注浆沉降法建筑物纠偏加固机理与关键技术研究

结合用注浆沉降法并辅以高压旋喷注浆对某小区典型不均匀沉降建筑物进行纠偏和地基加固的工程实例,着重分析了注浆沉降法纠偏加固的技术原理,并讨论该工法的控制要点;对注浆浆液配合比、注浆孔平面位置、加固深度、注浆量、注浆压力、高压旋喷注浆等设计参数的影响进行了研究探讨,提出加强纠偏加固施工动态控制的重要性。研究和工程实践表明,用注浆沉浆法并选用合适的注浆参数进行建筑物纠偏和地基加固,能使建筑物不均匀沉降得到调整的同时,复合地基承载力得到提高,具有较好的建筑物纠偏和地基加固效果。     

旋喷群桩复合地基承载特性的数值分析

旋喷桩加固软土地基在各种地基处理工程中得到了广泛应用。对旋喷桩的研究多数集中在其施工工艺的改进上,或者针对单桩的承载特性进行研究,而对旋喷群桩的承载特性则研究不多。根据工程实际情况,采用基于MIDAS-GTS的三维有限元分析技术,通过改变旋喷群桩的布置方式、桩弹性模量、桩长、桩径、桩距等设计参数及桩-土接触面等参数对旋喷群桩复合地基承载特性的影响进行了研究。研究表明：旋喷桩加固软土地基主要减小了地表至桩底深度范围内土体的竖向沉降,对桩底下方的土体沉降基本无影响;提高旋喷桩桩径及材料强度会提高复合地基承载能力;不同旋喷桩布置方式、桩-土之间是否设置Goodman接触面单元对地基承载能力基本无影响。     

复杂岩溶地区CFG桩与高压旋喷桩复合地基的应用

CFG桩与高压旋喷桩复合地基广泛应用于土木工程各个领域,但在桂林岩溶地区将CFG桩与高压旋喷桩结合来处理复杂地基的实例相对较少,两种桩之间共同作用机制尚不十分清楚。通过对CFG桩与高压旋喷桩组合型复合地基分析及工程实例验证,认为最大限度地发挥CFG桩和高压旋喷桩的优点,软弱地基的承载力能得到大幅度提高。对深部存在的软弱层,采用高压旋喷桩加固,能使地基变形得到有效控制,特别是在复杂岩溶地区,在基岩面高低错落、起伏大、溶沟(槽)陡倾的情形下,高压旋喷桩与CFG桩有机结合,其复合地基具有质量可靠、造价经济、工期可控等优点。      

高压注浆加固造成铁路路基隆起的原因分析

高压旋喷法施工造成路基、地面抬升,是地基处理过程中较常见的现象。分析上海地铁9号线高压旋喷施工造成铁路路基隆起的工程实例,将路基变形过程和注水试验进行对比,得出了注浆过程满足土体注水膨胀原理;同时由于桩周产生的压力远大于土体所能承受的孔隙水压力,使破坏的土体挤压进路基底部,加大了隆起量。通过调整施工参数,可改变土体注水膨胀的本构定律与桩周压力公式中相关变量,从而减小隆起量;并提出了调整施工进度、工艺等相应的处理方案。     

济南西客站站房基坑降水对京沪高铁路基沉降影响分析

工程上通常用降水的方法来保证基坑开挖的顺利进行,但是基坑降水会改变基坑周围土的工程性质,所以基坑周围的建筑物必然会受到很大影响,如出现不均匀沉降、建筑物开裂等。济南西客站站房基坑施工降水对其附近的京沪高速铁路路基的沉降产生了很大影响。本文针对此问题,基于在宽大站场条件下基坑降水对其周围的桩板复合地基沉降影响的理论尚未成熟,对基坑降水对复合地基沉降的影响进行了研究。本文选取济南西客站断面DIK419+250作为研究对象,现场采用沉降板进行路基表面的沉降变化监测,采用分层沉降仪进行路基深层土层的沉降变化监测,采用剖面沉降管进行路基横断面的沉降变化监测,并将各监测结果整理得出站房基坑降水对高铁路基表面沉降的影响、对路基深度方向土层沉降的影响、对路基横断面方向沉降的影响; 又根据现场的工况采用有限元软件进行数值模拟计算分析; 最终将数值模拟计算结果与现场监测所得结果进行对比,总结了基坑降水对复合地基沉降的影响。通过对比分析结果得出以下结论:(1)复合地基的加固会使路基沉降受基坑降水的影响减小; (2)复合地基的变桩长区域受基坑降水影响较大; (3)基坑降水对路基加固区沉降的影响大于对下卧层沉降的影响。     

侧向辐射注浆技术处治现役高速公路沉降分析

以连-盐(连云港-盐城)高速公路灌云段为对象,在不影响正常通车的情况下采用侧向辐射注浆技术进行路基加固处理。针对侧向辐射注浆路基加固机制的问题,利用ABAQUS有限元建立数值模型,通过对比有限元计算的注浆加固过程路面隆起、注浆后路面沉降、土体侧向位移和超静孔压与现场试验的测量值,验证了数值模型的可靠性。基于数值模型开展参数分析研究,研究结果表明,侧向辐射注浆技术能够有效地控制现役高速公路的沉降变形,试验路段注浆加固减小沉降达5 cm;注浆率是影响路面隆起量并提高土体压缩模量的主要参数,最终沉降随注浆率增大而线性减小;当注浆土体力学指标较大时注浆加固土体的效果会减弱,但不会对注浆隆起量造成明显影响;对路基的加固时间越早,注浆加固控制沉降的效果就越明显;侧向注浆侧向辐射注浆技术简便,施工过程不影响高速公路正常通车,在控制现役高速公路沉降治理时有较大优势。     

病害路基地基加固处理工程实例

针对胶济客运专线某段路基沉降加大的状况,提出以潜孔钻机开孔、以高压旋喷注浆加固地基的方案。在施工过程中,对高压旋喷注浆的工序进行合理打破常规的优化,既保证了既有铁路的运营安全,也保证了处理线路的质量,有效解决了本工程的难题。优化后的方案经过实践的检验,有进一步研究分析和推广的价值。     

单管分喷旋喷注浆成桩技术

高压旋喷注浆成桩是一门新发展起来的软地基加固技术，它既能提高在粘土、亚钻土、砂类土及人工填土和淤泥层等软弱地基的承载力，又可对旧有建筑设施的地基产生不均匀沉降进行补强处理，受到建设单位的普遍好评。     

改扩建软土路基的变形分析与控制对策

针对典型公路的改扩建工程,通过现场原位试验对比研究了新老路基地基土体的差异性,老路基土体力学性质整体好于新路基,但这种差异主要表现在浅部一定深度范围内,且随老路堤高度增加而增大,超过这一深度范围后,新老路基土体力学性质差异不大。借助数值预测方法,分析了拓宽路基在运营期的沉降变形和可能引起的路面病害。结果表明:未经处理的软土地基会引起路基较大的工后变形,同时带动老路基产生固结沉降,影响新修路基的稳定性;而新老路基土刚度差异较大时,易导致新老路基产生过大的差异沉降。防治工程病害的关键在于提高路基的整体强度和稳定性以及新老路基的变形协调控制。     

内宜高速公路K96+800～K99+380段路基病害成因及防治方法探讨

内宜高速公路K96＋800－K99＋380路段穿越多个山丘和谷地。自1998年路基建成以来，该段路基发生过量沉降及侧向挤出坍滑等病害，主要原因是路堤填筑土高度和厚度大，下伏淤泥质土孔隙比大，加之路堤施工速度快，附加剪应力高，荷载宽度大等。采取压浆和旋喃及粉喷桩相结合的处理工程，即上部填筑土体系采取压浆加固，下部淤泥质土等采取旋喷及粉喷桩加固，不仅可提高地基土的密实度，也可防治路基的侧向塑性挤出和坍滑。     

红层泥岩半刚性基床结构动态变形试验研究

高速铁路要为列车的高速行驶提供一个高平顺性和稳定性的轨下基础,而路基作为轨道结构的基础,必须具有强度高、刚度大、稳定性和耐久性好的特性。由于红层泥岩属于软岩,工程稳定性差,以红层泥岩作为基床的填料,其刚度明显不足,所以为了弥补基床表层的不足,在其顶部添加一层水泥稳定级配碎石。为了验证这些措施的效果,以便指导工程设计和施工,通过足尺动态模型试验,模拟在实际荷载条件下基床的动态变形特性,结果表明,采用水泥稳定级配碎石作为基床表层填料,静态变形明显降低,能够大幅降低动荷载作用时的动变形,减少了基床结构的永久变形,增强了轨道结构的稳定性。     

高压旋喷桩与倾斜锚固桩在加固岩溶强烈发育地基中的应用

以中国人民银行怀化分行营业大楼为例,探讨高压旋喷注浆技术和倾斜锚固技术在加固岩溶强烈发育地基中应用的基本工艺,该工程基础原设计为冲击成孔嵌岩灌注桩,因岩基中溶洞发育,在中南部还存在一个深度超过100m的大型溶槽,岩面起伏极大,施工和成桩困难、进度极慢,造价较高,针对上述实际情况,为减小施工难度,加快施工进度,降低造价,改用高压旋喷桩加固土体地基及倾斜锚固桩处理大型溶槽,并取得了良好的效果.     

季节冻土区高速铁路防冻胀路基保温强化特性研究

季节冻土区路基的冻胀变形影响高速列车的运行速度、行车安全。以普通级配碎石路基结构为原型,建立轨下基础热-力耦合模型和路基结构外力作用模型,通过温度场和变形场的现场监测数据、力学特性计算的文献资料验证了模型的可靠性。在此基础上建立水泥稳定碎石路基、保温强化层+级配碎石路基、保温强化层+水泥稳定碎石路基3种防冻胀路基模型,计算冻胀变形和受力特性。结果表明：保温强化层和水泥稳定碎石填料均有效减小了路基的冻胀变形,其中保温强化层+水泥稳定碎石路基的冻结深度和最大冻胀量最小,分别为0.8 m、1.585 mm;保温强化层可减小基床表层竖向应力,且弹性模量较大的水泥稳定碎石可加速竖向应力的衰减,使得基床底层承受应力减小。保温强化层+水泥稳定碎石基床表层结构可为季节冻土区高速铁路路基结构的选型提供参考。     

低围压循环荷载作用下饱和粗粒土的动力特性与骨干曲线模型研究

基床层是铁路路基的核心组成部分,一般为粗颗粒土,厚约2.5～3.0 m,长期直接承受行车荷载的反复作用,其在动载反复作用下的变形特性是评价路基工作性能的关键要素之一。为研究粗粒土在列车循环荷载作用下的应力-应变特性,开展了一系列应力控制的单向循环加载大型动三轴试验,模拟列车动载和路基粗粒料填筑实际情况,包括不同动应力幅值（模拟不同列车轴重）、不同围压（模拟不同埋深）的动三轴持续振动试验。结果表明,在循环荷载作用下,土体刚度变化与振动次数、围压关系密切。根据动应力幅值大小的不同,循环荷载作用下饱和粗粒土的动应变随振次的发展形态可分为3种类型：稳定型、破坏型和临界型。根据试验所得出的动应力-应变关系曲线特点,建立了含围压和循环振次的骨干曲线模型。与传统的骨干曲线模型相比,该模型能反映土体刚度随循环振次的变化,更能反映列车往复作用的实际情况;同时该模型能用于估算路基土体动强度,对铁路路基核心层的动力变形稳定性评价和基于动力变形控制的路基设计具有参考价值。     

基坑开挖对邻近铁路路基变形影响与控制

以某紧邻既有铁路线的基坑工程为依托,基于现场实测数据,分析了路基与基坑的变形规律、沉降原因和控制措施。结果表明,受列车荷载与渗漏水影响,路基沉降在坑底旋喷加固和施工冠梁、混凝土撑期间迅速增加,形成了长约50 m、最大沉降95 mm的沉降槽,60%以上的路基在该阶段的沉降增量占阶段累计沉降的70%以上,而地表沉降多小于20 mm,约为开挖深度的2.4‰;路基沉降槽处坑外横断面地表沉降呈“凹槽形”,在路基处沉降最大。在坡顶进行双液注浆能够控制地表与路基沉降,减少后续开挖施工对路基的影响,但注浆施工易导致边坡变形突变,尤其是向坑内的水平位移,不利于边坡稳定和铁路安全。     

水库围堤地基液化段抗震加固效果的数值分析

对某已建水库围堤基础液化段,采用FLAC 3D软件进行了数值模拟研究,对高压旋喷墙加固效果进行了分析评价,论证了高压旋喷墙加固方案的合理性和可靠性。分析结果表明,围堤基础部分土层有液化趋势,土体会产生较大的侧向变形,进行围堤基础加固很有必要。高压旋喷墙很适合对该水库进行除险加固,加固后的围堤基础液化段的应力和变形都在允许范围之内,能够保证水库的安全运行,这为已建水利工程的维修加固提供了技术依据。     

无砟轨道聚氨酯碎石防水联结层单元模型试验研究

基于无砟轨道基床表层水力损伤病害产生机制,提出一种在基床表层上设置聚氨酯碎石防水联结层的水力损伤控制措施。通过建立级配碎石组(J-0)、透水型聚氨酯碎石组(J-5)及致密型聚氨酯碎石组(J-10)3组试验模型,研究聚氨酯碎石防水联结层的静动力特性、疲劳特性与防水特性。结果表明：静力加卸载作用下,J-10残余应变为2.6×10–6,最大位移约为1.0 mm,与下部基床表层级配碎石层变形适应性良好,耗能效果明显,在列车动力荷载水平作用下,可减小基床表层动变形与动应力幅值,增大动应力扩散范围;在长期动力循环荷载作用下,J-0与J-5在注水后结构层动力响应显著增大,而J-10动力响应在加载次数1～2万次后基本保持稳定;试验过程中J-10能够有效防止水分进入基床表层级配碎石层,而J-0与J-5水分不断下渗,引起级配碎石细颗粒损失。研究成果对整治多雨地区无砟轨道基床表层水力损伤病害具有重要的应用价值。