京杭运河边软土地基沉井施工技术

软土地质条件下,沉井的施工时易产生周边土体沉降、失稳、底涌、超沉等问题。该文通过杭州运河边丽水路沉井施工,对软土地基沉井施工技术进行探讨,希望能对今后软土地基上施工沉井起到一定的借鉴作用。     

管道沟槽等窄条形基坑隆起稳定性计算方法

坑底抗隆起稳定常作为软土地区围护结构嵌固深度的控制条件。现行行业规范并未考虑基坑宽度对隆起稳定性的影响,导致深厚软弱土地区窄条形基坑工程设计中挡土构件过大的插入深度,造成浪费。实际基坑工程有显著的空间效应。通过分析基坑宽度效应对坑底抗隆起稳定性的影响,得出了基于宽度的基坑分类标准,提出了窄条形基坑坑底抗隆起稳定计算方法,表明窄条形基坑有更好的抗隆起稳定性,并通过工程案例进行了分析验证。最后对窄条形基坑坑底抗隆起稳定性影响因素进行参数敏感性分析。研究成果对规范公式进行了补充改进,为软土地区窄条形基坑设计提供了依据。     

上海软土小应变刚度的高精度试验研究

通过对土体小应变研究这一热点问题进行了简要的概述,指出土体小应变特性对岩土工程的重要性。通过高精度的三轴试验装置,完整地测试了上海软粘土在典型应力路径条件下的土体小应变刚度曲线,表明上海软土具有明显的小应变特性。其研究意义在于为上海等软土地区城市地铁基坑、隧道工程和桩基工程的变形分析参数的进一步合理选取提供了一定依据。     

不同加载速率及地基处理方式对软土地基稳定性数值分析

公路建设过程中常遇到软土地基,而软土地基的稳定性直接决定了公路的安全性。结合实际工程,开展不同加载速率和地基处理方式对软土地基变形的影响的研究,结果表明:地基变形速率大不一定代表地基土体处于危险状态,地基变形速率小也不一定代表土体整体稳定安全,简单的通过地基变形速率对地基稳定性进行判断并不合理,需要综合考虑多种因素进行判断;不同的加载速率对软土地基的变形速率有着显著影响,等速加载和不等速加载方式不宜采用相同变形速率控制指标,在实际工程中应综合考虑土体特性及工程情况进行分析;不同的地基处理方式对软土地基的稳定性有重要影响,地基的排水性能好,能显著提升软土地基的稳定性;排水地基和不排水地基的稳定性也不宜采用单一的变形速率控制指标进行评定。研究成果可以为软土地基堆载工程监测提供科学依据。     

沉井在软土地区的设计施工措施

软土地区进行构筑物设计和施工越来越常见,对于沉井这种全地下式的结构,应引起足够重视,确保结构安全和施工安全。首先对软土地区和沉井进行定义阐述,其后结合工程实例,从设计和施工两方面对沉井安全应对措施进行了讨论,并进行了一些安全措施试算对比,根据具体情况分析原因,提出一些切实可行的安全措施,最后总结了软土地区沉井设计和施工过程中的关键节点措施。     

砂质地基沉井施工对周围环境影响研究

马鞍山发电厂扩建工程循环水泵房采用沉井基础。为了防止沉井施工导致周围结构物和建筑物桩基损坏,在沉井施工过程中进行水位、土体水平位移和桩顶位移监测。监测分析结果表明:土体的水平位移随着深度增大逐渐减小,随距沉井壁距离增大也逐渐减小;同时沉井的尺寸越大,对土体水平位移影响越大;桩基受土体位移影响发生位移并与土体位移保持一致,桩基经检测未发生破坏。     

大型沉井在软土地基中下沉现场监测

以温州市鹿城区七都岛—铁塔公园段跨瓯江电力隧道工程七都岛侧沉井基础为研究对象，对沉井在软土地基中下沉进行监测研究，通过现场监测数据分析，对沉井侧摩阻力、刃脚底部压力、沉井外土面沉降进行分析，得出沉井在软土地基中的下沉特性，这对理论研究与实际工程设计都有参考意义。现场监测数据结果表明：在软土地基中沉井侧摩阻力随着沉井入土深度的增加呈线性增加，到达一定峰值后缓慢降低；下沉过程中刃脚土压力的波动较为剧烈，其中刃脚斜面阻力占同一深度踏面阻力的10%左右；沉井下沉对周边土体沉降的影响范围比沉井在其他土体中小10%左右，为沉井下沉深度的10%左右。     

土塞效应在基坑工程中的研究与应用

狭小面积的基坑在平面与坑深尺寸上类似于沉井、沉箱等施工方法,但基坑围护桩插入土体的深度远高于沉井的设计要求。实际上,狭小的基坑在坑底可以形成相对紧致的土塞,该部分土体在受挤压后可以为基坑围护桩提供较大的被动土压力,对基坑整体稳定属于有利作用。通过对该类型基坑的土塞效应进行理论分析和数值计算,并通过工程案例进行了验证,对类似工程的应用有一定借鉴意义。     

浅埋顶管沉井周边土体的三维破坏形状及沉降研究

为研究顶管沉井及周边土体在顶进力作用下的形变范围与大小，以加固旋喷桩作为沉井周围加固体建立ABAQUS软件计算模型，并将模拟结果与工程实例、PLAXIS 3D软件所得结果进行对比分析。同时，采用广州地区花岗岩残积土进行室内沉井模型试验，并通过试验结果对数值模拟结论进行验证，得出结论如下： 1）在开挖基坑前达到设计强度的旋喷桩能有效减小基坑周边土体塌陷变形、坑底隆起。2）在施加工作顶推力下，前侧主动区首先出现贯通裂缝，竖向位移斜率增大出现明显拐点；继续增大顶推力，土体位移会急剧增大导致地表沉降严重。3）对于后背土体，在顶推力作用下，地表破裂线的切线角度从0°逐渐增大至45°+φ/2，导致破裂范围也不断扩大；达到45°+φ/2处后，继续施加顶推力会导致短轴方向破坏范围扩大的速度较长轴方向的速度更快；三维空间中被动区破坏土体在地表处产生形状为椭圆的破坏面，椭圆长轴方向为顶推轴线方向，被动破坏体呈现为牛角状椭圆楔体。     

淤泥地层中压入式沉井挤土效应的有限元分析

针对淤泥地层中压入式沉井下沉所产生的挤土效应及其环境影响问题,结合某超深地下车库工程,分析沉井压入挤土引起 的土体变形机制,并采用耦合欧拉-拉格朗日(CEL)法对下沉过程进行模拟,重点研究压入式下沉所引起的挤土效应。 研究结果表 明: 1)从土体位移来看,压入式沉井下沉挤土将引起地层发生4种典型变形,分别为井内土塞区的土体上拱、井边沉降区的土体被 带动下沉、稍远的主要隆起区的土体受挤压向上隆起及再远处的次要隆起区的土体隆起幅度逐渐减小; 2)下沉速度越快,竖向挤 土效应越大而水平挤土效应越小,刃脚挤压应力也越大,而当下沉速度为0.2~0.3 m/d时挤土效应最小; 3)土体压缩模量增大,竖 向和水平的挤土效应都会增大,且压缩模量小于2.03 MPa时挤土效应较小; 4)隔离桩可以较好地限制挤土效应引起的土体位移, 但相应地也会使挤压应力增大; 5)为控制挤土效应,建议沉井压入下沉过程中遇到高压缩性的软弱地层时以压入为主,而在遇到 相对较坚硬的地层时则应更多进行井内取土辅助压入。     

超大沉井基础设计及下沉方法研究

常泰长江大桥主航道桥为主跨1 176m公铁合建斜拉桥,通过技术经济综合比选,桥塔基础采用沉井方案。针对超大型沉井基础截面尺寸大、自重重、入土深等问题,提出了减自重、减冲刷的新型台阶型沉井基础方案,通过模型试验及数值分析确定了沉井相关设计参数,并基于地基中土体的三维应力状态和摩尔-库伦强度破坏准则,建立了深大基础三维地基承载力计算表达式。沉井基础成功实施的关键是可控的取土下沉措施,研究了超大型沉井下沉机理,探明随着沉井平面尺度的不断增大,端阻力与井壁侧摩阻力相比逐渐成为控制因素,沉井下沉施工必须进行盲区取土。通过对沉井刃脚下土体破坏形态的研究,提出土体破坏的临界宽度控制法和台阶式取土法,可为沉井下沉施工提供指导。     

港渠开挖卸载对既有下卧地铁盾构隧道影响分析

通过对位于既有下卧盾构隧道的港渠渠底开挖卸载工程案例介绍,采用卸荷比和基坑卸荷影响深度分析方法,定性判断渠道卸载影响深度,同时对卸荷后所产生的隧道抗浮稳定性进行了验算,并采用大型岩土与隧道有限元分析Midas/GTS对卸荷所引起的隆起变形进行了数值计算。依据多项分析结果,推荐采取土体加固处理、渠道底部硬化、分层分段卸载,以及信息化监测的措施。并且,其措施的有效性也在工程实施中得到了验证。     

淤泥区狭长基坑抗隆起稳定性分析

针对珠三角某综合管廊工程坑底土层为深厚淤泥的情况,采用有限元软件进行数值模拟,基于强度折减法对基坑破坏模式进行分析。计算结果表明：狭长类基坑破坏时,依旧表现为坑底产生较大的隆起变形,但呈现的滑动面会受到对侧支护桩约束影响,计算得到安全系数明显高于半无限体假定下的圆弧滑动结果,也更符合实际情况。本文进一步分析了坑底加固深度、基坑宽度等对深厚淤泥类软土中狭长基坑坑底抗隆起稳定性的影响,研究结果可为类似工程提供参考。     

基于ANSYS的深基坑承压水降压对周边环境影响分析

随着城市地下空间开发朝着深层发展,深基坑工程成为城市建设中的重要课题。当基坑达到一定深度后,不可避免地遇到承压水层的突涌问题。其中悬挂式止水帷幕的基坑,对承压水层的处理通常要求按需降压,既要保证基坑抗突涌稳定,同时也要尽可能保证对坑外承压水层产生较小的影响,特别是对于周边环境复杂、保护等级较高的基坑。利用ANSYS 10.0通用有限元软件中的热分析模块模拟基坑工程中承压水降压的过程,再通过结构模块继承承压水层水头降深结果,将其转换为土层的初始应变,最后经过结构模块的计算分析,得出准确的土体位移结果。为深基坑工程承压水降压设计以及对周边环境影响分析提供了一种新方法。     

自由断面管幕法在饱和软土地区桂桥路站地铁工程的应用

为解决建筑空间拥挤、交通道路堵塞等一系列城市发展问题,开展地下空间开发和利用相关研究,并提出自由断面管幕法。饱和软土地区土层含水量大、压缩性高、自稳能力弱,目前在这些地区采用自由断面管幕法施工的工程案例较少。为此,依托上海市轨道交通14号线桂桥路站工程,针对饱和软土地区土层特性,开展带油脂的外锁扣管幕顶管顶进技术、软土地层土体水平加固技术和管幕内土体分层开挖技术等关键技术研究。研究表明,通过上述关键技术,可以确保管幕锁扣密封止水和有效连接,提高开挖土体的强度,减小施工对周围环境的影响。     

基于路面荷载作用的基坑抗隆起滑移数值分析

近年来,随着城市不断的发展,基坑规模也越来越大,基坑墙锚支护技术已逐步引入到沿海软弱地基的基坑工程中,为研究数值方法在模拟基坑支护结构变形中的应用,利用PLAXIS2D分别对基坑无护壁、基坑有护壁及基坑墙锚支护下的基坑开挖进行了数值模拟分析。基于Terzaghi地基极限承载力理论对土钉支护条件下基坑抗隆起进行了大量细致计算与实践应用对比分析,并基于路面荷载作用基坑边壁隆起滑移与墙锚支护隆起滑移控制展开系统分析,以Terzaghi极限承载力理论假设为前提分别建立基坑无护壁抗隆起滑移模型、基坑有护壁抗隆起滑移模型及基坑墙锚支护抗隆起滑移模型。研究结果表明:基坑无护壁支护情况下破坏形式及变形以滑移为主,基坑有护壁支护情况下滑移得到一定程度抑制,墙锚杆支护情况下基坑出现抗隆起滑移,墙锚杆支护有效控制了滑移变形,基坑出现微弱隆起滑移变形。     

粉喷桩加固高速公路软土地基的应用效果分析

以某高速公路软土路段为例,通过建立有限元分析模型,研究粉喷桩加固软土地基的土体应力及变形规律,并针对粉喷桩加固软土地基效果进行对比分析。结果表明,土体竖向应力分布大致呈斜条状,应力大小沿地基表面向地基底部逐渐增大;地基表面最大沉降最终出现在路基底部中心线,路基外侧地基后出现一定程度隆起;靠近路基中心桩体水平变形较小,靠近路基两侧桩体水平位移较大;粉喷桩加固可降低地基沉降,防止路基外侧地基过大隆起;粉喷桩加固对于减小路基底部两侧土体水平变形效果显著。     

计算基坑抗隆起稳定安全系数的卸荷法

在分析基坑开挖卸荷条件下引起基坑隆起破坏的动力因素基础上,根据极限平衡理论,建立基坑隆起破坏计算模型的几何边界和荷载边界,提出计算基坑抗隆起稳定安全系数的卸荷法,给出基坑抗隆起稳定安全系数计算式(Kk).假定规范中应用Prandtl公式计算所得的抗隆起稳定安全系数为Kb,通过对两计算式归一化敏感度分析,发现两式受各因素影响的规律一致,影响基坑抗隆起稳定性的首要因素是土体内摩擦角,围护体插入深度和基坑挖深是主要影响因素,土体粘聚力和土体重度是次要影响因素.根据某基坑工程实例计算分析,本文提出的Kk计算值略小于Kb,有利于评价基坑工程实际安全状况.     

宁波地区深厚软土静止侧压力系数对比研究

静止侧压力系数(K0)是土体的一个重要力学性质指标,在岩土工程设计中应用广泛。通过三种方法对宁波地区软深厚土的K0值展开对比研究:经验公式法、室内土工试验法、原位测试法,并对各种经验方法进行分析对比,结合软土的工程特性提出了静止侧压力系数K0与塑性指数Ip的统计经验公式。其成果可较好地估算该地区的软土K0值;利用扁铲侧胀试验成果,提出符合宁波地区软土K0的计算经验公式,并给出了软土层的K0建议值,为该地区的软土工程设计提供参考。     

循环荷载作用对黄河三角洲地基土变形破坏的影响

为深入了解黄河三角洲沉积地层土体的工程性状,研究在循环荷载作用下黄河三角洲地区地基土的变形破坏机理及内在因素,通过现场循环荷载试验,对黄河三角洲地区地基土在不同循环荷载作用周期、不同循环荷载大小的作用下的变形特征和破坏特点进行研究.并通过循环荷载作用前后的静载试验对比,得出循环荷载作用对地基土强度的影响,即循环荷载作用后,土体产生循环液化现象,引起变形破坏,与天然状态的土体强度相比,其临塑荷载和极限荷载都明显减小,土体的临塑荷载降低39%,极限荷载降低25%.循环荷载作用加剧了土体的破坏,使地基承载力降低.