基于CPTU的承压水位勘察测试方法

基坑隧道等工程中承压水突涌、渗漏等问题时有发生,如何经济、便捷、准确地获取承压水位对工程设计及施工具有重要指导意义。通过分析江阴靖江过江隧道和海太过江通道工程中的孔压静力触探(CPTU)测试及地勘资料,提出了一种基于CPTU的承压水位测试方法,可在获取CPTU原位测试参数的同时,通过测量的孔隙水压力计算承压水位。将CPTU测试获取的承压水位与观测井水位进行对比,结果表明,测试值与观测值较为一致;CPTU方法具有操作便捷、快速、施工成本低的优点,值得在基坑隧道工程中推广使用。

高承压水地层深基坑抗突涌技术

为了防止高承压水地层深基坑突涌破坏,以韩江-榕江-练江水系连通后续优化工程GX12号井深基坑为依托,采用有限元软件建立三维数值模型,对考虑地连墙深度以及布设减压井的5种技术方案进行模拟分析,研究各方案的抗突涌效果,并通过综合考虑基坑抗突涌效果及地连墙施工技术难度和工程造价等,确定基坑工程抗突涌的优化方案。结果表明:1)地连墙深度可由原设计的91.8m优化为78m;2)坑内增设减压井可有效减小坑底隆起和地连墙水平位移,但是增加了基坑周边地表沉降,而增加地连墙深度可显著减小基坑周边地表沉降和坑底隆起;3)增大地连墙深度的抗突涌效果优于增设减压井的效果。本文成果可为类似高承压水地层深基坑工程抗突涌技术提供一定的借鉴。

基坑开挖与承压水突涌对桩基承载力影响分析

为研究基坑开挖与承压水突涌对桩基承载力的影响,选取典型工程案例,通过现场水位观测调查含水层分布情况及水位埋深,进行了坑底抗突涌验算,结合现场突涌发生过程,分析了突涌发生的原因。通过原位静力触探试验结果的对比,分析了坑底各土层扰动度以及扰动度随深度的变化规律,并提出了扰动度与桩基设计参数的关系。结果发现:承压水击穿管桩土塞是引起突涌的主要原因;基坑开挖对坑底以下土体的影响深度约6.5 m~9 m,扰动度随深度线性递减;突涌对桩端以上约2 m范围土体强度影响最大,最大扰动度达到0.91,对桩端以下2 m~4 m深度范围土体影响线性递减;承压水突涌对桩基承载力影响远大于基坑开挖对桩基承载力的影响,突涌点位置桩基承载力受到的影响最大,距离突涌点越远影响越小。

常州城区承压水影响下基坑抗突涌稳定性判定

以常州地铁2号线青枫公园站深基坑工程为例,通过有限元软件建立承压水条件下基坑开挖计算模型。利用数值模拟方法研究承压水条件下基坑稳定性及周围环境变形影响,将数值计算结果与基坑抗突涌理论判定计算结果进行对比得到合理的基坑抗突涌隔水层临界厚度值。结果表明:传统的基坑抗突涌压力平衡判别法计算得到的隔水层临界厚度值偏大,而基于强度破坏的数值模拟判别法得到的隔水层临界厚度值偏小,基于变形控制的基坑突涌数值模拟判别标准得到的隔水层临界厚度值较合理。

大采深高承压水条件下煤层底板突水问题及解决对策

在当前煤矿普遍面临大采深、底板高承压水、高地应力等采掘条件下,正确评价煤层底板承压水突水危险是做好防治水工作的基础。以河南省受底板灰岩承压水突水威胁的大水矿井为例,就底板破坏深度计算、突水系数计算及临界值、脆弱性指数法、不同水文地质单元的“双层水位”效应等问题进行了剖析。分析表明:在大采深和高地应力开采条件下,底板破坏深度较现有用经验公式计算得到的值偏大,一些矿井突水系数虽小于全国临界值,但回采过程中却发生了突水,脆弱性指数法有待于规范化。此外,井田范围内水文地质条件存在着时空变化,甚至会出现“双层水位”等现象。鉴于此,提出了建立大采深和高地应力开采条件下的底板破坏深度计算模型、确定矿区或矿井范围的临界突水系数值、规范脆弱性指数评价方法、查明水文地质条件的时空变化和不同单元的水动力参数、制定同各单元水文地质条件相适应的防治水措施等各项对策。

长江漫滩区明挖隧道基坑降承压水环境影响研究

长江漫滩区地质条件复杂,承压水位高,明挖隧道基坑降承压水可能会引起一定程度的沉降,进而引起建构筑物破坏及生命财产损失。针对该问题,以江阴靖江长江隧道江南标段明挖隧道基坑工程降水施工为例,建立了降承压水有限元模型,分析了邻近敏感别墅区的水位降深、沉降及倾斜特性,并研究了不同止水帷幕设计对沉降的影响。结果表明,降承压水引起的地表沉降稳定速度较慢,降水10,30,60,120 d时,别墅区最大沉降为2.5,4.3,5.4,6.1cm。倾斜稳定相对较快,最大倾斜约0.0002,满足规范要求。本工程止水帷幕设计变更方案可使别墅区最大沉降降低63.5%。在基坑主线将第二承压含水层隔断可最高效地进一步降低别墅区最大沉降。

多含水层地层45m级基坑承压水控制设计与实践

城市深层地下空间开发已成为城市发展的必然趋势,越来越多的超深基坑工程逐渐涌现。上海作为典型滨海地貌单元分布区,深部分布有复杂的多层含水层,包括微承压含水层及第Ⅰ、第Ⅱ、第Ⅲ承压含水层,部分相互联通的巨厚承压含水层厚度达50m以上,因而超深基坑实施将涉及更为复杂的多层承压含水层减压控制设计。为此,依托某挖深达45m的非圆形基坑工程,基于现场抽水试验开展了深部承压含水层水文地质参数反演分析,提出了同时满足坑内减压需求及坑外环境影响控制要求的隔-降-灌一体化承压水分层减压控制设计原则及双帷幕体系隔水方案。背景工程的承压水试验试运行及正式减压降水控制运行的实施效果良好。

高水头承压水对地下连续墙槽壁稳定性影响分析

以北京市CBD核心区某基坑工程为背景,针对既有基坑在加深地下连续墙施工过程中承压水水头高出地下连续墙施工作业面的情况,对其槽壁稳定性因素进行总结分析,研究其局部失稳的机制。研究结果表明:地下连续墙在含有高水头承压水的地层成槽施工过程中,排除常规的机械成槽速率、地下水位标高与泥浆标高关系的影响,承压水水头高度越高槽壁安全系数越小;槽壁最薄弱的位置是介于隔水层之间的含水层,通过槽壁预加固、降低承压水水头高度、针对承压水含水层定位循环浆液可有效保证槽壁稳定性。

非线性破坏准则下承压水地层基坑底板突涌稳定性研究

[目的]在富水岩层地区,防止承压水突涌事故已成为深基坑工程设计、施工的重点和难点,而准确有效地确定基坑底板临界厚度是防止承压水突涌事故发生的关键,因此需针对承压水地层基坑底板突涌破坏问题开展稳定性研究。[方法]基于非线性Mohr-Coulomb破坏准则,考虑地层土体各强度参数与非均质特性的影响,建立基坑底板突涌破坏力学分析模型。基于极限平衡法,提出考虑地层土体自身强度的底板突涌稳定性安全系数计算式,对现行基坑支护技术规范中的突涌破坏计算方法进行了修正。以济南某软土地层管廊工程基坑为例,验证所提出基坑底板修正突涌稳定性计算式的有效性,同时还分析了不同土体强度参数、隔水层厚度及承压水压力作用下的突涌稳定性安全系数变化情况。[结果及结论]随着土体黏聚力、非均质常数、重度及隔水层厚度的增加,基坑底板突涌稳定性安全系数不断增大;随着土体非线性系数、承压水压力及基坑宽度的增加,基坑底板突涌稳定性安全系数不断减小。考虑土体自身强度参数影响所得的突涌安全系数计算值整体大于现行基坑支护技术规范中计算方法的计算值。采用所提修正突涌稳定性计算式进行验算更为经济。

超深基坑内贯入承压水层管桩抗突涌处理方法研究

结合上海某地铁车站超深基坑工程在旧厂区的施工实例,介绍一种超深基坑内贯入承压水层管桩抗突涌的处理方法,通过采取全回转全套管钻机拔桩、RJP工法旋喷桩加固封底、应急减压降水等处理方法,保证了超深基坑工程的安全,可为今后类似工程的施工和设计提供借鉴。

承压水下深基坑支护桩影响的数值分析

针对深基坑工程支护桩影响的基坑承压水抗突涌问题,文中利用有限元软件ABAQUS,建立了深基坑抗突涌稳定性三维数值分析模型,分析不同承压水位作用下基坑底部的突水破坏机理和变形行为,分别研究隔水层厚度和土壤强度的影响,进一步揭示承压水作用下桩基应力和土壤变形的规律。试验结果表明,在相同承压水压力下,各桩身轴力关系为中心桩>边桩>角桩。同样压力下,随着土层的厚度增加,土的隆起位移变形逐渐减小,各桩侧摩阻力的变化规律相似,桩侧摩阻力随承压水头的增大而逐级增大,土层界面处桩与土的相对位移最大。因此,桩身上部的正摩阻力达到最大值,桩身下部受到负摩阻力的作用。

深基坑微承压水地层基坑降排水施工技术研究

对微承压水地层的特点进行了分析,确定了降排水施工的目标和要求,设计了微承压水地层的降排水方案,包括井点设置、井设施建设和排水系统设计等方面,并通过模型试验台模拟不同井点设置下的地层压力和降水效果。结果表明,通过合理的井点布置和适宜的排水系统设计,可以有效降低地层水压,保证基坑的稳定施工。

多层承压水地层盖挖基坑钢管柱竖向变形和对结构影响的研究

钢管柱是盖挖法施工中地下结构的主要竖向承载构件。在基坑开挖卸载与基坑底部地下水的共同作用下,钢管柱会产生竖向变形,并在地下结构中产生附加应力,进而影响结构安全。因此,以北京城市副中心交通枢纽深基坑为研究背景,首先提出了有利于控制钢管柱竖向变形的基坑开挖方案,然后采用数值模拟方法分析了基坑开挖与不同降水方案对钢管柱竖向变形的影响,确定了适用的降水方案;在施工过程中还对钢管柱竖向变形进行了监测,再将实测的钢管柱竖向变形等效为强制位移,计算了钢管柱竖向变形所产生的附加内力,并将附加内力和原始内力进行叠加,分析了最不利工况下钢管柱竖向变形对地下结构安全性的影响。

含承压水煤层底板裂隙断裂响应分析

文章以深度超千米的顾桥煤矿采煤工作面为例,借助ABAQUS有限元软件,建立了煤层底板分析的简化力学模型,在此基础上考虑了超前支撑压力的分布特点,揭示了大埋深、高围压煤层底板中存在承压水对底板单裂隙和共线双裂隙的破坏影响,分析了底板不同深度裂隙的断裂破坏规律、不同承压水作用下裂隙断裂规律、共线双裂纹受承压水作用时断裂破坏规律,对大采深、带压开采等采煤工作具有参考价值。

高承压水地层抗拔桩施工技术要点分析

抗拔桩是用来承受建筑物的竖向上拔压力的桩,依靠桩身与土层的摩擦力来抵抗轴向拉力,被广泛应用于大型的地下室建筑物,海上码头等施工工程中。抗拔桩日益广泛用于大型地下建筑的锚桩基础、抗浮桩等,尤其是在高承压水地层中,抗拔桩应用更为广泛。为了保证抗拔桩的施工质量,本文针对雄安新区某工程地下超深基坑在高承压水的条件下,钻孔灌注桩抗拔桩施工过程中的技术要点进行了分析,可为相似的工程施工提供技术支持和参考。

上海某深基坑项目承压水层抽水试验探讨

在深基坑工程施工过程中地下水对基坑围护的稳定性起着至关重要的作用;尤其在有着软土代表性的上海地区,两层地下室的基坑围护工程中,微承压水和承压水的影响成为基坑设计和施工不得不考虑的棘手的问题。为了更好的指导降水设计和施工,需要对承压水层进行试抽水试验,用以复核和得到更加详细准确的承压水层水文地质参数,从而制定可行、合理的地下水处理方案,同时可以用于指导降压井的布置、开启和封闭的提供依据。本文结合上海市青浦区某深基坑工程实例进行了抽水试验,并对试验结果进行了分析。通过现场抽水试验得到了承压水位实际埋深、单井出水量及不同承压水土层间的水力联系关系;并通过现场抽水试验结果求解出承压水土层的水文地质参数。

承压水上方煤层带压开采底板破坏规律与风险分析

宏岩煤矿开采过程中存在底板承压水害威胁,为判断采动过程中底板的破坏深度,采用理论计算、数值模拟、现场测试等方法进行综合分析。结果表明:煤层底板的破坏深度为9~9.06 m.底板塑性区表现出周期性的张拉破坏—重新压实—张拉破坏形式,底板的突水系数为0.098 MPa/m,满足安全开采的需求,但由于与临界安全值较为接近,需要加强底板防治水工作。

深部开采灰岩承压水防治技术体系研究及应用

针对矿井深部开采灰岩承压水防治工作缺乏标准流程体系的问题,在充分收集分析多年来的灰岩承压水防治资料的基础上,结合重点企业、科研院所奥灰水防治的先进技术,总结得出一套较为完善、具有标准化实施流程的灰岩承压水防治技术体系。经多矿实施后,有效消除了灰岩承压水突水的安全隐患,并解放和开采了一批呆滞的资源储量。

底板承压水上底抽巷布置层位及围岩控制技术研究

针对古汉山矿高应力、底板承压水条件下底抽巷存在围岩控制困难且易发生突水事故的问题,通过运用理论分析、数值模拟及现场试验的综合方法,研究底抽巷底板突水发生机制及其围岩破坏特征,提出底抽巷围岩综合治理技术。研究结果表明,底抽巷围岩存在的非对称塑性区使其底板隔水层厚度变小后突水风险增加;底抽巷合理的布置层位为与煤层底板垂距12 m、距回采巷道水平内错8 m;采用提高支护强度并配合注浆的手段对底抽巷协同治理;试验期间,底抽巷顶底板变形252 mm、两帮变形219 mm,提高了瓦斯抽采率,确保工作面安全开采,为相似地质条件下底抽巷的治理提供技术参考。

某承压水地层地铁车站深基坑设计探讨

以某承压水地层地铁车站深基坑为例,在分析了基坑概况、地质、水文及周边环境的基础上,阐述了地下连续墙+内支撑体系,结合悬挂式按需降水的设计方案。采用数值模拟对围护结构及周边环境的变形沉降进行了分析,并通过施工现场实测数据进行了验证。实践证明,基坑支护及降水方案能够同时满足基坑稳定性和周边环境保护的要求,验证了在承压水地层深基坑中采用地下连续墙+内支撑体系,结合悬挂式按需降水的设计方案合理可行。