加強型袋裝砂井綜合治理可液化砂土--淤泥質(zhì)軟粘土互層地基機理研究.pdf

1、加強型袋裝砂井是廣東省航盛建設(shè)集團有限公司巖土分公司的實踐專家學(xué)者為綜合處治汕(頭)-揭(陽)高速公路大量存在的可液化砂土-淤泥質(zhì)軟粘土互層地基(可液化砂層-淤泥質(zhì)軟粘土層-可液化砂層互層地基或淤泥質(zhì)軟粘土層-可液化砂層-淤泥質(zhì)軟粘土層互層地基)而提出的新方法。論文采用室內(nèi)試驗、工程試驗、理論推導(dǎo)、數(shù)值模擬等方法對其機理進行了研究。
　　 通過振動直剪試驗和振動液化等試驗，分析了振動對砂土強度的影響規(guī)律、孔隙水壓力的變化規(guī)律與液

2、化機理，得出：①由于振動作用，ψ值一般降低1°～3°，c值減少50％以上；②振幅、振動頻率、不同激振方式和振動速度對抗剪強度部有影響；③隨著振動的施加，孔隙水壓力迅速升高，然后趨于穩(wěn)定，同時，孔隙水壓力還表現(xiàn)出波動性，即具有一定的頻率和幅值；④當(dāng)突然增大的孔隙水壓力達到一定程度時，其向上滲流的分量達到臨界水頭梯度，此時，可以使低或中密的飽和砂土砂粒間的有效應(yīng)力減小到零，于是，飽和砂土產(chǎn)生了液化。這些都驗證了機械振動對砂土強度有明顯的削弱

3、作用。
　　 通過在廣(州)-賀(州)高速公路三水至懷集段軟基試驗段加強型袋裝砂井治理可液化砂層地基試驗場進行的四種間距組合方案的工程試驗，經(jīng)過表面沉降監(jiān)測和標準貫入試驗檢測，驗證了加強型袋裝砂井對松-中密砂土有較強的擠密效果，可以達到治理可液化砂土的程度。
　　 通過在汕(頭)-揭(陽)高速公路第七標段加強型袋裝砂井綜合處治可液化砂土-淤泥質(zhì)軟粘土互層地基試驗段進行的七種方案的工程試驗，經(jīng)過靜力觸探、標準貫入試驗等手段

4、檢測發(fā)現(xiàn)，加強型袋裝砂井對其中可液化砂層較薄的地基的擠密作用效果不明顯；但經(jīng)過瞬態(tài)面波測試，發(fā)現(xiàn)互層地基向均質(zhì)化地基的變化比較大?？梢哉J為在加強型袋裝砂井施工過程中，上面砂層被擠密壓入下面淤泥質(zhì)軟粘土層中的比例比較大。經(jīng)過對汕揭七標相應(yīng)區(qū)域加強型袋裝砂井和CFG樁振動沉管過程中距孔隙水壓力計不同距離的沉管和拔管過程均進行的孔隙水壓力測試，驗證了套管振動下沉引起的超靜孔隙水壓力可以達到使砂土液化的水平。如此驗證了加強型袋裝砂井可以通過擠密

5、、壓入等作用達到治理互層地基可液化砂層的效果。最后通過對路基填土過程中的地面沉降進行監(jiān)測，驗證了經(jīng)加強型袋裝砂井綜合處治過的地基在袋裝砂井和路基堆載的排水固結(jié)作用下的固結(jié)效果比較好，達到了綜合處治的目的。
　　 通過運用振動沉管波動方程對加強型袋裝砂井施工過程中振動沉管動力學(xué)進行的分析，并結(jié)合相應(yīng)的室內(nèi)振動試驗結(jié)果，論證了振動沉管過程中將會導(dǎo)致導(dǎo)管周圍一定范圍內(nèi)的砂土產(chǎn)生液化，從而有助于沉管擠密作用的機理。
　　 通過運

6、用極限承載力法分析了振動沉管端動阻力和管周動摩阻力，并將振動沉管端動阻力作為圓柱孔擴張內(nèi)部擴張力的來源，采用圓柱孔擴張理論，對導(dǎo)管振動下沉過程中擠密砂土引起的地基土水平位移的機理進行的分析，論證了加強型袋裝砂井對可液化砂土水平向擠密作用機理。
　　 通過引用幾位學(xué)者的結(jié)論對導(dǎo)管振動下沉過程中互層地基的蟶向位移進行分析，論證了汕揭七標試驗段在加強型袋裝砂井施工過程中，上面砂層被擠密壓入下面淤泥質(zhì)軟粘土層中的比例比較大的試驗成果。<

7、br>　　 通過對地基土在孔擴張后卸載作用下的力學(xué)狀態(tài)進行的分析，認為加強型袋裝砂井導(dǎo)管拔出后，袋裝砂井與沉管孔壁之間的空隙有部分為回彈地基土所充填，有部分則為上部土體垮落提供了空間。
　　 通過引用已有主應(yīng)力軸方向變化對孔隙水壓力變化影響的一系列結(jié)論，以及地下水動力學(xué)的相關(guān)理論對振動沉管及堆載預(yù)壓過程中互層地基中孔隙水壓力變化規(guī)律進行的分析，沉管對互層地基孔隙水壓力作用機理得到了進一步論證，且為互層地基加強型袋裝砂井排水固結(jié)

8、機理研究做了一些鋪墊。
　　 通過對互層地基袋裝砂井排水固結(jié)機理進行分析，并用廣東省航盛建設(shè)集團有限公司巖土分公司多年來實踐總結(jié)的軟土地基施工監(jiān)測原則和軟土地基施工穩(wěn)定性判別新方法--AGO法對經(jīng)加強型袋裝砂井綜合處治的互層地基堆載預(yù)壓施工進行監(jiān)測，以及對最終固結(jié)沉降推算方法進行分析，論證了經(jīng)綜合處治的互層地基在路基施工過程中排水固結(jié)作用下固結(jié)穩(wěn)定的機理。
　　 通過運用Abaqus對經(jīng)加強型袋裝砂井綜合處治的互層地基排