大型内河沉管隧道基础灌砂模型试验及效果检测技术研究

对某大型内河沉管隧道基础灌砂足尺模型试验进行详细阐述,应用冲击映像法、全波场无损检测法相结合的方式对试验模型中不同工况下灌砂前、灌砂过程中以及灌砂后的效果进行测试,对模型试验中不同工况下各项测试数据及结果进行系统分析,对沉管隧道基础灌砂工艺与灌砂效果进行评价。此外,介绍该大型内河沉管隧道基础灌砂效果现场监测内容及具体实施方法,基于先期施工各管段基础灌砂现场监测、潜水探摸及管段后续沉降监测结果,对大型内河沉管隧道基础灌砂效果现场检测及处理技术进行系统的研究。主要研究结论如下： 1）冲击映像法可以监测砂积盘的生成及发展过程,可以较准确地判断灌砂填充状况和快速检测混凝土底板下部灌砂填充状态,是沉管隧道基础灌砂效果评价的有力手段,是动态把握灌砂过程、实时追踪施工过程的砂液变化的有力手段。2）已施工管段现场沉降量观测结果显示,沉管隧道E1-E6各管段已灌砂基础的承载力均满足设计要求,证明冲击映像法可以作为沉管隧道基础灌砂检测评定方法。     

基于有限元模拟的抛石挤淤沉降控制对比研究

以连云港地区纵七路抛石挤淤加固软基工程为例,采用有限元方法对比分析不处理直接填筑路基、抛石挤淤处理后填筑路基、抛石挤淤+反压护道处理后填筑路基3种工况下的沉降控制效果,结果显示抛石挤淤工法能显著降低工后沉降,反压护道的沉降控制效果不明显;分析抛石挤淤的加固机理主要为置换体的人工硬壳层效应及加速排水。     

某高速公路K39高路堤下软基处理方案及效果研究

为合理处理某高速公路高填路堤下软弱地基,保证路堤的稳定性,运用有限差分数值软件FLAC3D对采用挖除换填石碴和抛石挤淤两种方案进行对比分析。结果表明:两种处理方式的沉降均满足要求,且与规范法的计算值基本一致;但是抛石挤淤方案因难以确保淤泥全部挤出,从而稳定性不满足要求。通过施工过程中的沉降及深部侧向位移观测,选用挖除换填的处理方法是可行的,但应严格控制路堤的填筑速率和质量,确保施工过程中的稳定性。     

广东高速公路软土工程处治技术研究

高速公路山区软土处治技术目前研究相对较少,开展适用山区软土处治技术的研究具有重要的工程实践意义。文中基于广东省内较有代表性的山区软土高速项目——平兴山区高速项目,分析山区软基路基开裂或滑移的主要原因,提出山区软基处治设计关键内容。针对高速公路K87+175~K87+350路段因填筑过快导致路基滑塌问题,进行了换填和抛石挤淤联合处理山区软基方案研究。相对原设计管桩复合地基,片石来自于标段内隧道开挖石料,采用换填+抛石挤淤法可节省大量工程费用,经济优势明显,因此在片石资源丰富的条件下,挖除部分软弱土层再抛石挤淤也是一种可取的山区软基处理方案,相对刚性桩复合地基有较大的经济优势。但采用此工艺在路基填筑前期稳定性相对较低,应结合稳定监控数据动态控制填土速率。     

沉管隧道单组排烟口合理开启角度研究

研究沉管隧道侧向集中排烟模式下排烟口的开启策略。采用数值模拟和物理试验2种手段,在保证流量均匀的前提下,通过调整各排烟口的有效过风面积,得出沉管隧道侧向排烟时不同排烟口开启组合工况下各排烟口的合理开启角度,为沉管隧道火灾工况下通风排烟策略的制定提供基础性数据。     

复合地基在沉管隧道基础设计中的应用探讨

在对沉管隧道地基处理中两端陆域边界条件、纵横向荷载分布、地层受力特点、差异沉降控制及施工偏差等主要影响因素分析的基础上,对散体材料桩复合地基、柔性桩复合地基、刚性桩复合地基在沉管隧道地基处理中的适用性进行了多项目对比分析;总结给出了各种复合地基处理方法的适用条件,并提出了沉管隧道采用复合地基方案时,设计计算中应引起高度重视的几个关键问题;最后引用国内外已建或在建的沉管隧道工程复合地基应用的典型实例,进一步说明复合地基在沉管隧道地基处理中将会有较为广阔的应用前景。     

钢管桩在模袋砂围堰加固施工中的应用

沈家门港海底沉管隧道工程北岸出入口原设计采用模袋砂围堰作为主体结构施工平台,由于在施工过程中受到地质情况、海水涨落潮水流、模袋砂刚性等因素影响,模袋砂局部产生沉降、位移。为保证沉管隧道出入口的顺利修建,通过对模袋砂围堰沉降变形原因进行分析,并对各种加固施工方案进行比选,最终采用钢管桩加固模袋砂。并对钢管桩加固模袋砂的工艺、过程及施工效果进行了介绍。采用钢管桩加固既可以发挥模袋砂施工工艺成熟、机械化程度高,又可以发挥双排钢管桩的整体性好、刚度大、抗变形能力强等优点,是柔性与刚性体的很好结合,取得了较好的经济效益和社会效益。     

蒙巴萨西站松软土地段高路堤地基处理方案研究

结合蒙内铁路DMK7+660～+920软土地段高路堤地基实际工况,建立软土高路堤稳定与沉降计算模型并验算,同时比较“碎石桩加固”和“基底换填+强夯+反压护道”两种方案。结果表明:天然状态下的松软土地段高路堤在沉降和稳定性方面不能满足要求;路基沉降最大位置位于路基中心,其次为左右路肩及左右边桩,且左右路肩沉降趋势相同,左右边桩沉降趋势相同;从沉降监测数据和运营状态来看,采用“基底换填+强夯+反压护道”方法,保证了蒙巴萨西站高路堤的稳定。     

五峰山长江特大桥超大型沉井地基处理技术

五峰山长江特大桥桥北锚碇采用重力式沉井基础。锚碇区地质土层松软,地基承载力差,为保证地基承载力满足沉井拼装及接高浇筑要求,避免沉井下沉初期出现突沉现象,采用吹填砂施工、砂桩挤密加固、换填砂垫层及铺设素混凝土垫块等方法对地基进行加固。通过多种地基处理工艺相结合,至钢壳沉井隔舱混凝土浇筑完成,沉井累计均匀下沉101mm,地基承载力满足设计和施工需要。     

海底沉管隧道基础处理及沉降控制技术的新进展

文中在对沉管隧道基础处理形式及境内外沉管隧道病害调研数据分析的基础上,指出不利荷载与不良地质作用是引发沉管隧道沉降及病害的主要原因。在对境外典型海底沉管隧道基础处理创新技术评述的基础上,重点介绍了港珠澳大桥沉管隧道基础处理技术的创新与提升,主要包括刚柔并济的双层垫层技术、挤密砂桩加堆载预压地基处理技术、基于CPTu的回弹再压缩沉降计算方法以及沉降控制标准的确定等,分析了深中通道沉管隧道基础处理面临的超宽变宽管节、采砂坑软土地基、风化岩遇水软化、砂土液化、回淤强度大等建设条件,并给出了相应的基础处理对策。在此基础上,结合国家重点研发计划,指出应在充分考虑结构与基础相互作用基础上,开展不良地质条件下海底沉管隧道病害诱发机理与主动防控技术的研究,提出了技术路线和主要研究内容,可供行业相关专业技术人员参考。     

沉管隧道基础灌砂管底压力的监测试验研究

为确保沉管隧道的工程质量,对沉管隧道基础灌砂施工进行实时监测十分必要。通过沉管隧道等比例灌砂模型试验,探索一种新的基础灌砂施工的实时监测方法--基于管底压力监测系统及其分析方法,并对不同工况下灌砂过程中管底压力的变化状况进行研究。研究表明： 1）最先灌砂孔在灌砂过程中不同方位同间距的底板压力呈现完全类似的变化规律,底板压力呈波浪型起伏而逐渐增大,该变化对应砂积盘的形成与消散状况; 2）结合观察窗的观测结果,可确定砂积盘扩展的压力门槛值; 3）先期灌砂孔对后期灌砂孔的底板压力影响明显,致使其不同方位底板压力变化更大、更复杂,后期灌砂砂积盘形成的压力大于前期灌砂砂积盘所形成的压力。     

软弱围岩隧道管棚水平旋喷组合预加固变形规律

为研究软弱围岩地层管棚水平旋喷桩组合结构的预加固效果,采用三维弹塑性有限元方法对比分析了单独使用管棚、单独使用旋喷桩、管棚与旋喷桩组合预加固及无加固4种工况下隧道结构体系的位移变化规律。结果表明:1)水平旋喷桩和管棚2种工法中,水平旋喷桩预加固工法控制拱顶下沉、拱脚收敛值和掌子面稳定性能力显著;2)管棚预加固工法控制地表沉降的能力较强;3)管棚和旋喷桩组合结构控制拱顶沉降和拱脚收敛,掌子面水平位移性能突出,管棚水平旋喷桩组合结构使地表沉降减小91.3%,拱顶沉降减小76.2%,拱脚收敛减小76.3%,其地表最大沉降值为2.7 mm,拱顶最大沉降值为25 mm,拱脚最大收敛值为4mm,最小收敛值为-9.4 mm,加固效果明显。     

孤石地质条件下挤扩支盘桩沉降变形特性分析

挤扩支盘桩没有在孤石地质中应用的先例,中山坦洲快线工程景观大道高架桥65号墩底部有6～8m厚孤石,孤石下方有2～4m全风化和强风化层,采用有限元分析方法对65号墩挤扩支盘桩+普通桩的受力变形特性进行三维数值分析,计算结果表明,桩基与孤石组成扩大基础,挤扩支盘桩+普通桩方案与4根普通桩方案的最大沉降差别不大,沉降值在18mm以内;若施工过程中孤石发生破坏,挤扩支盘桩能够有效降低桩体的沉降,相比于4根普通桩方案沉降降低了28%;若考虑强风化岩层遇水完全软化,桩基的最大沉降为85.58mm,基底采用后注浆加固后,桩基的最大沉降降低了73.79%,为22.43mm。     

振动沉管挤密砂石桩在嘉安一级公路盐渍化软基处治中的应用

文章通过对国道主干线嘉峪关至安西一级公路沿线地质情况的调查,确定该地区主要分布为盐渍化软弱土,经过方案比选,选定K118+200～+405标段采用振动沉管挤密砂石桩处理该地区的盐渍化软弱地基,并介绍了具体的施工方法和工艺。通过原地基载荷试验和处理后地基的载荷试验对比,结果表明,振动沉管挤密砂石桩处治盐渍化软基是合理可行的。     

港珠澳大桥岛隧工程建设的科技创新和运营后应关注的若干问题

针对当年为何在港珠澳大桥东侧主航道海域选用海底巨型沉管隧道,而摒弃不用桥梁或盾构隧道方案进行了阐释。总结了港珠澳大桥岛隧工程建设中几项位居国内外领先水平的创新科技,包括构筑人工岛时采用自稳式的巨型钢质圆筒作为施作基坑围护结构,大面积、超深度"挤密砂桩复合地基"加固处理技术,采用"半刚性管段接头","三明治"式钢-钢筋混凝土组合结构倒梯型最终接头,钢筋混凝土沉管结构的控裂和防腐耐久性设计,中国智慧、中国速度的建造技术,等等不一而足。指出了大桥沉管隧道在运营期间应关注的若干技术问题:1)大桥通车后,沉管隧道后续的工后沉降和差异沉降量是否会进一步发展?最终的收敛值又将有多大?如果超限,又应作何种管控对策? 2)如果发现有大/小管节/管段的接头张开,又该怎样应对处理?如何确保设计预期的沉管各节段间大小接头都要求做到"滴水不漏"?并提出了一些建议及管控对策:1)如果大接头工后沉降(尤其是差异沉降)超限,建议采用深水下的"微扰动注浆"进行后处理; 2)如果接头在底板处有因正弯矩值过大而张开的不测情况,认为只需截断管段顶板内的部分预应力筋,而使截面正弯矩值降低,即可将接头处已张开的底板接缝重新闭合,达到整治的效果。     

地铁盾构施工穿越既有铁路预加固施工技术研究

依托江浙地区某地铁隧道盾构施工工程,采用数值模拟的方法,对大板保护和板桩结构保护两种方案下加固效果进行了对比分析。结果显示:采用板桩结构加固保护下的沉降量（4.0 mm）明显小于大板加固保护方案的最终沉降量（11.4 mm）,且板与普通路基交界处的沉降差异也明显低于后者,对铁路正常运营影响较小;提出“板桩隔离+分区注浆”预加固方案对地基和路基进行保护施工,双线隧道穿越施工均完成后,承载板的最大累计沉降值仅为6.6 mm。     

挤密桩对湿陷性黄土隧道稳定性影响的分析

针对郑西客运专线盘东隧道湿陷性黄土隧底挤密桩加固处理的工程措施,利用有限元软件PLAXIS对该隧道进行了无挤密桩无地下水、有挤密桩无地下水、无挤密桩有地下水及有挤密桩有地下水四种工况的二维数值模拟计算。通过对比分析,研究了在高速列车荷载作用下湿陷性黄土隧道结构的沉降和受力特性及挤密桩加固措施对黄土隧道稳定性的影响。     

道路软基路堤的沉降动态控制方法研究

地质勘查及地基处理方案,这两种因素皆会左右施工沉降量的推算.基于此,结合某市政道路软基路堤处理项目,探讨沉降动态控制方法.明确软基地质勘查意义,并针对常见的软基加固方案——括换填法、抛石挤淤法、堆载预压法或水泥搅拌桩进行论述.其中以堆载预压法为例展开分析,对施工方案设计及固结沉降计算两方面内容进行详细介绍,最后提出沉降动态控制方法,为类似工程提供参考.     

振动沉管挤密碎石桩复合地基原位监测试验研究

为评价振动沉管挤密碎石桩对软土地基的处治效果,文中采用原地监测试验对比分析处治后软土地基的沉降量、沉降速率、水平位移、侧向位移等。结果表明,碎石桩桩体质量良好,振动沉管挤密碎石桩施工工艺可行、质量可靠。     

沉管隧道纵向差异沉降容许值的简化计算方法

基于弹性地基梁沉管隧道纵向计算理论,提出了一种刚度影响线分析方法,为节段式沉管隧道接头剪力的分析计算提供了理论基础。研究了沉管隧道接头剪力与容许地基刚度变化之间的关系,在研究确定地基刚度变化的幅值、模式及与纵向差异沉降之间关系的基础上,研发了基于接头剪力键容许剪力的纵向差异沉降简化计算公式。通过两个算例对刚度影响线分析方法及纵向差异沉降容许值简化计算公式进行了验证。纵向差异沉降容许值计算公式形式简单、物理意义明确、使用方便,为沉管隧道地基处理方案的确定提供了方法。