建立一維固結(jié)方程，并給出成層地基一維彈粘塑性固結(jié)問(wèn)題半解析解，得出地基平均固結(jié)度計(jì)算表達(dá)式：研討成果. 根據(jù)Yin&Graham時(shí)間線模型，建立非線性流變和構(gòu)造性軟土一維彈粘塑性固結(jié)模型，經(jīng)過(guò)建立合理假設(shè)推導(dǎo)思索土構(gòu)造屈服應(yīng)力的屈服準(zhǔn)那么，新建模型思索構(gòu)造屈服應(yīng)力應(yīng)變率效應(yīng)、固結(jié)引起屈服壓力添加和延續(xù)或多級(jí)加載條件有效應(yīng)力、應(yīng)變和應(yīng)變速率變化等。根據(jù)Schertmann和Nagaraj等人實(shí)驗(yàn)成果，建立構(gòu)造性軟性土三段式緊縮曲線。利用改模型選擇合理構(gòu)造屈服應(yīng)力及緊縮性目的，提出擾動(dòng)及構(gòu)造性影響軟粘土及砂井地基固結(jié)度計(jì)算方法。.第三部分超軟路基排水預(yù)壓固結(jié)法實(shí)驗(yàn)研

13、討 研討內(nèi)容：深沉高含水量軟基中有效減少真空壓力沿深度傳送損失和提高深層加固效果的豎向排水技術(shù)；真空結(jié)合堆載預(yù)壓法減少工后沉降加固機(jī)理；真空結(jié)合堆載預(yù)壓加固深沉軟基的荷載傳送和工后沉降變化規(guī)律；真空結(jié)合堆載預(yù)壓加固深沉軟基下臥層固結(jié)度計(jì)算方法和工后沉降設(shè)計(jì)計(jì)算方法。.依托工程及設(shè)計(jì)方案：.3.1 不同豎向排水體真空度傳送規(guī)律、地基 變形規(guī)律和加固效果不同豎向排水體真空度沿深度衰減實(shí)測(cè)曲線.不同豎向排水體地表沉降實(shí)測(cè)曲線.不同豎向排水體地基深層沉降實(shí)測(cè)曲線.不同豎向排水體地基側(cè)向位移實(shí)測(cè)曲線.真空度從膜下到豎向排水通道的傳送過(guò)程中會(huì)逐漸衰減，其衰減程度與豎向排水體類型和材質(zhì)、豎向排水通道與上部砂

14、墊層的結(jié)合方式以及打設(shè)質(zhì)量有關(guān)。袋裝砂井中插設(shè)一定長(zhǎng)度小直徑軟管可將真空度有效傳送至地基深處，這種方案對(duì)于減少真空度的傳送損失，提高地基深層的真空壓力具明顯的效果。C型排水板和150mm寬塑料排水板本身的構(gòu)造和材質(zhì)優(yōu)于普通B型排水板，通水性能較強(qiáng)，地基深層板內(nèi)真空度衰減較小，宜在深沉軟基加固中推廣運(yùn)用。豎向排水通道不同，真空壓力的深層傳送損失不同，從而地基深層豎向位移和側(cè)向位移規(guī)律不同，軟基的加固效果也就不同。150mm寬塑料排水板在有效消除地基沉降，提高軟基深層加固效果，減少地基工后沉降方面要明顯優(yōu)于其它豎向排水體。研討結(jié)論.3.2 真空結(jié)合堆載預(yù)壓工后沉降規(guī)律研討京珠高速?gòu)V珠東線的實(shí)驗(yàn)研討

15、.1. 排水預(yù)壓法減少工后沉降機(jī)理 從土體單元緊縮方面進(jìn)展解釋；從地基沉降方面的解釋。2. 原有設(shè)計(jì)計(jì)算方法：分成總和法 缺點(diǎn)3.3 控制工后沉降適用設(shè)計(jì)計(jì)算方法研討.3. 改良后思索的要素 思索土體的非線性，采用雙線性模型，思索土體構(gòu)造性損傷；思索緊縮特性及平均固結(jié)度沿深度變化的影響；思索施工過(guò)程的影響；思索真空預(yù)壓和堆載兩種不同預(yù)壓方式的影響 ；4. 改良的工后沉降計(jì)算方法 選擇計(jì)算剖面；地基土分層；確定荷載施加方式及預(yù)估補(bǔ)方高度；計(jì)算預(yù)壓作用下各土層的有效應(yīng)力增量及最終荷載作用下的有效應(yīng)力增量；各級(jí)荷載作用下各土層的平均固結(jié)度計(jì)算；計(jì)算t時(shí)辰的沉降量和工后沉降量；.5. 根據(jù)實(shí)測(cè)沉降推求

16、工后沉降的方法 基于成層豎井地基固結(jié)實(shí)際的工后沉降預(yù)測(cè)方法.簡(jiǎn)化工后沉降預(yù)測(cè)方法.第四部分CFG樁復(fù)合地基加固高速公路深沉軟基技術(shù)研討 .研討內(nèi)容：深沉高含水量軟基中CFG樁成樁施工技術(shù)及加固效果驗(yàn)證；CFG樁復(fù)合地基減少工后沉降加固機(jī)理；CFG樁復(fù)合地基荷載傳送規(guī)律和工后沉降變化規(guī)律；CFG樁復(fù)合地基固結(jié)實(shí)際和工后沉降設(shè)計(jì)適用計(jì)算方法。依托工程及設(shè)計(jì)參數(shù)： 江蘇省淮鹽高速公路淮安段四標(biāo)K28+983.8K29+044.04，緊鄰永興特大橋西橋頭； CFG樁樁徑0.50m，三角形布置，樁長(zhǎng)17m，進(jìn)入下臥層約1m；頂部鋪設(shè)4050cm厚褥墊層。.4.1 CFG樁加固深沉軟基成樁技術(shù)與工藝控制參

17、數(shù)水泥：砂子：碎石：粉煤灰：水1：2.566：4.799：0.176：0.76混合料攪拌時(shí)間：不小于1min拔管速度：1.21.5m/min打樁順序：隔樁跳打成樁質(zhì)量良好.4.2 CFG樁復(fù)合地基變形、孔壓、樁土應(yīng)力分布、 承載力特性研討以及加固效果地表沉降實(shí)測(cè)曲線地基沉降穩(wěn)定后沉降量在10.0cm左右。采用CFG樁復(fù)合地基法加固橋頭軟基能有效減少路基沉降，以到達(dá)防止橋頭跳車景象的目的。 .地基深層沉降實(shí)測(cè)曲線在CFG樁長(zhǎng)范圍內(nèi)地基土沉降變化較為平緩，闡明CFG樁能充分發(fā)揚(yáng)全樁長(zhǎng)范圍內(nèi)的摩阻力，增大了荷載的傳送深度，能有效減少、消除地基的深層沉降，地基深層加固效果較好。開(kāi)場(chǎng)時(shí)加固區(qū)沉降量要明顯

18、大于下臥層的沉降量，隨著荷載的添加和時(shí)間的延伸，下臥層的沉降量在總沉降量中的比率越來(lái)越高，最終總的沉降量以下臥層的沉降量為主，闡明采用CFG樁處置軟基能有效減少、消除加固區(qū)軟土沉降量。.復(fù)合地基載荷實(shí)驗(yàn)曲線有/無(wú)墊層情況下復(fù)合地基承載力特征值在144kPa180kPa之間，滿足上覆荷載對(duì)地基的要求。褥墊層在CFG樁復(fù)合地基中作用明顯，對(duì)比兩次靜載實(shí)驗(yàn)結(jié)果，鋪設(shè)褥墊層之后復(fù)合地基承載力分別提高了20%1.8m間距和38%1.5m間距。.復(fù)合地基超靜孔壓散失曲線 地基土的孔隙水壓力隨荷載而變化，荷載施加過(guò)程中孔壓的變化與荷載相關(guān)，停荷階段孔壓逐漸散失 . 經(jīng)過(guò)改動(dòng)樁長(zhǎng)和間距進(jìn)展CFG樁復(fù)合地基室內(nèi)

19、模型槽實(shí)驗(yàn)，研討荷載沿樁長(zhǎng)傳送規(guī)律、成樁過(guò)程中由于外因呵斥土性變化規(guī)律，進(jìn)一步明確了CFG樁的任務(wù)機(jī)理與特性。4.3 室內(nèi)模型實(shí)驗(yàn)研討研討目的：.室內(nèi)模型平面布置.丈量安裝.實(shí)驗(yàn)結(jié)果圖表.研討結(jié)論.4.4 CFG樁復(fù)合地基數(shù)值計(jì)算方法.4.5 深沉軟基中CFG樁復(fù)合地基荷載傳送和變形規(guī)律復(fù)合地基豎向附加應(yīng)力分布.樁身豎向附加應(yīng)力分布樁間土豎向附加應(yīng)力分布.復(fù)合地基沉降規(guī)律加固區(qū)中心沉降最大，在加固區(qū)內(nèi)側(cè)沉降相對(duì)來(lái)說(shuō)較小，離加固區(qū)10m處土體甚至出現(xiàn)了隆起；在有CFG樁的部位，其頂面沉降量小于同高度土體的沉降量，而樁底部沉降量那么大于同高度土體的沉降量。反映了CFG樁的向上刺入和向下刺入作用；加

20、固層的沉降很小。而在加固區(qū)中心區(qū)域，下臥層的沉降那么較大，可見(jiàn)CFG樁復(fù)合地基的沉降主要是由于下臥層的沉降所引起。.復(fù)合地基程度位移規(guī)律 總的程度位移較小，不超越2cm。加固區(qū)及其影響區(qū)域10m以上土層均產(chǎn)生向路基中心的程度位移，在10m以下那么產(chǎn)生向加固區(qū)外側(cè)的程度位移。深層土體遭到較大的豎向緊縮，產(chǎn)生向外層的擠出變形。其特征與天然地基有較大差別。未經(jīng)處置的地基在堆載后往往會(huì)產(chǎn)生向外層的擠出變形，土層埋深越淺，程度位移越大，不利于整個(gè)地基的穩(wěn)定。經(jīng)過(guò)CFG樁加固的軟土地基，其程度位移分布規(guī)律與真空堆載結(jié)合預(yù)壓作用下的程度位移有點(diǎn)近似，有利于復(fù)合地基的穩(wěn)定。. 計(jì)算闡明，CFG樁沉管產(chǎn)生的超靜

21、孔壓隨著徑向間隔的增大呈對(duì)數(shù)衰減，其影響范圍約為3.5倍樁徑。 4.6 基于圓孔擴(kuò)張實(shí)際的CFG樁成樁效應(yīng)分析沉樁引起的超靜孔壓分布規(guī)律. 采用振動(dòng)沉管法施工CFG樁樁長(zhǎng)17m/樁徑0.5m/間距1.8m，樁間土擠密系數(shù)達(dá)0.49，闡明沉樁過(guò)程擠密效應(yīng)明顯 沉樁擠密效應(yīng)計(jì)算分析.4.7 CFG樁樁體初凝前后樁間土固結(jié)分析定解方程.求解條件求解方法及解析解.固結(jié)特性曲線.4.8 CFG樁復(fù)合地基固結(jié)實(shí)際研討 目前，對(duì)CFG樁復(fù)合地基固結(jié)過(guò)程的實(shí)際及計(jì)算研討甚少，可以說(shuō)幾乎沒(méi)有這方面的研討。 用CFG樁復(fù)合地基加固高速公路軟基，主要集中于橋頭或構(gòu)造物等行車重要路段，為到達(dá)有效消除橋頭跳車景象，確保

22、行車平安，對(duì)軟基工后沉降的要求較高。 開(kāi)展CFG樁復(fù)合地基固結(jié)實(shí)際的研討，摸清路堤施工過(guò)程中復(fù)合地基內(nèi)超靜孔壓的變化過(guò)程，對(duì)于準(zhǔn)確計(jì)算其固結(jié)沉降，預(yù)測(cè)其工后沉降，具有重要的指點(diǎn)意義和實(shí)際價(jià)值。研討意義：.計(jì)算模型：.加荷階段：式中：恒荷階段：解析解：以路堤逐級(jí)加荷下打穿軟土層為例.開(kāi)工后：工后階段：超靜孔壓的散失 .固結(jié)特性曲線：以路堤逐級(jí)加荷下打穿軟土層為例.4.9 控制工后沉降設(shè)計(jì)計(jì)算方法研討減少工后沉降機(jī)理樁承當(dāng)較多荷載，減小土體所接受的荷載，減小土體的緊縮量；經(jīng)過(guò)CFG樁對(duì)土體的擠密作用及對(duì)樁周附近土體的脫水作用等，改善周圍土體的顆粒大小及其物理力學(xué)性質(zhì)目的；上部荷載經(jīng)過(guò)CFG樁體傳送

23、至相對(duì)承載力較高、緊縮性較低的下臥層，在加固區(qū)土層緊縮量減小的同時(shí)，下臥層的緊縮量會(huì)相應(yīng)有所添加。.工后沉降計(jì)算方法.第五部分排水固結(jié)加固軟基新型排水資料運(yùn)用研討 . 在砂料緊缺昂貴的地域，探求性引進(jìn)新型排水資料替代砂墊層，以減少砂石用量、降低工程本錢、確保工程質(zhì)量。 對(duì)塑料盲溝、透水軟管等新型排水資料工程性質(zhì)進(jìn)展實(shí)驗(yàn)研討；加固效果的現(xiàn)場(chǎng)對(duì)比實(shí)驗(yàn)研討；施工技術(shù)與工藝研討；加固機(jī)理及效果的數(shù)值仿真分析。 研討目的和內(nèi)容：.將塑料盲溝、透水軟管等新型排水資料首創(chuàng)性地運(yùn)用于高速公路真空預(yù)壓加固軟基工程，其中的關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題將得以研討處理，為該項(xiàng)技術(shù)的推行運(yùn)用奠定了根底。針對(duì)砂石原料缺乏的地域，將塑料盲

24、溝、透水軟管等新型排水資料取代程度砂墊層，可降低工程本錢，方便施工，具有較好的經(jīng)濟(jì)效益。研討采用不同程度、豎向排水資料情況下軟基的變形規(guī)律及加固效果，完善排水加固的設(shè)計(jì)方法和計(jì)算實(shí)際。 創(chuàng)新點(diǎn)：.依托工程及設(shè)計(jì)方案 江蘇省連鹽高速公路鹽城響水二標(biāo)真空預(yù)壓路段.(1)經(jīng)濟(jì)性對(duì)比研討對(duì)塑料盲溝和透水軟管替代程度砂墊層技術(shù)進(jìn)展了經(jīng)濟(jì)性對(duì)比分析，結(jié)果闡明，采用塑料盲溝或透水軟管替代普通砂墊層作為程度排水體，可節(jié)省工程造價(jià)520元/m2，經(jīng)濟(jì)效益十清楚顯，其中采用透水軟管比塑料盲溝更能降低工程造價(jià)。膜下真空度上升情況對(duì)比研討 采用塑料盲溝或透水軟管替代砂墊層作為程度排水體，能保證抽真空后膜下真空度到達(dá)設(shè)

25、計(jì)要求，闡明塑料盲溝和透水軟管已具備了作為程度排水體的程度排水和傳送真空度兩大功能 .消除地基沉降對(duì)比研討 對(duì)砂墊層、塑料盲溝及透水軟管三種不同程度排水體路段地基沉降量消除情況進(jìn)展了對(duì)比分析，闡明三種程度排水體在消除地基沉降速率方面根本一致，采用透水軟管或塑料盲溝替代砂墊層作為程度排水體具備及時(shí)消除地基沉降的才干，完全能滿足在設(shè)計(jì)時(shí)間內(nèi)消除地基沉降量的軟基加固要求。 .透水軟管豎向排水加固效果研討 透水軟管作為豎向排水體能有效消除地基沉降，其地基加固效果要優(yōu)于C型板，這主要是由于透水軟管直徑大，濾膜浸透性好，通水才干強(qiáng)，真空預(yù)壓過(guò)程中在壓力差作用下孔隙水很容易進(jìn)入透水軟管被吸出，同時(shí)具有鋼絲彈

26、簧骨架構(gòu)造，抗側(cè)壓才干強(qiáng)，插入地基深處后不易被地基土體側(cè)壓力擠壓變形甚至出現(xiàn)縮頸景象，從而保證了預(yù)壓過(guò)程中真空度能順利沿透水軟管向地基傳送和良好的過(guò)水性能。 .新型排水資料加固效果檢驗(yàn)加固前后土性目的對(duì)比.加固前后原位測(cè)試對(duì)比.新型排水資料真空預(yù)壓數(shù)值計(jì)算研討 a.新型排水資料替代砂墊層或塑料排水板，其加固機(jī)理是一樣的，經(jīng)過(guò)加速土體排水過(guò)程到達(dá)消除地基沉降和提高土體抗剪強(qiáng)度。 b.新型排水資料替代砂墊層或塑料排水板，表現(xiàn)為排水邊境條件的改動(dòng)和排水體大小，浸透系數(shù)的改動(dòng)，依然可以經(jīng)過(guò)比奧固結(jié)實(shí)際進(jìn)展有限元數(shù)值模擬。軟式透水管替代砂墊層，膜下真空度上升時(shí)間可思索為10天，塑料盲溝可思索為16天。軟

27、式透水管替代C型塑料排水板，在進(jìn)展有限元計(jì)算時(shí)，可思索井徑為4cm，浸透系數(shù)為1.210-4m/s的透水資料。 c.實(shí)際分析闡明軟式透水管或塑料盲溝替代砂墊層后，土體平均固結(jié)度會(huì)有所減慢，但假設(shè)地基平均固結(jié)度達(dá)80%時(shí)，僅比砂墊層小2%，在工程上是可以接受的。利用軟式透水管替代塑料排水板，固結(jié)速度有所提高。假設(shè)地基平均固結(jié)度要求為80%，那么可提高10%。.第六部分預(yù)制預(yù)應(yīng)力管樁復(fù)合地基加固深沉軟基技術(shù)研討.研討內(nèi)容：深沉高含水量軟基中預(yù)應(yīng)力管樁加固效果驗(yàn)證；預(yù)應(yīng)力管樁復(fù)合地基荷載傳送規(guī)律和工后沉降變化規(guī)律；預(yù)應(yīng)力管樁復(fù)合地基沉降設(shè)計(jì)適用計(jì)算方法。依托工程及設(shè)計(jì)參數(shù)： 杭州灣跨海大橋南岸接線深

28、沉軟基處置實(shí)驗(yàn)段K118+556.5K118+623區(qū)段，屬K118+544中橋橋頭及錐坡路段； 預(yù)應(yīng)力管樁樁徑0.50m，三角形布置，間距3m，樁長(zhǎng)32m；每根樁頂部帶有1m1m0.3m的獨(dú)立承臺(tái)；上面鋪設(shè)0.5m厚的碎石褥墊層。.6.1 預(yù)應(yīng)力管樁復(fù)合地基加固效果研討地表沉降實(shí)測(cè)曲線地基沉降穩(wěn)定后最大沉降量在4.0cm左右。采用預(yù)應(yīng)力管樁復(fù)合地基法加固橋頭軟基能有效減少路基沉降。 .(2)孔隙水壓力變化曲線.6.2 數(shù)值計(jì)算方法計(jì)算模型將樁等效為墻體；由于荷載較小，樁體視為理想彈性體；土體采用Mohr-Coulomb模型 . 用模型對(duì)路堤荷載下管樁復(fù)合地基的受荷特性和沉降規(guī)律進(jìn)展了計(jì)算，得

29、到的樁土應(yīng)力比、沉降量等和實(shí)測(cè)結(jié)果一致。而后討論了不同樁長(zhǎng)、不同樁間距、不同褥墊層模量等要素的影響，結(jié)論如下： 褥墊層模量的影響對(duì)管樁復(fù)合地基樁土應(yīng)力比的影響最大，樁長(zhǎng) 改動(dòng)對(duì)應(yīng)力比的影響較小。樁土應(yīng)力比隨墊層模量的增大而增大，且添加幅度較大；樁間距變大，樁土應(yīng)力比變大；樁長(zhǎng)添加，應(yīng)力比值添加。 在不同樁長(zhǎng)、樁間距、荷載程度下，管樁都能通長(zhǎng)的發(fā)揚(yáng)樁身的側(cè)摩阻力。 在管樁復(fù)合地基沉降的影響要素中，樁長(zhǎng)的改動(dòng)對(duì)地基沉降的影響最大，樁長(zhǎng)添加，沉降量減小，且減小幅度較大。墊層模量對(duì)沉降的影響較小，墊層模量增大，沉降量減小，但改動(dòng)量很小。 管樁對(duì)于減小地基沉降量作用明顯，特別是對(duì)于加固區(qū)而言，相對(duì)天然地

30、基，緊縮量可以減小85以上。.6.3 管樁復(fù)合地基沉降計(jì)算方法研討管樁復(fù)合地基變形協(xié)調(diào)表示圖樁土應(yīng)力比計(jì)算公式加固區(qū)復(fù)合模量沉降量計(jì)算：分層總和法.第七部分砼芯砂石樁復(fù)合地基加固深沉軟基技術(shù)研討.砼芯砂石樁復(fù)合地基技術(shù)簡(jiǎn)介：綜合排水固結(jié)法對(duì)軟土本身加固效果顯著和預(yù)制混凝土樁強(qiáng)度高、質(zhì)量容易控制兩者優(yōu)勢(shì)，將兩種處置方法的優(yōu)勢(shì)充分發(fā)揚(yáng)、弱點(diǎn)相互抑制，提出國(guó)內(nèi)外首創(chuàng)地基處置新技術(shù)-混凝土芯砂石樁復(fù)合地基。它是采用振動(dòng)沉管適用于地基無(wú)硬夾層、軟土土質(zhì)普通脆弱或者長(zhǎng)螺旋適用于地基有硬夾層或軟土土質(zhì)非常脆弱方式成孔，孔中心設(shè)立預(yù)制直徑20cm左右或20cm20cm方形的預(yù)制鋼筋混凝土樁即復(fù)合樁體的芯，周圍

31、灌砂或碎石屑構(gòu)成樁的殼。為防止在上部荷載作用下混凝土樁產(chǎn)生向上的刺入破壞，成樁后可控制樁頂?shù)陀诘孛婕s50cm，用人工稍加修整后在樁頭上部即可構(gòu)成比混凝土芯砂石樁直徑稍大的圓錐形凹槽，灌入碎石壓實(shí)，隨后鋪設(shè)厚約50cm 的砂石墊層和12層的土工格柵，砂石墊層、土工格柵和混凝土芯砂石樁一同構(gòu)成復(fù)合地基。.原理：混凝土芯樁主要起接受豎向荷載的功能；樁的砂石殼主要起加大芯樁側(cè)壁摩阻力和豎向排水作用； 特點(diǎn) 芯樁是預(yù)制的，質(zhì)量容易控制，質(zhì)量檢測(cè)簡(jiǎn)單； 混凝土芯樁接受主要豎向荷載，樁端進(jìn)入下臥硬土層，全長(zhǎng)質(zhì)量均勻； 混凝土芯樁無(wú)須養(yǎng)護(hù)，節(jié)省檢測(cè)前的養(yǎng)護(hù)時(shí)間； 加固深度深，振動(dòng)沉管樁長(zhǎng)最大可達(dá)2530米，長(zhǎng)

32、螺旋成孔樁長(zhǎng)度最大可達(dá)3035米； 混凝土芯砂石樁強(qiáng)度較高，直徑50cm混凝土芯樁直徑20cm或20cm20cm方形混凝土芯砂石樁樁身平均強(qiáng)度約為34MPa，是水泥攪拌樁的38倍； 樁間土固結(jié)速度快，成樁施工擾動(dòng)引起的強(qiáng)度下降可以迅速得到恢復(fù)，樁間土擠密效果明顯，施工中相鄰樁之間相互影響??； 樁間土固結(jié)速度快，地面填土荷載由樁間土接受部分可以迅速轉(zhuǎn)化成有效應(yīng)力，軟土強(qiáng)度迅速提高； 由于樁間土成樁時(shí)的擠壓密實(shí)作用和承載后的固結(jié)密實(shí)作用而強(qiáng)度顯著提高，樁側(cè)摩阻力增大，樁的承載力隨填土高度增大而提高，單樁承載力估計(jì)是水泥攪拌樁的2.0倍左右； 成樁質(zhì)量受周圍軟土性質(zhì)如有機(jī)質(zhì)含量大小和強(qiáng)度高低影響小，加固深度較深，適用范圍廣； 在運(yùn)用地質(zhì)條件均答應(yīng)條件下，假設(shè)要求加固后