砂垫和砂井结合处理软粘土地基的探讨

本文主要介绍:在近期海相沉积的软粘土层上,采用砂垫和砂井结合(即混合砂地基),上部结构施工前不进行堆载预压的办法,修建多层砖房的设计和施工。1979年夏动工,1981年冬竣工交付使用,近三年来使用情况良好,未发现异常变形,达到预期效果,施工简便,经济效果显著,是砂井排水固结处理软粘土地基,应用在房屋建筑上成功的一例。     

水上施工砂桩的工程质量控制

通过对上海救捞局福州救助站码头迁建工程水上施工大口径砂桩的实践,阐述了使用砂桩改善软弱粘性土地基的施工工艺,总结水上施工大口径砂桩的工程质量控制,以及处理方法。     

桩基施工对邻近顶管隧道的扰动影响

长江漫滩沉积软土为第四系以来新近河流漫滩相沉积物,成分以粉质黏土、粉细砂、细砂为主,表现为高压缩性、低强度、易触变,在长江漫滩相软土地基上兴建高速公路、高速铁路等基础设施,需要对软土地基进行加固处理。地基处理施工引起长江漫滩相软土产生类似于液化的“触变”现象,导致软土地基产生灾变破坏。本文依托南沿江高速铁路软土地基处理工程,对水泥搅拌桩施工引起的长江漫滩相软土地基灾变现象进行总结,软土地基灾变现象主要为搅拌桩顶下沉、搅拌桩钻芯孔内喷水冒浆、地基开裂破坏和地基沉降大且速度快,沉降不收敛。针对长江漫滩相软土地基处理的水泥搅拌桩施工,通过现场监测软土的土压力、超孔隙水压力和深层水平位移,评价搅拌桩施工对软土的影响程度,提出长江漫滩相软土地基灾变的判据,分析软土物理力学性质的变异特性。     

上海软土地区多层建筑物长期沉降特性

通过对50幢多层建筑沉降观测资料的分析,研究了上海软土地区多层建筑的长期沉降。对竣工以后的观测数据采用指数模型进行回归分析,可以反映软黏土的流变特性,较好地模拟建筑物后期的沉降发展过程,从而预测得到最终沉降量和沉降稳定时间。根据指数模型的分析结果,并引入地基压缩层内的软黏土厚度所占比例的概念,研究了多层建筑长期沉降与地基土层特性的关系。结果表明,最终沉降和沉降持续时间随着软黏土厚度比例的增加而增大,竣工时沉降占总沉降的比例随着软黏土厚度比例的增大而下降,并且具有线性关系。     

软土地区紧邻既有建筑物地库深大基坑支护设计与分析

上海地区③层淤泥质粉质黏土和④层淤泥质黏土具有含水率高、流塑状态、高压缩性和强度低的特点,属于典型的软土分布区。结合工程实例,介绍了软土地区临近既有建筑物地库的深大基坑工程的设计要点,并通过理论计算、数值模拟和实施过程的监测进行对比分析。结果表明:对于软土地区深大基坑,通过围护结构形式、支撑体系的合理选型,正确制定地下水处理方式和施工工况,并加强基坑实施的过程控制,可以保证基坑本身及周边环境的安全。可为软土地区同类基坑工程的设计和施工提供参考。     

Dynamic Properties of Soft Clay and Loose Sand from Seismic Centrifuge Tests

Appropriate evaluation of shear modulus and damping characteristics of soils subjected to dynamic loading is key to accurate seismic response analysis and soil modeling programs. Dynamic centrifuge experiments were conducted at C-CORE (Memorial University of Newfoundland) centrifuge center to investigate the dynamic properties and seismic response of soft clay and dry loose sand strata. Soft clay with shear strength of about 30 kPa and well graded silica sand at about 35% relative density were employed in a rigid container to simulate local site effects. Several earthquake-like shaking events were applied to the model to evaluate variation of shear modulus and damping ratio with shear strain amplitude and confining pressure, and to assess their effects on site response. The estimated modulus reduction and damping ratio were compared to the predictions of empirical formulae and resonant column tests for both soft clay and loose sand. The evaluated shear modulus and damping ratio were found to be dependent on confining pressure in both soil types. Modulus variation in both soils agreed well with the empirical curves and resonant column test results. However, the sand modulus values were slightly higher than the empirical relations and resonant column tests. This discrepancy is attributed to higher stress and densification of sand during large amplitude shaking applied to the model. The damping ratio at shear strains lower than 0.5% was in reasonable agreement with the empirical curves and the resonant column tests in both clay and sand models, but was generally higher at shear strain larger than 0.5%.     

组合桩在唐山沿海地区的试验应用

唐山沿海地区由于自然历史原因造成土体结构与内陆地区相差甚远,土体结构多层,且上部以软弱粘性土、砂类土为主,使得单一桩型成本较高、效率低、施工难度大且易造成环境污染。针对这些问题并结合本地区地层,设计试验了一套粉喷桩和预应力混凝土管桩相结合的柔刚组合桩施工方法,降低了施工难度、提高了效率、降低了成本,实现桩基施工无泥浆排放的节能环保示范,为类似地区地基基础工程施工提供了借鉴和参考。     

动力排水固结法的加固机理及工艺特征

在分析动力排水固结法加固软粘土地基的机理和特点的基础上,提出了适用于处理软粘土地基的动力排水固结法施工工艺。     

Sand–Attapulgite Clay Mixtures as a Landfill Liner

Absrtract This paper investigates the potential use of sand–attapulgite (palygorskite) mixtures as a landfill liner. The sand and attapulgite clay used in this study were brought from Wahiba (eastern Oman) and Al-Shuwamiyah (southern Oman), respectively. Initially the basic properties of the sand and clay were determined. Then the attapulgite clay was added to the sand at 5, 10, 20 and 30% by dry weight of the sand. The sand–attapulgite clay mixtures were subjected to mineralogical, chemical, microfabric and geotechnical analyses. The X-ray diffraction (XRD) qualitative analysis showed that attapulgite is the major clay mineral. The chemical compounds, exchangeable cations and cation exchange capacity (CEC) for the␣samples were determined. The CEC for the sand–clay mixtures is low but increases with the increase in clay content. The scanning electron microscope (SEM) examination showed that the addition of clay developed coating between and around the sand grains which results in filling the voids and reducing the hydraulic conductivity of the sand–clay mixtures. The hydraulic conductivity values for the pure clay and sand + 30% clay mixture prepared at 2% above optimum water content are slightly higher than hydraulic conductivity requirements for landfill liners but can be acceptable. The geotechnical study which included grain size distribution, Atterberg limits, specific gravity, compaction, hydraulic conductivity and shear strength tests showed that the sand+30% clay mixture prepared at 2% above optimum water content can be considered to satisfy the requirements for landfill liners. For all sand–clay mixtures no swelling was recorded and the addition of clay to the sand improved the shear strength.     

大型石化地基振冲碎石桩处理现场试验研究

针对大型炼厂工程地基处理的复杂性,开展了振冲碎石桩的现场试验。利用静力触探试验检测桩体密实度和判别饱和砂土液化。基于旁压试验、标准贯入试验和重型动力触探试验结果,分析了施工前后地基承载力和土体工程特性变化情况。以单桩和复合地基载荷试验结果验证了桩间土、单桩及复合地基的承载性能。研究结果表明,振冲碎石桩对桩长范围的砂土具有明显的挤密效应,工程特性和场地的均匀性在处理后有了明显改善和提高,有效地消除了桩长范围内砂土的液化可能性。静载荷试验结果表明,振冲碎石桩复合地基承载力能达到设计要求;振冲碎石桩对砂土层下卧黏性土层的加固作用不明显,部分深度范围内土体强度降低;当地面以下10 m内不存在厚度大于5 m的软土夹层时,较薄的软土夹层状对挤密加固其余深度的砂土未产生明显影响,对地基承载力影响亦较小。     

土钉墙在超软地基基坑支护中的应用

在论述宁波市区软弱地基特征及基坑支护结构现状的基础上,分析了采用土钉墙支护结构支护深度6.0 ~7.0 m软弱基坑的可行性。在镇海炼化工程的超软弱地基中,用土钉墙来支护深度为6.0 m的基坑,并获得成功,开辟了用土钉墙支护宁波软弱基坑的先例。由于宁波软弱地基的特殊性,应对土钉墙实施过程中可能出现的问题进行预测和预防。详细地介绍了土钉墙设计施工的经验和教训,并提出了适用于宁波软土基坑的土钉墙基坑支护型式。由于土钉墙基坑支护结构的经济合理性,可以在宁波市区的基坑支护中推广应用。     

重庆上界高速公路E1合同段软基处理施工与评价

重庆上界高速公路E1合同段所经路线位于重丘区，冲坳沟多。且地表多为水田、鱼塘、藕池，常年积水，沟谷中多为低液限粘土。厚度3～10m不等。粘土多呈可塑状，部分为软塑状，含水量大，孔隙比高，压缩模量小，沉降量大、承载力小，属于软弱地基。高填方路基和部分涵洞位于软基上，设计采用碎石桩进行处理。本文就碎石桩施工工艺、施工控制指标以及施工后效果进行分析与评价。     

动力排水固结法加固浦东机场促淤地基试验研究

基于浦东国际机场快件处理中心促淤场地的加固处理实践,介绍采用动力排水固结法处理促淤饱和软粘土地基的工艺对吹填粉细砂上试夯区的试验研究,结果表明采取低能量“少击多遍”的强夯施工工艺,并辅以竖向塑料排水板的方法来加固处理饱和促淤软粘土是可行的,促淤地基的力学性能和变形性能显著提高,并实现了用吹填粉细砂代替中粗砂作为强夯垫层,大大降低了工程成本。通过对大面积强夯施工处理效果的检测表明,动力排水固结法加固处理促淤地基效果明显。     

排水板和砂井联合堆载预压加固海相软土地基的工作性状的现场试验

针对场地内夹杂岸堤、塘埂和人行道路网的深厚海相软土地基处理,提出塑料排水板和袋装砂井联合堆载预压加固方法,并通过现场试验研究该类地基在路堤填筑及堆载预压过程中的地表及深层沉降特性、超孔隙水压力消散机制和地基水平位移规律等工作性状。结果表明,采用该方法处理深厚海相软土地基具有良好的加固效果,地基沉降大部分在填筑期和预压期间发生,有效降低了场地的工后沉降和施工工期,可为沿海深厚复杂海相软土地基加固处理提供参考;塑料排水板和袋装砂井联合堆载预压处理地基的沉降-时间曲线呈多级式发展,袋装砂井处理部位的沉降量小于塑料排水板处;软基上部土体的排水效果明显优于中、下部土体,排水板处理区域的超孔隙水压力大于砂井处理区域;软基顶部土体向堆载区域移动,地表3 m以下的软土层被挤向堆载处理区域外。     

钢管桩加固软土地基的数值模拟分析

针对广乐高速公路先行段,分别建立天然软土地基和钢管桩处理地基的两种平面应变有限元模型。通过施工阶段分析,分别计算得出在两种条件下地基在路堤施工过程中每阶段的位移场和应力场。通过对比分析揭示钢管桩加固软黏土地基的机理。结果表明软土地基经过桩处理后的整体性得到改善,桩通过承担很大的上部荷载减小了软弱土层的受力进而减小地基变形。此外,路堤中心处土层的应力和变形均较大,从经济角度考虑,可在路堤中心小范围内加密桩,两侧减少桩。     

软粘土层上的油罐差异沉降

根据某一大型油罐软基加固处理工程方案设计和优选需要,按照离心模型相似律,开展了三组模型试验,分别模拟了天然地基、土工合成材料袋装碎石垫层和既在填土层中设置袋装碎石垫层又在淤泥质粘土层设置土工合成材料排水板三种情况,以研究这一加固布置形式对减小高压缩性软土层地基上油罐罐底的差异沉降效果反应。模型油罐地基采用原型土重塑制备,现场土工合成材料袋装碎石采用柔性机织玻璃纤维细管塞装粗砂条模拟,并在不停机运转条件下模拟了多次充放水预压加载。试验结果表明,油罐软弱地基经土工合成材料袋装碎石加固后,罐底总沉降值和差异沉降值均明显小于天然地基情形下对应的沉降值,罐底畸变得到显著减小,就本文所述的土质条件、土层厚度和预压荷载强度,地基经加固处理后,油罐罐底畸变减小了近50 %。最后就土工合成材料在加固油罐地基布置形式的合理性进行了初步探讨。     

Effects of base geogrid on geocell-reinforced foundation beds

The effect of a base geogrid layer below the geocell mattress in sand, sand overlying soft clay, and soft clay foundation beds has been studied using a series of laboratory scale load tests. A rigid circular model footing was used to apply static monotonic loading on the foundation beds with and without geocell reinforcement. The model test results show that the provision of an additional layer of planar geogrid at the base of the geocell mattress further increases the performance of the footing in terms of bearing capacity and reduction in surface heave of the foundation bed. It is also observed that the beneficial effect of the base geogrid layer becomes negligible with increasing height of the geocell mattress beyond the influence of the depth of the footing. Strain measurements in the base geogrid layer indicate that it is more effective with the limited heights of the geocell mattress. The earth pressure cells embedded in the subgrade soil provide evidence that when the base geogrid is provided below the geocell mattress, the footing pressure is distributed more uniformly over an extended area.     

辽宁石佛寺水库砂土液化处理试验

石佛寺水库工程建筑物区主要工程地质问题之一为砂土液化问题。在主坝轴线上选取适当部位进行几种液化处理方案的试验,为检测液化处理效果进行了地基加固处理前后密实度分析和加固处理后地基土地震液化特征分析与评价,对比几种方案的可行性,最终选择解决场区饱和砂土液化的最优方案。     

不同荷载模式作用下双层软黏土地基压缩特性研究

天津滨海吹填场区典型的“上软下硬”的双层软黏土地基具有复杂的物理性质和工程特性,其在不同荷载作用模式下的变形特性有所不同,在工程实践中往往会产生较大的工后沉降和不均匀沉降,从而导致修建于其上的建筑物出现诸多工程问题。现阶段对于不同荷载作用下吹填场区形成的“上软下硬”双层软黏土地基的变形特性及机理研究甚少,导致理论研究远远落后于工程实践,制约了吹填场区经济建设的快速发展,因此对此类地基的变形特性展开研究显得尤为重要。基于此,本文针对吹填场区“上软下硬”的双层软黏土地基,开展了反复荷载和恒定荷载作用下的一维固结试验和扫描电镜试验(SEM),得到了不同荷载模式作用下的压缩特性及其微观机理,为吹填场区双层软黏土地基变形模型建立及长期工后沉降预测提供理论依据。研究表明:双层软黏土地基的压缩系数和固结系数在反复荷载作用初期明显减小,而后缓慢减小直至趋于稳定; 与反复荷载相比,恒定荷载作用下试样的压缩系数初期值增加,固结系数初期值减小,其变化量均在40% ~50%的范围内; 当荷载等级一定时,反复荷载作用引起双层软黏土地基产生的沉降量相比于恒定荷载作用多30% ~45%; 随着荷载等级的增加,土样内部大孔隙受到挤压而减少,孔隙的圆度和定向性加强,土体结构更密实,均一化程度提高; 相比于恒定荷载模式,反复荷载作用下土样内部孔隙形状更接近于圆形,孔隙定向性更好,土体内部结构强化程度大,但有序性相对较差。     

地面物探在岩溶地基工程勘察中的应用——以桂林某花园综合楼为例

岩溶地区工程建筑地基的地质情况比较复杂,存在土洞、软土等工程隐患。常规工程勘察手段,由于其自身的局限性,很难一一查清这些隐患的分布特征。地面物探是一种较为省时省力的工程辅助勘探方法。但物探方法有多种,在选用时,必须根据场地条件、探测目标、方法性能及工作成本等来综合考虑,选择适用的方法(或方法组合) ,才有可能取得令人满意的探测效果。桂林某花园综合楼地基主要以红粘土为主,软土、土洞发育,红粘土之下,桂林组灰岩表面起伏强烈,溶洞发育。根据场地地质特征及基坑开挖特点,本勘察采取浅层地震折射、反射波法,并配合高密度电阻率测量,较好地查明了场地软土和土洞的分布位置,为综合楼的地基处理提供了可靠的地质依据。