钢板桩围堰封底混凝土优化施工

黄(骅)大(家洼)铁路黄河特大桥117#墩深水基础采用双层钢板桩围堰施工,在粉沙地层中采用明挖法施工比水下开挖施工难度大大降低。在基坑底部开挖完成后封底混凝土浇筑前,铺设土工布及透水盲管,引导排除基坑渗水,从而降低基坑渗水压力,减小封底混凝土的厚度。通过计算确定了基坑封底混凝土最小厚度为1 m。合理的厚度可以减少基坑开挖深度,节省施工时间,降低施工风险,提高经济效益。     

地铁超深基坑水下混凝土封底施工技术

地铁基坑采用水下开挖及水下混凝土封底施工是一项技术难题。结合北京地铁8号线永定门外站工程实例,对水下封底混凝土分别采用加固土和混凝土换撑来模拟围护结构计算,验算施工期间封底结构抗浮稳定性和承载力,并针对施工重难点提出针对性措施,确保施工质量和安全持续可控。该研究对于以后类似工程的设计施工有较好的参考价值和借鉴意义。     

桩-墙叠合全预制装配明挖地铁隧道建造方案及工程应用

明挖法施工的装配式地铁隧道基坑围护桩通常为现场浇注混凝土桩，且只作为基坑开挖阶段的挡土结构，不将其作为侧墙永久结构的一部分，这种结构设计方法偏于保守，导致资源浪费。为此，提出桩-墙叠合全预制装配明挖地铁隧道建造方案，其主要特点是：基坑围护桩和隧道结构均采用预制结构且叠合布置，围护桩既是基坑开挖期间的临时挡土结构，同时也是隧道侧墙永久结构的一部分。以济南市济阳有轨电车明挖区间隧道工程为背景，开展围护桩和隧道侧墙叠合方案的比选。基于不同叠合方案结构受力分析和叠合施工方便性的综合考虑，提出在围护桩和隧道侧墙四角点进行叠合连接的措施；详细讨论了“桩-墙叠合方案、基坑预制围护桩布置、隧道主体结构装配分块、桩-墙叠合连接方法”;最后结合本工程试验段的施工，阐述了桩-墙叠合明挖隧道装配施工的关键工序及解决措施。     

地铁车站基坑预制桩-墙结构设计与受力分析

研究目的:复合墙与叠合墙是支护结构与主体结构相结合的典型结构形式,近年来得以迅速发展并被广泛应用于明挖地铁车站基坑工程中。本文以济南市轨道交通R1线演马庄西站装配式车站为工程背景,分别按照复合墙与叠合墙两种组合形式对基坑预制桩-墙复合围护结构体系进行计算,对比分析在自重以及水反力两种工况下车站主体结构和支护结构的受力情况和承载性能,从而确定较为合适的车站基坑围护结构方案及其结构设计计算方法。研究结论:(1)采用复合墙结构形式,需注意主体结构底板跨中、支座以及顶板跨中等部位的受力情况及承载性能;(2)叠合墙结构形式中主体结构内墙与围护结构之间能够有效传递剪力和弯矩,预制围护桩能够与主体结构形成整体以承受外部荷载,具有较好的承载性能;(3)采用预制桩-墙叠合结构形式的结构设计,不仅可以考虑适当减薄主体结构内墙厚度或减少配筋,而且可在满足结构承载力性能的前提下达到节能环保的目的;(4)本研究成果可为地铁基坑桩墙结合设计及结构形式选择提供理论支撑与技术参考。     

地铁车站单面墙模板设计与施工

结合某地铁站侧墙混凝土浇筑工程的要求,设计了单面墙模板。文章详细地介绍了这种模板的构造,对受力分析以及应用效果进行了阐述。     

基坑支护支撑拆除过程的弹塑性有限元分析

明挖顺序法施作的地铁箱体，在基坑支护结构施工完后，从底部自下而上顺序浇筑混凝土，浇完底板后，需拆除最下面一道支撑，以便于浇筑侧墙和顶板，利用施工完的底板(达到一定强度)作为最下面一道支撑，本文利用有限元方法验算此过程中支护结构的安全性。     

隧道二衬边墙混凝土分层逐窗浇筑系统设计及应用研究

针对铁路运营隧道二衬边墙混凝土冷缝、离析、不密实等常见病害的成因分析,提出先工装后工艺的源头性控制理念,通过调研分析、优化设计,完成了隧道二衬边墙混凝土分层逐窗浇筑系统的开发及应用。该系统由设置在二衬台车顶部平台上的料斗、溜槽及平台两侧的分流槽、串筒和伸缩槽组成,浇筑时仅需一次接管,凭借阀门操控即可实现二衬边墙混凝土的分层逐窗浇筑。相较传统泵管浇筑,该系统工效显著,避免了混凝土离析、强度不均匀、骨料堆积等弊端,有效保障了二衬边墙混凝土浇筑质量,并通过第三方雷达扫描、钻孔取芯等检测,未发现明显质量缺陷,现已在京沈客专、银西铁路等项目的隧道工程中推广应用。     

多工况下墙-砂土界面剪切试验装置研发与试验规律研究

铁路工程中深基坑稳定性对于铁路安全有着重要影响，而其中的关键问题是挡墙结构与土体的相互作用。为进一步揭示不同工况下混凝土挡墙-砂土界面相互作用机制，设计研发多功能界面剪切试验装置并开展墙-砂土界面剪切试验，依据墙-砂土摩擦角变化特征提出“双预警域”基坑稳定性判断方法。结果表明：混凝土挡墙-砂土界面的剪应力-剪切位移曲线呈现显著的非线性变化特征，竖向应力相同时，挡墙粗糙度越大，峰值剪应力越大；主动土压力状态时，不同转动模式下的界面抗剪强度随转动参量增加而先增后减、再趋于平稳，被动土压力状态时则先增后趋于平稳；挡墙粗糙度为I级时，主动土压力状态时绕墙顶转动模式下的抗剪强度最大，而在被动土压力状态时绕墙底转动模式下的抗剪强度最大，且挡墙粗糙度越大，转动模式对抗剪强度的影响越小。基于多工况下墙土界面剪切试验所得界面摩擦角变化规律的“双预警域”基坑稳定性判断方法，可有效提高基坑稳定状态判断的准确性。     

砂卵地层大型地铁基坑施工技术

以成都砂卵地层大型地铁基坑开挖为对象,对车站基坑开挖以及围护结构及其参数等问题进行研究。提出了分6步台阶整体后退式挖土,且每层开挖深度为4～5m的基坑开挖施工方案与工艺,确定了钢支撑和土钉墙挂网喷射混凝土的联合围护结构及参数。实践表明,研究出的地铁车站基坑施工技术可确保基坑边坡稳定,并能保证极近距离范围建筑结构的安全。     

富水软土地区单墙衬砌地铁车站防水技术

研究目的:解决富水软土地区地铁车站采用单墙衬砌(地下连续墙直接作为结构的侧墙)结构的防水问题。研究方法:针对上海地铁2号线西延伸工程淞虹路车站设计采用连续墙直接作为主体结构侧墙的实际情况,结合地下工程防水技术规范和地铁设计规范,研究地铁车站混凝土结构自防水、连续墙(侧墙)接头、诱导缝、施工缝防水技术以及侧墙抗裂砂浆防水涂层(刚性四层抹面防水层)防水技术。研究结论:富水软土地区单墙衬砌地铁车站较双墙结构防水技术难度大,设计和施工要求高;连续墙(侧墙)接头是防水设计和施工的关键部位;采用十字型钢板的刚性止水接头可以满足结构防水需要;当连续墙接头与主体结构诱导缝对齐时,采用包覆丁基橡胶腻子的十字型钢板,既起到防水作用,又满足诱导缝结构变形作用。     

地铁车站施工地连墙横向变形的空间演化规律

研究目的:地铁车站往往位于城市中心,周边限制条件较多,车站基坑地连墙的横向变形是地铁施工面临的关键问题之一。地连墙横向变形规律复杂,难以得到解析解,数值模拟也存在诸多假设条件。因此,有必要基于长期监测数据,进行空间演化规律及其统计特征的研究。研究结论:(1)时间效应对基坑横向变形影响显著,施工中需优化施工工序,控制无撑暴露时间;(2)车站基坑开挖期间地连墙变形速率显著增大,车站施工期间变形速率减缓,本工程墙体最大变形速率出现在第五层土体开挖期间;(3)车站基坑坑底开挖完成至底板浇筑期间,是地连墙横向变形的关键增长时期之一,变形速率较大,而主体垫层施工后墙体变形增长减缓,在底板浇筑完成后,墙体变形趋于稳定;(4)本研究成果可为类似地铁车站基坑的相关设计与施工提供参考。     

深水高墩承台双壁钢围堰外侧封底技术研究

深水高墩大部分嵌入河床基岩内的承台采用双壁钢围堰施工时,一般采用围堰内侧封底,需凿除的河床量大,封底混凝土使用量也大,工期也长。为此,结合柳江双线特大桥工程,创新研究了深水高墩承台双壁钢围堰外侧封底技术(获发明专利),即利用钢结构作业平台钻孔成桩机械凿除河床至承台底标高,双壁钢围堰外侧按一定间距布设深入钢围堰底部的双孔压浆管,围堰外侧底部用角钢连接高度1 m的铁板形成封底槽,浇筑外封底混凝土后进行压浆补漏。实践表明：采用双壁钢围堰外侧封底技术,封底密贴,效果良好;减少了河床凿除量及混凝土使用量,缩短了工期,可供类似工程参考。     

沉管隧道管体制作过程中的温度场仿真

本文采用有限元方法按照实际浇筑顺序对沉管管体制过程作了数值仿真，分别分析了夏季和冬季施工条件下管体混凝土温度场分布及其变化规律，以及采用冷却骨料混凝土浇筑侧墙对侧墙温度场的影响。结果表明，冷却骨料混凝土可有效地降低侧墙内部温度变化。     

止水型复合土钉墙在基坑支护中的应用

止水型的复合土钉墙技术，较好地解决了地下水位较浅时，由于基坑降低地下水引起的地面沉降、道路开裂而造成环境破坏的问题。以郑州某基地工程为例，对此项技术的结构形式、设计计算方法以及变形控制进行了分析，为止水型复合土钉墙的优化设计和施工提供了重要依据。     

土钉墙支护设汁与施工

土钉墙支护是原位土体通过土钉的加强,在坡面上喷射混凝土,形成一个土体加固区带,以此来抵御加固区带外的土压力和其他作用力,从而使开挖边坡稳定,广泛地应用于基坑支护工程中.本文以工程实例,钟对土钉支护技术特点,从设计、施工入手,探讨土钉墙支护体系理论在工程中的应用.     

钢管桩与土钉墙组合支护技术应用探讨

以北京鲁谷深基坑支护工程为背景,在对国内外相关研究成果进行深入分析的基础上,采用现场监测、理论分析和数值模拟相结合的方法,着重探讨钢管桩与土钉墙组合支护技术在深基坑工程分步开挖过程中,支护结构和土体的受力和变形特性以及两者之间的相互作用。     

基坑支护支撑拆除过程的弹塑性有限元分析

明挖顺序法施作的地铁箱体，在基抗支护结构施工完后，从底部自下而上顺序浇筑混凝土，浅完底板后，需拆除最下面一道支撑，以便于浇筑侧墙和顶板，利用施工完的底板（达到一定强度）作为最下面一道支撑，本利用有限元方法验算此过程中支护结构的安全性。     

地铁车站诱导缝设置参数分析

地铁车站由地下连续墙、内衬墙、底板和顶板等结构组成,其中顶板、衬墙混凝土开裂一直是设计施工中的难题。地铁车站结构诱导缝可减少地铁车站结构在施工和运营中因混凝土结构的温度应力等引起其无序开裂。以上海17号线青浦车站为工程背景,采用有限元建模进行数值分析。针对影响结构应力的设与不设诱导缝、诱导缝的间距、内衬墙厚度、顶板和衬墙分开与整体浇筑施工方法等因素进行讨论。结果表明,在设置诱导缝之后,上衬墙和顶板的应力减小。随着诱导缝的间距增大,上衬墙和顶板的应力逐渐减小。随着内衬墙的厚度增加,上衬墙和顶板的应力逐渐减小。上衬墙与顶板分开浇筑时上衬墙和顶板的应力比整体浇筑大。可以为诱导缝在地铁车站裂缝防治中的设置提供了优化措施和建议。     

北京地铁地连墙基坑变形规律研究

为研究北京地铁地连墙基坑受力变形特征,采用统计法对近5年期间北京在施地铁基坑变形监测数据进行整理分析,并按照围护结构厚度及支撑体系类型对地连墙基坑进行分类,得出不同类型基坑地表、墙体、格构柱的变形规律以及基坑沉降槽曲线,提出地表隆起及墙体变形的新模式。结果表明：1)基坑监测范围内的地表变形中,地表隆起占比高达20%～45%,支撑体系类别及围护结构厚度不同对地表隆起比例与最大变形范围存在不同影响;2)根据墙顶变形方向及幅度,将墙体变形分为4种类型,开挖深度对墙体变形量的影响要大于围护结构厚度对土体变形的约束作用;3)墙顶的变形规律以上浮为主,占统计数据的90%以上;4)格构柱同样以隆起为主,大于墙顶隆起。     

滨海环境地下车站侧墙混凝土抗裂防水技术研究

滨海环境下的青岛地铁地下车站侧墙混凝土强度与耐久性能要求高,开裂驱动力较大.为保障结构刚性防水性能、解决收缩开裂难题,建立了基于"水化-温度-湿度-约束"多场耦合机制的青岛地铁混凝土收缩开裂评估方法,定量评估了侧墙混凝土开裂风险的关键影响因素及其影响大小.在抗裂性评估基础上,提出了抗裂性施工技术方法,并基于水化速率与膨胀历程协同调控原理制备出高抗裂混凝土.最终形成集设计、材料、施工、监测于一体的抗裂成套技术,可控制混凝土开裂风险系数小于0.7.监测结果与现场观察表明,实现了侧墙良好的控裂效果.