成果名称：复杂条件下多次高压注浆碎石桩复合地基机理研究及工程应用
申请单位：北京科技大学
成果编号：鉴字[教sw2007]第 017号
鉴定日期：2007年4月
学 科：土建水
新郑高速公路K44+807～K44+941段与黄河北大堤相交，原黄河大堤构成该段路基的一部分，且为高填方段。由于大堤的修建标准与高速公路不一致，原大堤的填土密实度、承载力等不能满足高速公路的要求；而且，由于防汛等条件的限制原大堤不能挖开按高速公路标准重新填筑。为了解决高速公路与黄河大堤填筑标准不一问题，本课题针对新郑高速公路K44+807～K44+941段内黄河大堤加固的实际情况，研究在提高大堤防渗等级条件下软弱土地基稳定性问题、沉降问题和综合治理技术与方法，确保黄河大堤满足防渗要求及高速公路安全通过原黄河大堤。主要研究内容包括：
(1)加固方案及处治效果数值模拟分析研究
结合工程实例，探讨压力注浆碎石桩技术，分析相关的技术措施、施工工艺、施工要点及难点。结合复合地基理论及共同变形理论，进行压力注浆碎石桩组成要素分析，对其主要结构参数的确定进行探讨。
通过加固前后黄河大堤进行模拟分析，对加固方案和加固参数的合理性进行研究，同时对黄河大堤防渗标准的提高给出定性和定量的结论。
(2)高压注浆碎石桩加固机理研究
通过对高压注浆土体改性机理和CFG桩复合地基加固机理分析研究，总结压力注浆土体改性作用机理，研究单液水泥浆在土体中的扩散、劈裂过程，分析压力注浆对土体改性的效果。对高压注浆碎石桩加固机理进行深入研究，并提出高压注浆碎石桩加固公路路基设计方法。
(3)动载作用下过黄河大堤高填路基破坏机理研究
采用数值模拟分析以及变形破坏迹象分析等方法和手段，结合高压注浆碎石桩的结构特点，对动载荷作用下过黄河大堤公路路基破坏机理进行详尽分析，并通过对比分析和综合分析，获得该段路基在动载荷作用下的力学性能，为过黄河大堤复杂路基加固提供依据。
(4)高压注浆碎石桩复合地基防渗效果数值模拟
对压浆后软弱地基土的防渗性能进行数值模拟计算，并根据理论研究及数值模拟结果提出合理的压密灌浆参数，同时对黄河大堤防渗标准的提高给出了结论。
(5)高压注浆碎石桩施工工艺研究及路基加固效果检测试验分析
通过综合应用土工测试技术对加固效果进行试验检测，并对检测结果进行研究分析。
(6)运营后过黄河大堤高填路基加固效果无损检测
应用FWD落锤式弯沉仪、水准高程测量和地质雷达综合无损检测技术，对通车2年后过黄河大堤高填路基加固效果进行全面评价。
