Soil-cement mixture properties and design considerations for reinforced excavation

soil-cement is a mixture produced by grouting or mixing cement with soils. This paper reviews and discusses the general classifications of grouting techniques and the suitability of their applications.The mechanical properties of soil-cement mixture and the influence of sodium silicate added are discussed. Design considerations for deep soil mixed wall(DSMW) for excavation support and vault arch for tunnelling stabilisation are presented. Parameters for the numerical analysis of soil-cement mixture are evaluated and recommended.

预制H型混凝土板桩在软土地区深大基坑中的应用

以上海天安豪园二期C区项目为例,将五轴搅拌桩内插预制H型混凝土板桩应用到上海软土地区地下2层基坑中。详细介绍了H型板桩的设计方法、施工要点,采用规范算法预测基坑开挖期间围护结构变形,并与现场实测数据进行对比分析,结果表明,支护结构及周边环境均处于安全稳定状态,从而验证H型板桩围护的有效性。

饱和地基中劲芯水泥土墙隔振的二维BEM-FEM耦合分析

振动污染在国际上已被列入“七大环境公害”之一,填充沟是振动污染治理的一种常用隔振屏障。传统的填充沟受工程造价和施工工艺等限制工程中应用较困难;为克服上述问题,提出一种新型隔振屏障-内插预制芯墙的劲芯水泥土墙。对于饱和地基中劲芯水泥土墙的隔振问题,饱和地基采用饱和土半解析边界元法(boundary element method,BEM)建模,劲芯水泥土墙采用有限元法(finite element method,FEM)建模,根据饱和地基-水泥土墙交界面的平衡和连续性条件,分别建立了劲芯水泥土墙对入射Rayleigh波(瑞利波)的远场被动隔振和对动力机器基础振动近场主动隔振的半解析BEM-FEM耦合分析方法,并对劲芯水泥土墙的隔振效果进行了计算分析。研究结果表明:饱和地基中设置劲芯水泥土墙能够起到较好的隔振作用,其隔振效果与混凝土墙基本相当且远优于纯水泥土墙;预制芯墙在劲芯水泥土墙隔振系统中起关键作用,为避免弹性波从芯墙底绕射而降低隔振效果,预制芯墙深度应与水泥土墙深度保持一致;增大芯墙厚度对隔振效果提升不大。在等深芯墙条件下,增大墙深能显著提高远场隔振效果,但对近场隔振效果提升较小;增大墙厚也可提高隔振效果,但提高幅度不大。实际工程中,建议结合工程造价和施工工艺,选择合适的水泥土墙和预制芯墙墙厚。此外,屏障距振源距离对主动隔振效果影响较小,建议根据被保护建筑与振源之间的实际情况,选择合适位置构建隔振屏障。

三轴水泥土搅拌桩防渗墙抗渗效果试验研究

文中依托某垃圾填埋场三轴水泥土防渗墙检测项目,对水泥土搅拌桩防渗墙进行渗透性能、完整性及抗压强度检测,并对试验结果进行分析总结。结果表明,水泥土防渗墙渗透系数均小于10^(-6)cm/s,完整性为Ⅰ~Ⅱ类,但桩身下部水泥土的抗压强度未满足设计要求。综合而言,其基本可以满足垃圾填埋场防渗墙的抗渗要求。

濒海富水软土地层超深CSM与TRD成墙质量及综合工效对比分析

濒海富水软土地层中超深等厚度水泥土搅拌墙施工难度大,缺乏工艺可靠性和工效预估依据。依托上海浦东沿海地区某大型地下工程,开展80 m级超深CSM和TRD等厚度水泥土搅拌墙成墙试验,通过取芯检测和施工分析对比研究了2种工艺的成墙质量和综合工效。结果表明,CSM墙体的力学性能更优,其平均强度和抗渗系数分别达到了0.81~0.91 MPa和5.8×10^(-8)~9.9×10^(-8) cm/s,相应的TRD墙体指标分别为0.73~0.92 MPa和6.5×10^(-8)~1.0×10^(-7) cm/s;CSM的综合工效为2.4 m/d,TRD的综合工效与水平施工距离正相关,当施工距离大于20 m后,TRD的综合工效开始高于CSM,且最大工效可达2.8 m/d。研究结论可为濒海富水软土地层超深等厚度水泥土搅拌墙提供设计参数和施工组织依据。

深厚软土区域水泥土强度影响因素与变形特征试验研究

针对深厚软土地区影响重力式水泥土墙强度的敏感因素如水泥标号、水灰质量比、水泥掺量、养护龄期等,通过室内试验得到了多因素耦合的强度变化规律,并结合水泥土墙变形分析提出了重力式水泥土墙变形控制的有效方法,为进一步研究深厚软土地区此类支护结构的适用性和优化设计提供参考。

水泥土搅拌墙+钻孔灌注桩在基坑支护中的应用

某深大基坑周边环境及地下管线复杂,地质条件相对较差,为保证基坑施工任务的顺利进行,首先对基坑围护结构方案进行比选,然后在施工中对重点工序进行控制,同时加强基坑变形监测,最终完成了基坑施工任务。

CSM水泥土搅拌墙在临江某深基坑止水的应用效果分析

通过以汉口滨江国际商务区(五期)P5,P8地块深基坑工程为实例,介绍了在紧邻长江的软土地区深厚承压水含水层的水文地质条件下,采用CSM工法双轮铣水泥土搅拌墙作为隔水帷幕,阻隔断基坑内外承压水,保护基坑及周边安全。通过钻芯取样检测、降水水位监测、基坑监测,分析证明该施工方法隔水效果良好、质量好,安全可靠、经济环保,为以后在深基坑支护、止水设计和施工提供了参考。

水泥搅拌桩在水库大坝除险加固中的应用

水泥土搅拌桩防渗墙作为一种常用的垂直防渗技术,广泛应用于水库大坝除险加固中。采用有限元模拟分析防渗墙布设位置和入土深度对防渗效果的影响。结果表明:防渗墙的设置能够提高大坝的防渗能力;渗流量随着防渗墙向下游移动逐渐提高,随着墙体入土深度的增加逐渐降低;为了便于施工,在坝体中部接近上游位置处布设防渗墙比较合理,不会对防渗效果造成较大影响。研究结果为大坝防渗加固提供参考。

超厚软弱土地区基坑开挖施工技术

以某市新建大型公共建筑项目为例,介绍了超厚软土地区基坑开挖施工的全过程,对施工中常见的重点、难点进行研究,对施工过程中常见的问题进行剖析,并提出改进措施与建议。经过实践得出结论:深基坑土方开挖是基坑安全受影响最大的施工阶段,尤其是对超厚软弱土的开挖。施工方应科学制订施工方案,合理选择施工设备、开挖方式和顺序,从而保证工程质量和安全。

直立堤防渗墙技术在深厚砂层中的应用研究

防渗墙施工质量事关水利工程成败。文章以某深厚砂层直立堤防渗墙项目为例,介绍深层水泥土搅拌桩防渗墙的施工工艺、质量控制要点、设计技术指标的检测方法及检测结果,同时对深层水泥土搅拌桩无法钻至设计底标高产生的故障桩位及处理方法进行了分析。结果表明:通过调整施工工艺和施工参数,采用深层水泥土搅拌桩防渗墙和高压旋喷桩防渗墙局部处理可满足防渗要求。该方法可供类似工程参考。

李家梁水库双轮铣水泥土搅拌墙成墙技术研究

作为一种新型等厚度水泥土搅拌墙施工技术,双轮铣水泥土搅拌墙(SMC)在水利工程防渗墙和基坑工程止水围护结构等工程中有广阔应用前景。分析总结SMC工法的施工工艺及特点,并以榆林市李家梁水库防渗墙工程为依托,对水库成墙段水泥土搅拌墙进行无侧限抗压强度及渗透试验。结果表明:防渗墙成墙效果良好,满足工程技术要求,其中,无侧限抗压强度均大于3 MPa,最高为3.91 MPa,渗透系数均小于10^(-5)cm/s数量级,最低为10^(-10)数量级,墙体内部与搭接处强度基本一致,能够为相关工程实践提供借鉴。

面波法在深层水泥土搅拌墙中的应用研究

面波法的理论基础是英国学者瑞利提出的半无限弹性均匀介质中的瑞利面波理论,及其后来发展的半无限弹性层状介质中的频散理论,所有这些理论的前提是半无限弹性空间,对于像水泥土搅拌墙等水平方向宽度有限,并且往往宽度很小的弹性介质,对其瑞利面波的特性研究的很少。对于有限宽度弹性介质,根据其边界条件的不同可以简化为平面应力、平面应变、弹性约束三种情况。通过理论分析发现三种情况下,其瑞利面波(直达波)的速度与半无限弹性空间中的瑞利面波速度相差很小,并通过室内模型试验验证了这一结论,为瑞利面波在水泥土搅拌墙等宽度有限的弹性介质中的应用提供了科学依据。

水泥土墙支护结构遗传进化优化设计方法

探讨了水泥土墙支护结构优化设计方法,建立了以水泥土墙的有效宽度、嵌固深度和置换率为决策变量的优化设计模型,提出了水泥土墙支护结构参数遗传进化优化设计计算方法,讨论了设计计算参数对优化计算结果的影响。并给出了两个工程计算实例,计算结果表明本文方法可得到既安全可靠又经济合理的最优设计方案。

劲性水泥土连续墙的抗弯刚度研究

阐述了劲性水泥土连续墙的工作机理,指出水泥土对荷载具有分担作用并对结构体的刚度具有贡献,而且这种分担作用和贡献将随荷载的变化而变化。将劲性水泥土连续墙体在荷载作用下的变形过程分为5个阶段,分析了各阶段结构有效截面和截面应力分布的演变情况,推导了在工程应力允许范围内连续墙结构刚度的计算式,并通过试验验证了计算方法的合理性。

TRD工法等厚度水泥土搅拌墙技术与工程实践

TRD(trench cutting re-mixing deep wall)工法构建的等厚度水泥土搅拌墙具有地层适用性广、墙体均质性好、隔水性能可靠等特点。详细介绍了TRD工法构建的等厚度水泥土搅拌墙围护结构的承载变形特性、设计方法、施工关键技术、检测方法,以及作为基坑型钢水泥土搅拌墙围护结构和超深隔水帷幕的工程实践。

水泥土桩加固边坡变形破坏特性及模型试验分析

水泥土桩是软土边坡常用的一种较经济的加固结构,但目前对水泥土桩加固边坡的变形破坏特性和抗滑机制认识不清,相应的稳定性评价理论研究较少。建立了一边坡模型,运用有限元分析了离散水泥土桩加固边坡的变形破坏特性,结果发现边坡失稳时,桩-土之间由于变形不协调而产生塑性滑移,强度和刚度都较大的水泥土桩呈S型挠曲变形而发生弯折破坏,未能有效发挥设计要求的抗滑能力,加固边坡最后形成贯通的剪切滑动带而非滑动面。提出了水泥土剪力墙的概念,通过有限元模拟发现,采用水泥土剪力墙加固边坡,因墙-土界面摩擦力的作用,下滑力在剪力墙和边坡滑体之间得到调整,最终促使加固边坡产生整体剪切破坏,有效发挥了剪力墙的抗滑能力。通过桩土复合结构的水平推剪模型试验,验证了数值模拟结果的合理性。

复合形模拟退火算法及其在水泥土墙优化设计中的应用

将传统优化方法中的复合形法和智能优化方法中的模拟退火算法有机结合,得到一种新型的智能计算方法—复合形模拟退火算法。仿真分析表明它比单一的复合形法和模拟退火算法搜索性能更优。按照我国现行规范建立了水泥土墙优化设计数学模型,探讨了提出的复合形模拟退火算法在水泥土墙支护结构参数优化设计中的应用。给出了工程计算实例,其计算结果验证了方法的可行性和可靠性。还讨论了基坑内被动土压力区的加固对水泥土墙的嵌固深度和有效宽度的影响。

多种围护结构在超大面积深基坑工程中的组合设计

超大面积深基坑工程周边环境条件多样,在满足基坑安全和环境保护要求的前提下,多种围护结构的结合应用更为合理和有效。本文以杨浦大学城一期基坑工程为背景,对采用“中心顺作、周边一明一暗顺逆作结合”的方法进行施工的基坑工程的围护结构设计进行了详细的介绍和分析。该工程采用了除型钢水泥土搅拌墙以外上海地区目前常用的所有围护结构形式,多种围护结构形式在基坑工程的整体设计中通过合理的平面组合和空间结合,在工程安全性、合理性、经济性等方面都发挥了更好的作用,为同类基坑工程的设计提供借鉴和参考。

考虑地铁盾构隧道穿越影响的桩基和基坑支护设计

地铁隧道穿越建筑物基础结构下方会对基础结构的受力和变形产生一定的影响。因此在桩基和基坑支护设计过程中,应根据地铁规划线路的位置、特点以及相互关系,采取针对性的设计方案和技术措施。以上海虹桥综合交通枢纽项目为例,考虑地铁盾构隧道穿越对西航站楼桩基和基坑支护设计的影响,在桩基设计时进行了合理的工程桩选型、并设置了屏蔽保护措施;基坑支护设计时,采用了安全、有效地基坑围护结构,确保基坑顺利开挖的同时,避免留下刚性结构成为后期盾构穿越的障碍。该项目基础下方先后共有4条地铁隧道顺利完成了盾构穿越施工,西航站楼基础结构体系未受到影响,设计采取的各项技术措施达到了预期的效果。