滩海吹填粉细砂地基长期承载力特性试验研究

对某运行10年以上出现沉陷冒水现象的滩海人工岛吹填粉细砂地基承载力进行分析,基于螺旋板载荷试验结果,研究了标贯击数、动探击数与地基承载力的关系,拟合了经验公式,在此基础上综合分析粉细砂地基承载力现状,探究地基长期承载力特性。研究结果表明,吹填粉细砂形成的滩海人工岛地基在长期反复的水力作用下可进一步密实,承载力有所提高,有利于场地的运行安全。但鉴于其松散特性,水力作用下易流失,防渗措施不到位可能导致沉陷脱空、冒水等工程问题,影响场地安全运行。因此,针对本工程沉陷冒水现象,需采取原位固化、帷幕封闭等防渗措施进行处理。

粉细砂地层双线盾构施工实测地表沉降规律分析与预测

依托南通地铁二号线某区间盾构隧道施工,针对盾构穿越典型粉细砂地层条件,对双线盾构隧道施工引起的地表沉降开展现场测试和规律分析,对经典Peck公式在南通地区粉细砂地层中双线盾构施工的适用性进行探讨,并研究先行线和后行线土体损失率和地表沉降槽宽度系数的取值及影响因素。研究结果表明,在粉细砂地层中,后行线隧道施工对地层的二次扰动效应会引起先行线轴线上方地表沉降的显著增加,且二次扰动效应明显强于其他软土地层,但弱于砂土地层;相较于淤泥质土地层,在粉细砂地层中盾构停机对地表沉降的影响更为显著;先行线和后行线施工引起土体损失率比值η_(1)/η_(2)在1~5倍范围内,平均值为2.3,先行线和后行线地表沉降槽宽度系数比值K_(1)/K_(2)在1~2倍范围内,平均值为1.4;砂土、粉细砂和粉土地层中土体损失率比值η_(1)/η_(2)均大于1,η_(1)/η_(2)和K_(1)/K_(2)与隧道覆土深度比(H/D)相关性较弱。

超细水泥-水玻璃双液浆性能及注浆止水效果试验研究

北京地铁14号线高家园站的站厅层和站台层采用暗挖通道连接,地层为富水粉细砂层。为解决暗挖通道采用普通水泥-水玻璃双液浆注浆止水效果差且地表隆起较大的问题,提出采用超细水泥-水玻璃双液浆注浆止水的方案。首先对浆液流动性、凝结时间和固结体强度进行测试,根据测试结果确定了超细水泥-水玻璃双液浆的配合比:A液为超细水泥净浆,水灰比为1.0;B液为水玻璃溶液,波美度为20°Bé;缓凝剂为磷酸氢二钠,掺量为2.5%。A液约占总注浆量的80%,B液与缓凝剂各占约10%。采用颗粒流数值模拟方法,研究了超细水泥浆液中颗粒在地层中的运移距离与注浆压力的关系。结合浆液性能测试和数值模拟结果,提出了注浆压力0.5 MPa,注浆孔直径5 cm,间距50 cm,梅花形布置的注浆方案。经在暗挖通道现场注浆试验,采用超细水泥-水玻璃双液浆注浆止水效果良好。

富水粉细砂隧道失稳破坏特征分析及增稳固结技术研究

桃树坪隧道穿越富水粉细砂地层,施工过程中极易出现大变形、涌水涌砂和坍塌等一系列破坏特征。通过对隧道失稳破坏的分析,总结了隧道在富水粉细砂条件下失稳破坏的特征,分析了破坏特征发生的机制,认为隧道的破坏主要由围岩岩性和地下水造成;由隧道破坏机理提出了增稳固结措施,通过超前降水、超前小导管注高分子化学浆对掌子面前方砂层进行预先固结,提高钢架整体刚度,通过对扰动砂层进行灌浆和回填等措施进行固结,围岩的自承能力得到提高。从处理后围岩的情况、涌水量和监测情况分析发现,增稳固结技术能从根本上提高围岩的自承能力,抑制发生失稳破坏,为隧道在富水粉细砂地层中的施工提供借鉴。

预留土堤对深基坑力学性状的影响分析

预留土堤在基坑支护中应用广泛,但在设计计算时往往以经验为准,存在一定的盲目性和不确定性。依托在建工程,采用FLAC3D建立了数值分析模型,通过改变预留土堤的高度和宽度,研究了基坑支护桩水平位移、基坑周边地表沉降、桩身弯矩、安全系数以及潜在滑动面的变化规律,最后提出了经济合理的预留土堤设计参数。结果表明:基坑支护桩的最大位移发生在桩顶,基坑周边地表沉降呈“凹槽形”分布,最大沉降量距离基坑边缘2~3 m;桩身弯矩沿桩长呈“鼓肚形”变化规律,峰值点在距离桩底8~12 m处;桩前预留土堤的设计宽度不应大于8 m,否则对于减小支护桩位移和弯矩、基坑周边地表沉降益处不大,而且会占用基坑有限的施工作业面;桩前预留土堤的高度不应大于5 m,否则其稳定性将难以保证。

毛乌素沙漠南缘粉细砂湿陷特性试验及影响因素研究

毛乌素沙漠地区部分粉细砂表现出遇水强度降低、竖向变形沉降增大的特性,研究该地区粉细砂湿陷特性及其影响因素是该地区工程建设中亟待解决的问题之一。本文以毛乌素沙漠南缘粉细砂为研究对象,通过一系列室内特性试验,研究在不同垂直压力、试样干密度、初始含水率和粒径级配下粉细砂的湿陷特性及其影响变化规律。结果表明:砂土试样的湿陷性随试验压力的增大呈现先增大后减小的趋势,随试样干密度的增大而减小,随初始含水率的增大而减小,随粒径的增大而减小;通过单因素分析法,结合各因素对粉细砂湿陷系数影响幅值的大小,可以得出干密度是影响砂土湿陷性的主要因素,初始含水率、粒径大小和垂直压力是影响砂土湿陷性的次要因素。该研究结果可为毛乌素沙漠地区工程建设提供参考,为同类型场地湿陷性研究提供借鉴。

富水粉细砂层盾构接收端头补充注浆加固技术研究及实践

华北平原某地铁区间风井盾构接收端头所处地层从上到下主要为粉质粘土、粘质粉土、粉细砂,且地下水位高,流动性强。接收端头经高压旋喷注浆加固后水平探孔发现仍然存在涌水涌砂风险,盾构机刀盘在破除洞门时极易发生洞门间隙处涌水涌砂。为保证盾构机顺利贯通出洞,采取地表袖阀管注浆的方式,采用GX改性硅灌浆料固结粉细砂,对区间风井接收端头富水粉细砂地层进行针对性的补强注浆加固。经过处理后盾构顺利出洞,未发生涌水涌砂。

大断面干燥粉细砂地层浅埋地段变形控制及施工技术研究

文章详细阐述了双线高铁大断面隧道在干燥粉细砂地层中采用超前水平旋喷桩超前支护、三台阶临时仰拱+竖撑、直径89 mm大锁脚钢管、径向注浆及初支内侧增加套拱等施工技术的施工方案,攻克了双线高铁大断面隧道干燥粉细砂层这一地层难题,形成了一套适用于该地层的施工技术,旨在为安全、快速、标准化建设该地质类型隧道提供有力的技术支撑,进一步提升铁路隧道工程建造水平,为社会创造更好的社会效益和经济效益。

大口径顶管穿越粉细砂层技术难题及应对措施

本文介绍了某内径4m的钢筋混凝土顶管穿越粉细砂层的工程实例,整个顶管过程中,遇到了顶进机头“磕头”现象、顶进阻力成倍增加和顶进纠偏困难等众多问题,通过重新计算和分析,在顶进过程中通过增加中继间数量和一些减阻措施,并且在机头进洞前采取了加固粉细砂地层的方法,有效地控制了机头的进洞误差,使工程顺利贯通,为相关类似工程提供参考。

高含泥量水力冲填粉细砂地基强夯处理效果

在高含泥量的粉细砂地基中,强夯法的处理效果存在较大的不确定性;在水力冲填砂土地基和天然砂土地基中强夯法的有效加固深度也不同。结合具体工程研究水力冲填粉细砂的工程性质,进行5 MN·m能量的强夯试验性施工,对全场地强夯后的标准贯入试验、静力触探试验和载荷板试验等检测结果进行分析。结果显示:强夯法适用于平均含泥量为22.7%的水力冲填粉细砂地基,5 MN·m能量强夯的有效加固深度约为11 m,大于规范JGJ 120—2012建议的8.0~8.5 m。强夯后的粉细砂地基满足地基承载力特征值不低于150 kPa、压缩模量不低于10 MPa的要求,并达到7度抗震设防烈度的抗液化标准。当砂性冲填土上部覆盖薄层黏性冲填土时,采用夯坑内回填砂的方法减小上覆软弱层对处理效果的不利影响。在高含泥量的水力冲填粉细砂中进行强夯加固效果良好,强夯有效加固深度修正系数取0.49。

延迟效应对水泥改良粉细砂工程特性的影响分析

针对戈壁地区水泥改良粉细砂作为工程材料碾压结束检测后压实系数难以达标的问题,综合分析后发现现场施工及检测未考虑水泥改良粉细砂的时效性,通过设计不同延迟时间下水泥改良粉细砂的击实试验及无侧限抗压试验,分析延迟时间对水泥改良粉细砂击实特性及强度特性的影响。同时考虑季冻区路基经受冻融循环后强度变化,设计在延迟时间影响下水泥改良粉细砂的冻融循环试验。结果表明,随着延迟时间的增大,水泥改良粉细砂的最大干密度先增大后减小,最优含水率先增大后趋于平缓再增大;饱和7 d无侧限抗压强度和冻融循环后强度均随延迟时间的增大逐渐减小;掺和料内部水泥水化形成的结构在经历碾压成型后已受到破坏,降低了水泥效力。

超大直径盾构穿越大堤加固三维数值模拟研究——以季华西路延线工程为例

为探明经地层预加固后的大直径盾构工程地层变形机制,以佛山市季华路西延线盾构工程堤坝保护为背景,开展经地层预加固后的浅埋大直径盾构穿越大堤的三维数值仿真分析,探究不同地层加固方案对地层的变形控制效果。结果表明:1)隧道上方土体预加固有效控制了盾构掘进引起的土体变形,地层加固后最大使地表最大沉降值降低约50%;2)旋喷桩加固深度以加固到隧道底部为最优,但加固到拱顶、拱腰、拱底3种不同加固深度对地层变形控制效果相近,可基于经济高效等原则合理选择;3)沿掘进方向的不同加固长度对已处于加固区域土体的变形影响较小,根据穿越长度布置旋喷桩加固区域即可。

粉细砂地层PBA工法地铁车站管幕法超前支护施工技术

针对在粉细砂地层中,矿山法施工极易引起坍塌,而传统的超前小导管、深孔注浆、管棚等超前预支护措施,在粉细砂地层中难以达到地层加固效果的问题,结合北京地铁12号线蓟门桥站T型换乘节点进行研究,根据施工风险分析,采用管幕法超前支护方式,优化施工工艺,设计施工参数,明确施工控制要点,并经监控量测结果反馈,表明采用管幕法超前预支护,满足施工风险控制要求,同时为后续工程在粉细砂地层中管幕法超前预支护施工提供一定的参考借鉴。

基于小半径曲线段地铁运营对黄河冲积平原粉细砂土层孔隙水压力的影响分析

粉细砂层对于地铁小曲线运营中循环荷载的响应较为敏感,特别是列车行驶时对轨道产生离心力等问题尤为严重,而郑州大部分地区属于黄河冲积粉细砂层,因此地铁在长期运营状态下,由于粉细砂土层的动力响应导致的砂土层沉降,给列车运行带来较大隐患。本文进行了长期孔隙水监测,并利用MIDAS有限元计算平台建立地铁道床—衬砌—土体耦合动力模型进行相互验证,研究了土体在地铁列车长期循环荷载作用下造成不均匀沉降的原因,以此为基础阐述隧道底部土层的变形发展规律。发现了孔隙水压力和超孔隙水压力在列车运行过程中的变化规律以及隧道周围土层振动响应规律,表明隧道下方土体发生液化的可能性很低;孔压和超孔压在列车运行初期较大,后期逐渐稳定。

小砂体高泥质细粉砂油层综合防砂技术研究

针对河南春光油田油井见水、岩石抗压强度和临界出砂压差显著下降、出砂加剧、防砂周期逐渐变短的情况,分析了高矿化度下滤砂管结垢、细粉砂入侵挡砂层、黏土遇水膨胀分散运移等因素对防砂治理的影响。在对比了不同防砂技术应用效果后,结合区块单元差异性,开展了高泥质砂岩解堵技术、分级充填防砂、低温泡沫树脂化学固砂、复合防砂技术研究,最终形成不同储层特点的防砂工艺技术规范。该技术体系现场应用57井次,实现防砂有效期延长90 d以上,措施有效率达到85%以上,为小砂体高泥质细粉砂油层开发提供了有效的技术支持。

新型注浆材料加固基坑粉细砂力学性质及影响因素分析

城市地下工程施工中,富水基坑边坡粉细砂地层稳定性较差,易出现涌水、涌砂等地质灾害。为研究富水基坑边坡粉细砂地层加固防渗技术,室内利用聚氨酯(PU)和粉煤灰材料制备了新型PU/粉煤灰注浆材料,并对新型注浆材料注浆加固的粉细砂结石体展开了力学试验和细观特征观察。试验结果表明:(1)养护龄期越长,结石体的抗压强度则越大。当粉煤灰掺量为10%、养护龄期为12 h时,结石体的抗压强度最大,达到6.89 MPa;(2)浸水后注浆结石体的抗压强度明显变低,试件的抗压强度与浸水时间之间成负指数关系。当浸水时间为9 d时,粉煤灰掺量为10%的注浆结石体抗压强度最大,此时其抗压强度为3.55 MPa;(3)含水率越高,则注浆结石体的内部结构越松散;而当水解时间达到9 d后,注浆结石体内部产生了大量的裂隙,结石体内部结构破坏严重,因此结石体的力学性质变差。

钢套筒在富水粉细砂层盾构始发与接收中的应用

盾构始发及接收是盾构掘进过程中最危险的工序之一,尤其在地下水丰富的地层中,若没有采取相应的工程措施避免地下水的涌入,往往会造成灾难性的事故。由于常规的水泥系土体端头加固的方式存在一定的不均匀性,无法与盾构井井壁或者围护结构完全密贴,故渗流通道可能依然存在。考虑到此因素,在高水压地层盾构始发及接收采用钢套筒措施进行封闭,是该工序顺利实施的可靠保障。文章以长江漫滩富水粉细砂层的盾构工程为例,详细介绍了钢套筒在盾构始发及接收中的应用情况,为类似工程项目提供一定参考。

粉细砂含水层在人工回灌时渗透系数的变化规律

渗透系数是设计地下水人工回灌方案的重要参数。苏州吴江盛泽镇新安水利站地下水人工回灌试验层为典型的河漫滩相粉细砂含水层,埋深98.1~105.8 m,厚度7.7 m。回灌试验系统可实施持续与间断、常压与加压、定流量与定压力等多种模式回灌。利用2020年的试验资料,建立模型,通过直线图解法求得12个试验周期内所对应的渗透系数K值。采用MATLAB进行数据处理与模拟计算,得出渗透系数在回灌持续过程中衰减规律符合指数方程:K(t)=0.58+0.48e-0.21t。

高承压水粉细砂层中隧道联络通道冷冻法施工工艺应用研究

文章结合具体工程实例,针对隧道高承压水粉细砂复杂地质特点,分析其中隧道联络通道的施工难点和措施,提出冷冻法施工技术方案,对冷冻法中的钻孔施工、设备安装及其保温措施进行分析,从而有效控制隧道变形,确保联络通道施工安全,提高工程施工质量。

粉细砂地层注浆加固技术的研究进展

粉细砂地层在我国大部分地区广泛分布,具有动力荷载作用下易液化、地下空间工程施工扰动下稳定性差的特点,易形成喷涌、滑塌、地面沉降、地基失稳等灾害,注浆加固技术是一种行之有效的防治粉细砂地层灾害的技术方法。本文从粉细砂地层的工程性质、注浆材料选择、注浆方法及理论、实际工程的注浆参数及注浆效果等方面,详细综述了粉细砂地层注浆加固技术的研究进展,并提出了有待研究的问题,其中重点阐述超细水泥、水玻璃注浆材料性质及其工程应用,粉细砂地层注浆方法,劈裂渗透理论,渗透扩散半径计算公式以及注浆技术参数等,为进一步研究粉细砂地层注浆加固技术提供参考。