基于模袋袖阀管注浆技术在软土地基处理中的应用研究
本文关键词：基于模袋袖阀管注浆技术在软土地基处理中的应用研究
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【摘要】：软土路基处理的效果直接会影响到高速公路后期的正常运营。我国南方经济较为发达的省份,高速公路网已经形成,但是在后期运营中软基路段的沉降问题困扰着高速公路的维护人员以及工程建设者。目前常用的一些软土地基处理方法如置换法、排水固结法、CFG桩法等在实际工程中运用并不少见,这些方法或受处理周期长,或受工程造价高或者是处理后效果不理想等不利因素的影响,在工程运用中受到局限。因此摆在研究人员面前的问题是:用什么方法来加固高速公路软土地基更加有效;如何控制运营高速公路软基路段的后期沉降。本文就上述问题给出一种新型软土路基加固处理方案——模袋袖阀管注浆桩处理软土路基工艺。该工艺在处理软土地基时可以很好地克服常规注浆方法中出现的浆液流动无法控制、土体劈裂严重等现象。注浆加固技术在工程建设和矿产开采中运用较为普遍,但是常规的裂隙注浆技术在高速公路路基填土范围内实施显然比较困难,因为经过人工压实后的土体很难为浆液在土体中的流通提供通道。常规的袖阀管注浆技术在土体中虽然可以使用,但是较大的注浆压力对土体造成劈裂形成二次破坏,对公路的正常使用造成安全隐患。模袋袖阀管注浆技术可以很好地避开硬土层,针对土体强度较低的软土层进行注浆加固。因此与常规注浆法相比具有较好的工程适用性。本文通过现场试验、模袋袖阀管注浆桩处理软土地基工程实例和数值模拟对模袋袖阀管注浆技术进行以下研究:(1)通过模袋注浆桩现场试验对经过机械碾压的土体进行模袋袖阀管注浆,主要研究注浆量、注浆压力、孔隙水压力三者间的关系,通过查阅该项课题前人完成的实验成果与本次现场实验对比进一步补充实验成果,同时完善该项新工艺的技术要求。(2)对模袋袖阀管注浆桩处理软土地基工程实例中监测到的路面沉降、边坡土体侧向位移、路面裂缝数据进行整理分析,分析该项新工艺在实际工程运用中出现的相关问题,并找出解决问题的关键点。对使用该项新工艺处理软土路基后的产生的实际效果进行分析评价。(3)开展模袋注浆桩处理软土地基数值模拟研究。利用有限元分析软件采用强度折减法对处理后的高速公路边坡进行稳定性分析,通过对比注浆桩处理前后边坡的位移、剪切破坏面数据对该项新工艺的处理效果进行评价;通过得到的桩体受力数据对模袋注浆桩在土体中起到的作用效应进行研究。针对上述研究发现模袋袖阀管注浆工艺存在一定的不足,本论文针对不同的处理土体进行注浆研究发现当土体的压实度较高,特别是压实度大于90%的土体不适合注浆处理;注浆压力在满足设备送的要求之后并不随注浆量的提高而发生改变;注浆桩体在地基中与土体共同作用,形成复合地基。
【关键词】：软基处理 注浆技术 模袋袖阀管注浆桩 数值分析
【学位授予单位】：东华理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U416.1
【目录】：
- 摘要4-6
- ABSTRACT6-10
- 1 绪论10-20
- 1.1 研究意义及背景10-13
- 1.2 注浆技术在高速公路软基处理工程应用的国内外发展现状13-17
- 1.2.1 注浆技术的发展13-14
- 1.2.2 注浆技术在公路软基处理中的应用研究14-16
- 1.2.3 注浆技术存在的问题16-17
- 1.3 有限元分析理论国内外研究现状17-18
- 1.4 本文研究的主要内容和技术路线18-20
- 1.4.1 研究目的18
- 1.4.2 本文研究的主要内容18-19
- 1.4.3 技术路线19-20
- 2 岩土工程中常用的边坡计算理论及软基处理方法20-36
- 2.1 岩土工程中常用的计算理论20-28
- 2.1.1 极限平衡理论20-25
- 2.1.2 有限元理论25-28
- 2.2 道路工程中常用的软基处理方法28-35
- 2.2.1 置换法29-31
- 2.2.2 排水固结法31-32
- 2.2.3 复合地基法32-34
- 2.2.4 灌浆法34-35
- 2.3 本章小结35-36
- 3 模袋袖阀管注浆现场试验及施工工艺36-52
- 3.1 模袋袖阀管注浆现场试验36-47
- 3.1.1 试验场地概况及试验背景36-39
- 3.1.2 试验目的39
- 3.1.3 试验方案39-40
- 3.1.4 试验数据及分析40-46
- 3.1.5 试验总结46-47
- 3.2 模袋袖阀管注浆工艺介绍47-50
- 3.2.1 工法特点47
- 3.2.2 适用范围47
- 3.2.3 工艺原理47-48
- 3.2.4 施工工艺流程及操作要点48-50
- 3.3 模袋袖阀管注浆桩设计计算50-51
- 3.4 本章小结51-52
- 4 江罗高速模袋袖阀管注浆工程实例52-62
- 4.1 工程概况52-53
- 4.2 模袋袖阀管注浆桩加固软土地基设计方案53-56
- 4.2.1 注浆成桩孔位布置53
- 4.2.2 注浆参数53-54
- 4.2.3 监测仪器布置54-55
- 4.2.4 地基承载力与边坡稳定性验算55-56
- 4.3 加固效果分析56-61
- 4.3.1 路面沉降57-59
- 4.3.2 侧向位移59-61
- 4.3.3 路面裂缝61
- 4.4 本章小结61-62
- 5 模袋袖阀管注浆桩处理软土地基数值模拟分析62-80
- 5.1 概述62-63
- 5.2 软件Midas GTS-NX简介63-64
- 5.3 模型相关参数及计算条件假定64-67
- 5.3.1 几何模型参数64-65
- 5.3.2 计算条件假设65
- 5.3.3 计算参数设定65-66
- 5.3.4 模型及边界约束条件66-67
- 5.4 计算结果及分析67-79
- 5.4.1 注浆桩处理前后位移计算结果67-70
- 5.4.2 边坡应力-应变分析结果70-72
- 5.4.3 注浆桩体受力及变形分析72-74
- 5.4.4 模拟结果与最终监测数据对比74-79
- 5.5 本章小结79-80
- 6 结论与展望80-82
- 6.1 结论80-81
- 6.2 展望81-82
- 致谢82-84
- 参考文献84-86
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