基于水平旋喷桩处置优化的地铁隧道施工变形控制分析

为研究富水砂层隧道中水平旋喷桩+超前小导管组合预加固的效果,以青岛地铁某区间段隧道为依托,采用有限元数值模拟方法,对比分析了无预加固、单独使用水平旋喷桩及旋喷桩配合超前小导管组合预加固三种工况的加固效果。结果表明,与无预加固方案相比,单独使用水平旋喷桩预加固可使地表沉降、拱顶沉降、掌子面纵向位移分别相应减少约61%、59%、38%;而水平旋喷桩与超前小导管组合预加固方案可使地表沉降、拱顶沉降、掌子面纵向位移分别相应减少约66%、77.6%、38.9%,典型开挖断面处与拱脚处地下水渗流量分别减少93.4%、96.7%,预加固效果与止水效果显著。

浅埋偏压黄土隧道地表旋喷桩加固工艺参数研究

在黄土隧道修建过程中,其洞口段因浅埋偏压、围岩软弱破碎等通常需要进行加固处理。地表旋喷桩法具有适用范围广、加固效果好等优点,被广泛应用于隧道浅埋偏压段软弱围岩地表加固工程。以浅埋偏压黄土隧道进口段初期支护侵限为研究背景,介绍了现场地表旋喷桩加固的施工过程;建立了侵限段三维加固模型并分析了地表旋喷桩加固前后的变形控制效果,说明了处治措施的合理性;对比分析了现场监控量测结果,验证了数值模拟的准确性;开展了地表旋喷桩的工艺设计参数优化分析。结果表明:由于偏压作用,地表最大沉降值偏离隧道中心线,且拱顶中心线处沉降>右拱肩处沉降>左拱肩处沉降;施加地表旋喷桩对于减小地表沉降十分有效,地表最大沉降值减小了45.5%;采用地表旋喷桩加固处理后,拱顶处加固效果最为显著,较加固前沉降减小了57.9%,同时加固后左、右拱肩沉降差值减小了17.4%;建议隧道浅埋偏压段地表旋喷桩加固工艺设计参数:桩直径为0.4~0.6 m、桩间距为1.2 m、横向加固范围为1.5~2倍洞径、竖向加固范围为洞身两侧旋喷桩与隧道拱底平齐。

破碎围岩巷道锚注支护参数优化及应用

针对新河矿业730采区南部轨胶联络巷围岩松散破碎、变形严重情况,利用Comsol Multiphysics有限元分析软件探讨了不同注浆参数对浆液扩散的影响;并在此基础上,研究不同注浆锚索布置形式对注浆效果的影响。结果表明:浆液扩散半径会随着注浆压力增大、注浆时间延长而逐渐增大,每增大1 MPa注浆压力浆液扩散半径平均增长率为30.95%,每延长1 min注浆时间,浆液扩散半径平均增长率为25.67%;注浆锚索的布置形式决定了注浆加固圈的范围,当采用“六边形”布置方式时,其注浆加固圈范围相对较大,且顶板两侧不会出现漏浆的情况。基于数值模拟结果,确定了新河矿业南部轨胶联络巷锚注支护的注浆压力为4 MPa、注浆时间为8 min,注浆锚索布置方案为“六边形”式。工程应用表明:优化后的注浆参数有效地控制了巷道围岩的变形与破坏,取得了良好的工程效果,同时也为此类巷道的注浆加固提供了有效依据。

基于锚杆静压桩加固的超深基坑邻近建筑沉降控制技术

以某多层砌体结构基础加固施工为背景,阐述了锚杆静压桩在超深基坑邻近建筑沉降控制中的应用,重点介绍了锚杆静压桩分批压桩以配合超深基坑土方分层开挖的施工方法。该法采用PLC自动持荷系统,可对锚杆静压桩的长期持荷动态调整桩端压力。监测数据表明:此方法可有效控制超深基坑土方开挖过程中的邻近建筑物沉降,降低施工风险,可为类似项目提供借鉴。

岩石隧道掘进机不良地质施工处置技术

岩石隧道掘进机(Tunnel Boring Machine,TBM)凭借其高效优质、作业安全等特点在铁路、公路、地铁、水利水电等领域广泛应用,在普通地质环境下推广顺利。复杂地质环境下致灾源多,如硬岩岩爆、软岩大变形、断层破碎带、涌水突泥等不良地质使TBM施工频繁出现围岩坍塌、支护失效、卡机淹井、设备损伤等问题。本文结合工程案例,从超前主动加固、注浆及锚固、管片支护、撑靴加固4个方面总结现有施工技术,以应对TBM穿越不良地质导致的刀盘卡机、护盾抱死、初期支护变形过大、撑靴打滑等问题,提升TBM在不良地质环境下的适应能力,为类似工程提供参考。

武汉四环线吴家山至沌口段软土地基病害处置技术研究

武汉四环线吴家山至沌口K81+700~K82+600段两侧鱼(藕)塘密布,软土较厚,地质条件差。软土地基经过清淤回填+土工格栅+碎石垫层+CFG桩方式初步治理后,发生路面裂缝等病害,主要是由于路基填土未得到有效压实、沉降,形成超静孔隙水压力,以及降雨丰沛和重载车辆频繁行驶造成的,因此采用了注浆加固路基+抛石挤淤+反压护坡道的方式对裂缝进行治理。治理监测结果和长期的通车运行表明,路面稳定、软土地基病害得到有效处置。

临江富水地区深基坑旋喷桩加固效果研究

本文以陇南市东江初级中学综合教学实验楼基坑支护工程为背景,运用PLAXIS对该基坑进行了开挖全过程的数值模拟分析,结合现场实测结果分析了深基坑旋喷桩的加固效果,并与未采用旋喷桩加固的情况进行了对比分析。结果表明:对于长江支流的白龙江II级阶地力学性质差的饱和土地区,采用旋喷桩加固桩间土及坑内土体能够很好地提高桩周土体强度、限制桩顶位移、减小坑外沉降,可使支护桩桩顶水平及竖向位移减小50%,桩身内力减小10%;增加旋喷桩加固长度对限制支护结构变形效果不大,但增加宽度效果明显,可使支护桩桩顶水平位移减小50%以上,但同时存在最优加固宽度;采用旋喷桩的深基坑加固措施安全可靠、经济合理,对该类地区的类似深基坑工程具有参考及借鉴作用。

预应力钢锚管注浆锚索边坡加固力学特性

为解决传统预应力锚索在边坡支护应用中存在安全耐久性不足、加固效果有限等的问题,通过室内和现场试验研究了预应力钢锚管注浆锚索力学特性,开发了边坡复合加固方法。研究结果表明,锚索荷载-位移曲线的非线性变化特征更明显;钢锚管的加卸载刚度变化规律不一致,而锚索的加卸载刚度变化均表现为幂函数衰减的规律;钢锚管和锚索的弹性位移随荷载呈线性增长,而塑性位移随荷载呈增长幂函数变化。边坡现场工程试验结果显示,新型加固技术对于不同地质边坡均适用。对于完整地层,锚固结构受力时产生的变形较少且刚度变化不大,不可恢复变形小,边坡变形易达到稳定状态;对于破碎地层,裂隙增加了浆体渗透提高了其与岩土体的黏结强度,增加了锚固力,因而受力时变形大,刚度变化大,产生的不可恢复变形量大,相对于传统锚索支护,新型支护技术能够更好发挥不同结构间的协作。可见新加固方法可为类似工程边坡加固设计提供参考。

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。

桩端后注浆PHC管桩原理及工程应用

PHC管桩具有承载力高、施工速度快、施工质量好和工程造价低的优点,因此在工程建设中得到广泛应用。但是受制于地基承载力,PHC管桩的桩身强度往往得不到充分发挥,造成资源浪费。桩端后注浆是提高地基承载力非常有效的方法。首先,利用PHC管桩空腔设置注浆管,在桩端安装具有注浆功能的桩尖,在PHC管桩中形成注浆回路;然后,将PHC管桩沉桩到位;最后,通过注浆回路向PHC管桩桩端压注高压水泥浆,加固桩端和桩侧土体,达到提高地基承载力和桩基承载力的目的。为了实现PHC管桩桩端后注浆,开发了注浆器内置式注浆桩尖。试验研究和工程应用表明,注浆器内置式注浆桩尖技术是可行的,桩端后注浆PHC管桩具有工艺简单、设备简易、效果显著和成本低廉的优点。

浅埋富水砂层隧道复合注浆治理技术研究

青岛地铁四号线张村站横通道为浅埋富水砂层,为了解决开挖过程中面临的涌水涌砂问题,采用多方法复合注浆加固技术进行治理。模袋桩布置于重点加固区外轮廓,模袋桩工法能起到桩体加固作用,同时可以控制注浆扩散,抑制地表抬升;分段钢管桩布置于重点加固区域内部,采用分段注入的方式,均匀扩散有利于加固效果,且能避免局部不均匀注浆造成的抬升问题;在中粗砂地层中,水泥浆液的渗滤效应是不可忽视的,注浆扩散半径按1.2m进行考虑,实践证明是合理的。浅埋富水砂层注浆结束后,配合真空降水,实现了隧道内的无水施工环境。钢管桩、模袋桩和注浆三种方法构成了复合加固技术,配合其他辅助工艺方法,有效解决了浅埋富水砂层的治理难题,对类似工程具有借鉴意义。

某储罐顶升纠偏工程实例分析

近年来由于地球进入湿润期,中国北方城市降水量明显增多,特别是对湿陷性黄土区域建筑造成很多影响。以陕西省某储罐顶升纠偏为例,针对2号水泥库周边地面出现裂缝、西侧排水渠混凝土盖板因受挤压变形出现断裂、库侧钢结构支撑点脱落、钢平台局部变形等现象,从土方开挖及护坡及钢管预压桩基础托换施工进行优化调整,加固后满足设计及规范要求,以期为类似工程顶升纠偏方案选择提供参考。

注浆技术在断层破碎带的应用

在煤矿巷道掘进过程中揭露地质构造后,往往会出现顶板破碎、炸帮、底鼓等情况,当顶板破碎严重时,顶煤便留不住。通过注浆加固,可以有效控制顶板,并且使顶板处于稳定状态。以山西省南阳坡煤矿为研究背景,采用注加固材料等方法研究了治理破碎顶板的技术。研究表明,注加固材料并加强支护后效果良好,所选用的方法可以有效增强顶板的稳定性,进而加快掘进速度,保证工作面的有序衔接。研究可以为顶板管理提供宝贵的经验,为行业内顶板破碎治理提供理论依据。

福建漳州某高速公路滑坡数值分析及加固治理研究

为治理某滑坡,基于现场勘察资料构建了边坡数值分析模型,以边坡特征点位移出现拐点为判据,采用强度折减法确定边坡天然工况稳定性系数为1.05,该边坡稳定性水平不满足工程规范要求,处于欠稳定状态。结合数值分析结果、专家现场分析意见及边坡加固措施的作用机理,确定了3种加固治理方案,方案1为“圆形抗滑桩+锚杆+截排水”,方案2为“方形抗滑桩+圆形抗滑桩+锚杆+截排水”,方案3为“方形抗滑桩+圆形抗滑桩+截排水”。基于有限元数值模型分析边坡岩土体、抗滑桩和锚杆的应力场、位移场及坡体稳定性系数变化,计算得到3种加固方案对应的边坡天然工况稳定性系数分别为1.39、1.28、1.18,分别较加固前提升了32.4%、21.9%、12.4%。经综合对比3种加固方案的加固措施和坡体应力、位移变化及其加固效果和经济性水平,综合确定方案1为最终加固方案。

高强灌浆材料结合卡箍在导管架受损构件加固中的应用

以南海某海域一施工船与四桩导管架基础发生碰撞为背景,结合当前研究对导管架受损区域的承载力进行分析,计算得到受损截面凹陷处的轴向承载力和极限弯矩。简述海洋工程领域中受损构件的加固修复方法,探讨卡箍技术的理论研究现状及其在实际工程中的应用现状。基于典型灌浆卡箍修复技术提出一种采用80 MPa高强度灌浆材料结合卡箍技术进行加固修复的新方案,并采用有限元软件对加固后的组合结构进行数值模拟。仿真结果表明,该组合结构可有效改善导管架受损区域受力状况,提高结构的承载力。简述该方案的施工流程,以期为实际工程提供参考。

某格形钢板桩码头升级改造方案三维有限元数值分析

某格形钢板桩码头升级改造工程,前沿港池疏浚后改变了格形墙体前板桩埋入深度,影响码头结构稳定性。为了探究改造后格形钢板桩稳定性和破坏形态,利用有限元软件MIDAS GTS,构建适用于格形钢板桩结构稳定性分析的三维有限元数值模型,通过对最不利工况下格形钢板桩改造前后的变形、受力、整体稳定性对比分析,提出复合地基和抗滑桩加固相结合的格形钢板桩码头改造方案。结果表明,码头加固前后的格形钢板桩整体变形、土压力分布、结构内力和地基反力分布基本一致。

隧道旋喷桩施工应用与评价研究

通过典型案例分析,评价旋喷桩用于隧道围岩加固、病害处治的技术可行性、经济合理性和社会环境效益,总结提出该技术推广应用中存在的主要问题:高压旋喷桩作为成熟的地基处理技术,跨行业应用于隧道围岩加固和病害处治,但目前接受度不高;隧道施工单位缺乏具有旋喷桩施工经验的人员,施工设备短缺;水平旋喷桩机械化程度低;隧道旋喷桩质量检测缺乏标准规范。针对上述问题,提出解决措施:一是转变观念,积极接纳四新技术;二是研发集注浆、旋喷于一体的施工设备,降低成本;三是编制、修订相关标准,将成熟施工经验归纳为规范条文;四是配套完善旋喷桩施工相关质量验收标准和定额指标。

锚杆静压桩在砖混结构地基基础加固中的应用

基于对锚杆静压桩技术机理的分析,讨论了其在砖混结构地基基础加固中应用的特点和优势,总结了影响其施工管理及质量控制的关键环节。结合广州某地砖混结构建筑出现不均匀沉降的案例对该技术的实际应用进行研究,对比了该建筑在采用锚杆静压桩技术加固前后沉降量以及倾斜率的变化情况,研究成果可以为该技术在地基基础加固及纠偏中的应用中提供更多的指导。

超大直径盾构隧道穿越既有老旧建筑群的影响分析与监测

以深圳市春风隧道穿越既有大滩大厦与海关员工宿舍楼2、3栋建筑群为背景,采用数值分析与现场监测相结合的方法,对盾构隧道施工过程中既有建筑群的变形进行了分析,探讨了其主要影响区的范围和沉降变形量。研究结果表明,数值分析能够较好地反映盾构隧道施工对邻近建筑群的影响;现场监测结果显示,在袖阀管注浆地层加固后盾构掘进对建筑物沉降(隆起)的影响范围为建筑物前后各40 m左右,既有建筑群在盾构掘进过程中沉降(隆起)最大值均满足控制值的要求;袖阀管预注浆加固对桩体位移和既有建筑群沉降具有明显的控制作用。

不良地质条件下山体内弧形闸门竖井塌方处理措施

轿子山水库山体内弧形闸门竖井塌方,竖井下游侧倒悬体失稳,边坡垮塌冒顶。如何有效处理塌方,加固已失稳的倒悬体,防止二次开挖时竖井倒悬体再次坍塌,确保闸门竖井建成后安全运行是关键。在塌方处理中先对井内坍塌漏斗进行回填,后用混凝土梁+锚筋桩+固结灌浆联合从井口对下部岩体进行加固,再用锚喷支护+固结灌浆对井壁进行加固的措施,有效处理了塌方冒顶,联合支护对坍塌体起到良好的加固作用。