水泥土搅拌法加固公路软土地基的试验研究

摘要

我国沿海及长江中下游地区软土地层分布广泛，软土地基给高速公路的建设及营运带来诸多问题。软基处理是一项系统工程，需要考虑土的特性、地质条件、荷载条件、变形条件、加固方案的成熟性、施工技术的可靠性及质量检测的可操作性等。本文以安徽省芜宣高速公路软基处理为依托，通过室内及现场试验对水泥土搅拌桩的力学特性进行了系统研究。本文首先对试验工程软土地层的物理力学性质进行了试验研究，并结合试验结果制订了室内水泥土配合比试验方案。通过7个系列24组配合比试验，详细研究了水泥掺入比、龄期条件、外掺剂、水泥标号、水灰比、粉煤灰及原状土性质等因素对水泥土强度的影响，提出了试验路段水泥土的最优配合比。其次，根据复合地基的设计原理及水泥土搅拌桩的施工特点，提出了基于沉降控制的优化设计及动态施工方法，并结合试验路段的实际地质条件，设计了水泥土搅拌法处理方案及施工方案；对水泥土搅拌法的成桩质量检验采用了轻便触探、钻芯取样、低应变动测、地质雷达探测及静载试验等多种手段进行了测试与对比分析，指出了各种检测方法的适用性。最后本文还结合路基填土过程对处理路段的路基沉降、侧向位移、分层沉降、孔隙水压力、桩土应力比进行了现场系统观测，并对观测结果进行了详细的分析，对不同处理路段的加固效果进行了评价，取得了许多有价值的结论。关键词：高速公路；软基处理；配合比试验；现场试验；动态施工；水泥土搅拌桩；复合地基

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第一章 绪论

1.1引言

1.2国内外研究现状

1.2.1高速公路软基处理方法

1.2.2水泥土搅拌桩的发展历程

1.2.3水泥土复合地基

1.3本文的主要研究内容及技术路线

第二章水泥土强度室内试验与分析

2.1水泥土搅拌法的加固机理

2.2水泥土配合比试验

2.2.1试验目的

2.2.2原状土特性

2.2.3配合比试验方案

2.3.4试件的制作及养护

2.3水泥土配合比试验结果与分析

2.3.1水泥土的物理性质

2.3.2室内水泥土配合比试验结果

2.3.3水泥土强度影响因素与分析

2.4水泥土的最优配合比

第三章设计计算原理及试验工程方案设计

3.1水泥搅拌桩复合地基的计算原理

3.1.1单桩竖向承载力的计算

3.1.2搅拌桩复合地基承载力的计算

3.1.3置换率和桩数的计算

3.1.4水泥搅拌桩桩位平面布置

3.1.5下卧层地基强度的验算

3.1.6沉降计算

3.2基于沉降控制的优化设计及动态施工技术

3.3试验工程概况

3.4试验工程方案设计

3.4.1粉喷桩、水泥搅拌桩的配合比设计

3.4.2水泥土搅拌桩复合地基设计

3.4.3施工质量控制方法

3.5试验工程水泥土搅拌法处理实施效果观测方案

3.5.1水泥土搅拌桩监测及试验方案

3.5.2水泥土搅拌法处理效果观测方案

第四章水泥土搅拌法实施效果及分析

4.1轻便触探检测分析

4.2芯样强度试验

4.3桩基低应变动测结果分析

4.4地质雷达探测结果分析

4.5载荷试验结果分析

4.5.1单桩载荷试验

4.5.2复合地基载荷试验

4.6加固地基变形观测结果与分析

4.6.1试验路复合地基处理路段断面沉降板观测结果与分析

4.6.2试验路复合地基处理地段分层沉降观测结果与分析

4.6.3试验路深层侧向变形观测结果分析

4.6.4孔隙水压力观测结果分析

4.6.5土压力观测结果分析

4.7软土地基处理效果评价及分析

第五章结论与建议

5.1结论

5.2建议

参考文献

致谢