门式抗浮框架作用下上方开挖既有盾构隧道响应解析解

上方开挖卸载导致既有盾构隧道结构产生上浮,易引发结构渗漏水、开裂等病害。竖井开挖联合门式框架技术是限制上方开挖引起既有隧道上浮的一种有效控制措施,但是目前仍缺少相应的理论方法用于指导门式抗浮框架的设计。为此,提出了既有隧道结构响应的解析解,可以实现竖井和基坑开挖阶段既有隧道结构纵向和横截面变形计算,并给出了相关的计算流程。通过与工程实例和三维数值模拟结果进行对比,验证了解析解的可靠性。通过典型算例计算和参数敏感性分析讨论了门式抗浮框架的作用机理以及既有隧道埋深和竖井开挖尺寸等因素的影响规律。结果表明:门式抗浮框架在基坑开挖阶段可以有效控制上方开挖引起的既有隧道变形,控制效果与既有隧道上方剩余覆土厚度密切相关,剩余覆土越小控制效果越明显;门式抗浮框架的作用效果主要取决于抗浮板与土体之间的作用力,抗拔桩与土体的作用力对既有隧道变形影响较小。

抗拔桩与承压型囊式扩体锚杆性价比浅析

对建(构)筑物抗浮工程两种常用锚固体钢筋混凝土抗拔桩和承压型囊式扩体锚杆设计计算理论进行了研究和梳理;并结合北京某一实际工程案例,对两种抗浮锚固体在设计中的可靠性、适用性和经济性进行对比分析。结果表明,在天然地基承载力满足基底压力要求,地基土层构成情况相同,两种抗浮锚固体提供相同抗力的条件下,承压型囊式扩体锚杆综合性价比优于钢筋混凝土抗拔桩,仅工程造价就可以节省20%左右,可为抗浮工程锚固设计时的锚固体方案比选提供借鉴与参考。

直立锁边金属屋面抗风揭及防渗漏施工技术研究

金属屋面在使用的过程中一直面临着防风揭和防渗漏的关键技术问题。为了解决这些问题,以厦门国际博览中心会议中心项目中的金属屋面工程设计施工为背景,系统介绍了金属屋面防风揭和防渗漏的施工创新技术,有效增强金属屋面的抗风揭和防渗漏性能,以提高直立锁边金属屋面结构使用寿命和耐久性。

U型槽结构下振冲碎石桩联合抗拔桩数值分析及优化设计

[目的]研究沿海下穿道路工程U型槽结构下振冲碎石桩联合抗拔桩的加固效果及其优化设计.[方法]采用有限元软件ABAQUS进行建模,分析了振冲碎石桩的打入对砂土地基抗液化能力的改良效果,讨论了U型槽、抗拔桩、碎石桩各设计参数对U型槽抗浮效果的影响.针对以上结果基于NSGA2遗传算法,开展抗液化能力、抗浮效果、工程造价三目标的优化设计.[结果]振冲碎石桩可以大大增强砂土地基的抗液化能力,未使用振冲碎石桩的砂土均发生液化,而采用振冲碎石桩处理后的砂土地基液化率仅为4.7%;U型槽底板厚度、抗拔桩的桩径、桩长和振冲碎石桩的桩径、桩长均对U型槽底板上浮位移有较大影响;采用NSGA2遗传算法得出的最优方案在满足安全储备的情况下,造价比原始方案节省了10.0%,且砂土地基液化率降低了45.7%.[结论]基于NSGA2遗传算法提出的以砂土液化率、底板上浮位移和工程造价为目标的优化设计方案可为今后同类工程提供设计指导.

大跨度铁路钢-混组合梁负弯矩区桥面板抗裂措施研究

为研究铁路荷载作用下大跨度钢-混组合梁负弯矩区桥面板开裂情况及抗裂技术,以某主跨168 m的铁路钢-混组合连续刚构桥为背景,采用MIDAS Civil软件对桥面板受力情况进行建模分析,并开展抗拔不抗剪连接件技术及预应力技术对桥面板抗裂性能影响的研究,结合抗裂措施工作原理及施工可行性,提出适用于减小负弯矩区桥面板裂缝宽度的实施方案。结果表明:采用普通栓钉连接、桥面板常规配筋条件下的钢-混组合梁,运营阶段主力及主力+附加力工况下负弯矩区桥面板裂缝宽度均不满足规范要求;墩顶处桥面板与0号块固结及非固结2种形式下,抗拔不抗剪连接件桥面板抗裂方案均不适用,抗拔不抗剪连接件的适应性受桥面板与0号块连接构造及桥面板整体与钢桁架上弦杆顶面连接形式影响较大;对桥面板配置纵向预应力筋能有效降低拉应力水平,设后浇带预应力筋张拉方案负弯矩区桥面板最大拉应力较桥面板浇筑成型后张拉预应力筋方案更低,更能充分发挥预应力效应,且便于工程实施,建议工程应用中宜控制湿接缝占比小于10%,预应力筋锚固断面拉应力突变值宜控制在2 MPa以内。

高压喷射扩大头锚杆在地下室抗浮设计中的应用

文中依托工程实例,对高压喷射扩大头锚杆的施工技术进行分析,通过现场试验检测锚杆的施工质量,并与普通的锚杆技术进行经济性对比。结果表明,锚杆的位移与加载呈正相关,锚杆的荷载-位移曲线离散性较小,且测试过程中锚杆未被破坏,抗浮锚杆具有良好的施工效果。

富水深基坑钢筋抗浮锚杆抗拔承载特性试验与预测研究

本研究通过优化锚杆截面和注浆方式,提升承载力,改善施工质量,并进行现场测试以验证其抗拔承载力效果。结果表明,增大锚杆与固结材料之间的接触面积提高了粘结强度,同时锚杆的位移受所处土层极限粘聚力影响,表现出不同的抗拔能力。此外,研究还发现传统的极限平衡理论预测值与实测值相差较大,准确度仅为46.4%~49.16%,无法有效反映非线性的位移变化特征。通过多项式拟合分析,3次多项式模型显著优于二次多项式,能够更准确地反映抗浮锚杆上拔荷载与位移间的关系,可为抗浮锚杆的设计和应用提供理论和技术支持。

黏性海床中固结桩式沉箱的垂向抗拔能力

随着海洋工程的日益大型化、深水化,巫需发展新型的水下基础建设方法。本文介绍了一种结合了吸力式沉箱与海工固结锚技术的固结桩式沉箱,描述了其结构与工作原理,并在试验室内开展了一系列的垂向上拔试验,观测分析了灌浆量及桩管长度对抗拔力的影响。试验表明,固结材料与桩管底部四周土体结合所形成的次生固结体大大增加了抗剪面积,固结桩式沉箱的抗拔能力较吸力式沉箱有显著提升;沉箱的灌浆量宜取1/20M_(s)(M_(s)为沉箱内能容纳的土体质量);短粗沉箱的最大抗拔力在桩管长度为1.5H(H为沉箱的高度)时出现拐点,细长沉箱的最大抗拔力拐点出现在桩管长度1.5H~2H区间。固结桩式沉箱的抓重比较传统沉箱更高,施工便捷,具有良好的工程应用前景。

使用渗压系数评价运行期坝基扬压力的利弊探讨

在混凝土坝运行过程中,通常采用渗压系数评价坝基扬压力的大小,并进一步评价大坝渗控系统的工作性态。根据沙沱、光照水电站的实测数据分析发现,采用渗压系数作为监控指标虽然简单、直观,但并不能真实反映坝基的工作状况。建议设计单位在进行结构计算时,除了提供单一的扬压力系数取值外,还应根据计算工况、安全余度反算各坝段的扬压力控制值供运行单位使用;运行单位在日常资料分析中,除了关注扬压力系数及扬压力外,还应该结合其变化过程及其他监测项目综合分析。

扩底抗拔桩承载力计算研究现状分析

为比较和分析不同理论计算方法对于扩底抗拔桩承载力计算结果的影响,总结了国内外学者的不同计算方法,运用数值模拟和各种理论计算方法进行比较和分析。结果表明摩擦圆柱法和圆柱面剪切法的误差均在20%左右,扩大系数法的误差在15%左右,因为这些方法无法准确地确定扩大头的影响范围或扩大系数。Meyerhof-Adams法考虑的参数和情况比较全面,其计算结果与数值模拟结果吻合较好。因此,Meyerhof-Adams法是一种较为可靠的计算扩底抗拔桩极限承载力的方法,而其他方法存在较大的误差和限制。

北京歌舞剧院大埋深地下结构设计

北京歌舞剧院结构基底标高-22.600m,采用震振双控技术,在地下室基础底板底和挡土墙外侧设置减振垫,同时在标高-12.400m设置层间隔震(振)层。最大水头高达16.400m,减振垫限制了采用抗拔锚杆或抗拔桩抗浮,且观众厅和舞台区域自重轻,对大埋深地下结构抗浮提出了挑战;高悬臂挡土墙生根于隔震(振)层,向上局部收进,最大挡土高度约为15.590m,墙体边界约束条件及传力路径复杂。针对上述关键问题,提出利用配重抗浮、加厚基础底板、地下室结构考虑水浮力影响的设计方法;采用基底减振目标刚度计算分析基础底板和地下结构的抗浮稳定、承载力及变形,对基础上部结构和基础进行协同设计,有效解决了基底减振加层间隔震(振)条件下结构整体和局部抗浮设计难题;最后采用三维整体建模方法模拟挡土墙复杂边界,计算挡土墙的变形及内力,并对比多跨连续梁模型计算结果,为高悬臂挡土墙结构设计提供了依据。

地下室局部上浮开裂分析及加固研究

通过对某在建工程地下室上浮区域的受损构件进行全面检测与勘查,复算在使用阶段(覆土后)和当前阶段(覆土前)的地库抗浮稳定性。覆土前,纯地下室自重不足以抵抗水浮力作用而上浮,在纯地下室与主楼交接区域,部分梁柱受拉、压、扭共同作用,造成开裂或混凝土局部破坏。根据结构构件的受力特性及受损程度不同,对柱采用粘钢法或粘贴碳纤维法加固,对梁采用增大截面法或粘钢法加固,提高结构构件的承载能力和抗变形能力。

生态补水区域城市综合体项目抗浮设计

随着生态补水工程对河流流域内地下水的持续回补,地下水水位将随之增长。在生态补水区域进行工程建设时,如果不能合理设定抗浮设防水位,将有可能发生底板拱起变形、墙柱变形开裂、结构整体上浮等工程事故。这类事故往往处置难度大且成本高,因此应在设计阶段就对抗浮问题给予充分重视。城市综合体项目具有建筑体量大、基础埋深大、商业业态与建筑形态丰富的特点,需要针对这类项目的特点开展针对性的抗浮设计。以小瓦窑城市综合体项目为例,探讨了生态补水区域城市综合体抗浮设计中抗浮设防水位的确定、抗浮稳定性验算、施工阶段的抗浮措施,形成了合理有效的抗浮方案,以期为其他工程的抗浮设计提供参考。

关于《建筑工程抗浮技术标准》JGJ476-2019若干规定的讨论

《建筑工程抗浮技术标准》JGJ476-2019中的一些规定存在较大的争议,成为了业界关注与讨论的热点。本文通过对该标准及其相关文献的深入学习和分析,指出了标准中存在的抗浮锚杆与抗浮桩概念混为一谈、“抗浮工程设计等级”概念不明确、稳定安全系数计算公式的荷载与抗力值态混淆且有错误、在计算承压水对隔水层的作用时隔水层自重取浮重度不合理、锚固构件的钢筋伸入抗浮板的长度太长、锚固体裂缝验算公式缺乏理论依据与实践验证、抗浮锚杆施工前对岩层裂缝的渗水率进行测试没有必要且无法实施、采用测力计监测结果作为锚杆锁定力验收标准不合理等8个问题。针对标准中存在的上述问题提出明确的建议,为日后该标准的持续完善提供了参考。

城市道路下穿立交引道方案研究

随着经济和社会的发展,城市对交通功能的需求逐步提高,道路平交道口改为下穿式立体交叉工程也越来越多。结合山东某沿海城市道路改造工程,对道路下穿立交中地道桥引道方案进行研究,通过对U型槽主动抗浮方案、渗沟排水方案、疏水消浮方案的分析比选,结合城市用地、水文地质、工程经济、低影响开发等因素,得出本地区改造工程适用的立交引道方案,并为同类工程设计提供思路和借鉴。

地下建筑抗浮设计新方法——消除浮力法的工程实践与探讨

传统地下建筑抗浮设计大多采用被动抗浮模式,需要设置大量的抗拔桩或相当数量的压重来平衡基底的水浮力,不仅建造成本高,而且对施工和使用期间抗浮水位的取值很敏感,要求数据比较准确,当偶遇暴雨引发的洪涝灾害时,往往容易发生地下室上浮等安全事故。针对传统地下建筑抗浮设计存在成本高、事故多等缺点,本文提出新的抗浮设计方法——消除浮力法,通过在基坑周边设置隔水构件,以及在基底利用反滤层排水,从而对基底渗流水采用疏堵结合的措施,有效消除基底水浮力,该方法属于主动抗浮模式。经过理论分析,消除浮力法不需要抗拔桩或大量压重就能有效解决地下室抗浮的难题。该方法概念清晰、受力明确、安全可靠、经济合理、简便实用,具有很好的工程实际应用价值,并且已经在实际工程中取得了非常好的应用效果。

弱透水型土质地区泄水降压法抗浮技术探讨

传统抗浮设计成本较高,《建筑工程抗浮技术标准》(JGJ 476—2019)执行后,泄水降压法等新型抗浮措施得到了广泛应用。文章探讨了建筑工程抗浮技术的实施情况,分析了泄水降压法的适用情况,并以合肥市某项目地下室为例,介绍了泄水降压法的设计方案,充分利用弱透水型土质地区土的渗透性差、基坑内水压力低的特性,采用合理的抗浮技术进行方案优化,为社会节能减排创造了可观的经济效益。

砂土中吸力式沉箱基础抗拔承载特性试验研究

通过一系列的室内模型试验研究了砂土中吸力式沉箱基础的抗拔承载特性,着重分析了沉箱的长径比、荷载作用角度和荷载作用点位置的影响。试验中考虑了3个长径比,5个荷载作用角度和5个荷载作用点位置。试验结果表明,不同工况条件下吸力式沉箱基础在被拔出前所表现出来的荷载-位移特性各不相同。增大沉箱的长径比,可以显著提高吸力式沉箱基础的抗拔能力,但长径比的改变不影响吸力式沉箱基础的位移特征。荷载作用方向越接近于水平方向,吸力式沉箱基础的抗拔能力越强。当吸力式沉箱基础承受竖向上拔荷载作用时,荷载作用点位置的变化对其承载力的影响可以忽略;除荷载作用角度为90°外,荷载作用于沉箱高度的2/3和3/4处时,基础的抗拔能力最强。

盾构隧道管片施工期上浮影响因素的现场试验研究

针对盾构掘进施工时常面临的管片局部或整体性上浮问题,依托宁波地区2例施工期发生较大上浮的地铁盾构隧道工程实例,选择地层特性、埋深等外部条件相似的区段建立掘进速度、总推力反力的竖向分力、同步注浆压力等盾构施工参数以及同步注浆浆液配比的现场试验段,并结合试验段管片上浮的现场监测数据分析上述不同单一因素对施工期管片上浮的影响规律。研究结果表明:管片下半侧注浆压力高于上半侧注浆压力时,管片上浮量增大,当压力差达0.3 MPa时,管片上浮量增加约20 mm;总推力反力变化不大的基础上,其竖直向上的分力增大时,管片上浮量相应增大,当分力增加260 kN,管片上浮量增加约15 mm;在同步注浆胶凝材料总量不变、且非胶凝材料掺量不变的基础上,随着粉灰比、水灰比的减小,浆液抗压强度、黏聚力提高,初凝时间缩短,管片上浮量减小,当每3 m3浆液中水泥的相对掺量增加100 kg,管片上浮能减小19.8 mm;掘进速度单因素对施工期管片上浮无明显影响。

地下水赋存状态与渗流特征对基础抗浮的影响

大量带有纯地下室的高层建筑，以及地下车库、下沉式广场的兴建，使抗浮问题非常突出。抗浮标准如何确定，各类规范没有明确规定。本文以北京市规划区为例，通过研究区域内浅层地下水的赋存与渗流特性，水位变化的历史过程和影响因素，通过渗流分析，提出当前解决有关问题的可能途径。