洞庭湖地区高等级公路软土地在处治技术

针对洞庭湖地区软土地基分布的特点和软土的工程特征，结合正施工的长益一级汽车专用公路，因地制宜采用填土综合处治技术，这样既保证了工程质量，又降低了工程造价，可为洞庭湖地区今后续建高等级公路解决软土地基问题，提供了之有效的处治技术。

软土地层双洞口顶管接收井下沉力学特性研究

相较于常规沉井,顶管接收井几何形式的差异对结构受力、变形的影响规律尚不明确,亟待对此展开深入研究。以武汉市某排水顶管工程矩形接收井为依托,对沉井结构受力及下沉姿态开展现场监测,并利用数值模拟进行了对比验证和拓展研究。结果表明:预设顶管接收洞口引起的结构局部刚度降低,会导致结构在初沉阶段受弯效应增强,从而使接收洞口附近的内层钢筋压应力减小并使钢筋转向受拉状态,并且在下沉后期加剧该处钢筋应力变化幅度;因沉井外壁摩阻力增大而产生的附加应力叠加弯矩作用,使结构内、外层纵向钢筋沿井壁厚度方向的内力分布不均。对软土地层进行土体加固,有利于提高顶管接收井结构稳定性和顶管机头接收精度。

软土地层盾构掘进土体稳定性模型试验研究

针对软土地层盾构掘进周围土体稳定性问题,自主研制了TJ-TBM2015多功能微型隧道掘进试验平台,通过改变外壳直径以模拟地层损失,采用动力控制系统,微型隧道掘进机可以实现盾构隧道的连续动态机械开挖。基于试验平台进行了地表无超载、地表有局部超载和隧道临近穿越群桩基础3种工况的盾构隧道掘进试验,通过传感器监测不同工况掘进过程中地表沉降变形和隧道周围土体的应力变化,研究土体的稳定性特征,并进行横向对比分析。结果表明,隧道开挖引起的土体应力重分布主要发生在隧道中心1倍直径范围内;局部超载对土体稳定性影响有限,但超载会造成其所在位置附近地表沉降增大;群桩基础对地层起到了一定的加固和隔离作用。

软土地层临近地铁基坑施工影响控制研究

随着城市地铁沿线地下空间的持续开发,基坑施工对临近地铁变形影响控制越来越受到关注。以上海某邻近地铁的基坑工程为例,通过实测分析和数值计算的方法研究了基坑开挖和拆撑对临近隧道变形的影响,并对伺服系统控制临近隧道变形进行定量分析。结果表明:覆存于软土地层中的隧道对临近施工扰动非常敏感,尽管大区基坑与隧道间距超过2.5倍开挖深度,隧道变形仍超过了监护要求的控制值;大区地下结构施工时拆撑对隧道收敛变形影响超过开挖影响的50%;应力伺服支撑系统对控制临近隧道变形比较有效,适当的“负位移”可以对隧道变形产生有利效果。

长期堆载预压处理软土地基效果评价

为评估某园区10 a长期堆载预压后,场地后续沉降对拟建管线的影响,通过室内试验和现场试验对堆载预压处理后的场地进行系统评价,分别采用双曲线法与有限元法对后续沉降进行预测。结果表明:场地堆载预压10 a后各地层物理力学参数明显改善,但其中淤泥层性质相对较差,是场地后续沉降发生的主要地层;经过10 a堆载,场地主固结沉降基本完成,固结度达到95.5%,说明长期堆载预压效果较好;对于堆载多年后的场地,在进行后续沉降数值计算时,采用弹性模型并选用现场试验获得的参数进行计算,计算结果与实测数据较好吻合,场地剩余平均沉降量在15.4 cm左右;园区道路管线可采取常规预防措施。

河谷区多层软土地基强夯处治分析

文章依托高速公路多层软土地基强夯处治项目,在施工现场选取具有代表性的监测断面开展现场监测,检验河谷区多层软土地基强夯处治效果。由监测数据得出,在强夯处治和路基填筑施工阶段,地基分层沉降、土压力、孔隙水压力和侧向位移增幅均较大,工后逐渐趋于稳定,可说明强夯处治后软基承载力得到有效提升,路基整体结构稳定,加固效果良好。

高承压水软土地区联络通道盾构法施工对区间盾构隧道影响分析

[目的]盾构法联络通道施工过程中,顶推及切削作用将导致隧道交叉连接处受力显著变化,加剧破洞影响,减弱安全性能。为高效实现施工控制,需对主隧道结构受力特性进行深入研究。[方法]以天津地铁首个盾构法联络通道工程实例为依托,结合有限元软件模拟盾构法联络通道施工过程,分析该工法对主隧道结构受力与变形的影响,并提出相应控制措施。[结果及结论]在联络通道始发阶段,始发隧道受顶推和切削作用,洞口附近管片变形与受力变化显著,洞口对侧拱腰处管片水平位移最大;在接收阶段,接收隧道受切削作用和土体开挖卸荷影响,洞口附近管片内力变化显著,产生偏向联络通道的变形。整体上,受影响范围主要集中在联络通道轴线两侧各约10 m范围内,约3倍联络通道外径。基于此,需关注被顶推及洞口附近等重点位置管片,在保障施工安全的前提下,可优化内支撑体系,通过减少台车撑靴支撑范围至2倍联络通道外径、减小台车钢板厚度或支撑钢管壁厚等方式降低工程造价。

软土地基上的港口陆域回填区场地地震反应分析

在软土地基上通过回填砂形成的港口后方陆域,其场地为在密实砂层下卧软弱土层的特殊场地。利用一维场地地震反应分析软件DEEPSOIL的时域非线性分析方法建立分析模型,选择10组地震加速度记录作为输入地震动,分析该类特殊场地的地震反应。结果表明,软弱土层在强震作用下会产生大的剪切变形,使滞回阻尼充分发挥从而耗散地震能量;地震在通过软弱土层向上传递过程中迅速减小,软弱土层具有明显的减震和隔震效果。

软土地层隧道围岩分区初期支护技术研究

软土地层通常具有较低的承载力和较高的压缩性,隧道开挖过程中极易发生变形和坍塌。为了控制围岩的变形和破坏,确保施工安全,提出软土地层隧道围岩分区初期支护技术。通过合理规划围岩压力监测点,采集压力数据;利用简化的锚杆、钢架及岩体结构面,构建初期支护本构模型;计算锚杆与钢架的最佳间距和长度,并以此为依据设计复合支护结构,实现围岩分区初期支护。结果表明:所提方法隧道沉降位移较小、塑性区分布面积较小。体现了支护技术的有效性,具有较好的应用价值。

滨海软土地基二次堆载预压固结沉降研究

滨海软土往往工程性质较差,一次堆载预压通常达不到设计要求而需要进行二次堆载预压。本文通过现场原位试验和室内试验,对二次堆载预压2年后的地基软土开展物理力学性质研究,并将试验获得的土体参数用于规范法和数值模拟,对地基未来20年的沉降进行预测。结果表明,二次堆载预压2年后,部分软土层力学参数提升显著,但淤泥层力学参数未见明显改善,地基承载力未达到设计要求,后续仍有较大的沉降变形。同时,对比规范法和研究开始前18个月沉降规律发现,经过二次堆载预压后的地基,数值模拟采用弹塑性模型能更准确地预测后续沉降,二次堆载预压20年后地基最大的沉降量可达1 m,位于12号钻孔位置处,其次是18号钻孔位置处,沉降量为0.9 m,10号钻孔位置处沉降量为0.8 m,并且沉降主要集中在淤泥层中。

变电站软土地基不同处理方案经济效益研究

基于某变电站地基处理实际工程,对不同地基处理方案进行了经济效益的分析。首先对经验方案的四种处理方式从力学性能与材料用量进行了比较。然后提出了两种新型方案并从多维度分析了六种地基处理方式的经济效益。最终得出结论:同桩型在同等承载力下,桩径越大,所需桩数越少,而所需材料则越多。因此在设计桩基时,应采用桩径小、持力层深为宜。结合多维度分析对比,方案推荐排序为:PCC桩≈钉形水泥土双向搅拌桩>预制桩>水泥搅拌桩>钻孔灌注桩≈旋喷桩。

内陆河湖相软土地基原位测试方法适用性分析

以内陆河湖相软土地基为研究对象,结合内陆河湖相软土工程特性和原位测试方法特点,采用现场调研、资料收集、统计分析等方法,对内陆河湖相软土地基原位测试方法适用性进行了较详尽的研究。研究结果表明:相较于室内土工试验,原位测试所测得的内陆河湖相软土工程特性的变异性更小、代表性更好。基于此,筛选出关键原位测试方法的适用范围,并明确了常用的静力触探试验和十字板剪切试验的技术要求、勘察数据应用场景,以及用于内陆河湖相软土地基勘察时需满足的测试要求。

软土地层地铁盾构下穿既有建筑物施工技术研究

盾构机下穿既有建筑物施工不当,可能会引发地面沉降以及建筑倾倒等现象。以广州市某地铁盾构下穿既有建筑物施工为例,介绍该项目软土地层的地质背景,对盾构下穿施工的难点进行分析,再对变形控制的施工技术措施进行探讨,通过下穿建筑物前准备、房屋注浆加固、盾构掘进精细控制、防刀盘结泥饼、地表建筑物监测等多种技术措施,保障该区间隧道上方建筑物的安全稳定。

软土地层基坑群模型试验相似材料研制及应用

针对基坑群连续开挖存在的耦合效应问题,首先确定相似材料配比方案,通过正交试验得出合理的配比材料,进而设计基坑群模型试验来研究两侧基坑叠加作用影响下车站基坑的围护结构和土体表层变形.研究结果表明:满足该软土地层相似常数的土层材料配比为(石英砂∶滑石粉∶双飞粉∶膨润土∶水=0.27∶0.27∶0.232∶0.058∶0.17);基坑群开挖时由于相邻墙体引起的墙后土拱效应叠加导致坑间土体水平应力降低,围护结构受力和变形量减小,坑间土体沉降量增大;基坑间距是支护结构变形的主要影响因素,两侧基坑间距位于1H~2H之间(H为基坑深度),接近1倍开挖深度一侧的叠加影响大于接近2倍开挖深度一侧.

软土地层大直径钢筋混凝土顶管上浮失稳研究

软土地层是顶管施工中较难处理的一类地层,由于土体强度低、压缩量大,易发生管节失稳事故。为研究软土地层大直径钢筋混凝土顶管在失稳发展过程中的受力特性,依托武汉汤逊湖污水处理尾水排江穿湖段顶管工程,对管节轴向应变进行了现场监测。研究了测试管节在穿越上浮失稳区域时的受力情况,分析了管节上浮失稳机理。提出了一种管节上浮失稳判定方法,并对现场所采取的上浮失稳处理措施进行了总结。结果表明:在软土地层中,顶进力、注浆压力、浮力和管节偏转角是引起管节上浮失稳的主要因素。当局部管节上浮时,管节底部将出现应力集中,且随着顶进的进行,上浮量和上浮区域逐渐增加。

软土地层盾构地中对接法孔压扰动规律研究

在软土地层中应用盾构地中对接法能大大缩短长隧道施工周期,但先、后行盾构施工在盾构对接段产生的超静孔隙水压力会影响土体应力状态和地层稳定性。建立软土地层盾构地中对接法的流固耦合模型,在时间方面,分析了盾构地中对接横断面上不同距离的超静孔隙水压力时间分布;在空间方面,分析了先、后行盾构施工引起的超静孔隙水压力纵向分布,以及盾构对接施工过程引起的超静孔隙水压力横断面分布。另外,分析了盾构地中对接施工对孔隙水压力的扰动规律,并进行施工参数分析。结果表明:完成盾构对接时,盾构施工对拱顶扰动范围最大,侧边次之,底部最小;后行盾构施工对开挖面前方的超静孔隙水压力影响范围是先行盾构施工的1.5倍,其值大约为3.4倍的隧道直径;当分层土体的渗透性差异过大时,会出现超静孔隙水压力突变的情况;在盾构地中对接施工过程中,先行盾构施工阶段产生的扰动影响要远大于后行盾构,至对接位置时,先行盾构对拱顶产生的孔压扰动指标是后行盾构的2倍左右;对接点处未进行注浆加固时,建议先、后行盾构在距对接点2D(D为隧道外径)前,将掌子面支护力减小至0.8倍标准掌子面支护力,或在先行盾构到达对接点前进行超前注浆加固,以减小盾构对接施工过程的扰动影响。

循环温度荷载下高温管道-软土地基相互作用模型试验研究

高温管道运输是油气资源长距离输送最为经济有效的方式之一,其中高温管道-软土地基相互作用机制是分析其服役稳定性的关键。高温管道服役期间向软土地基传递热量,引起地基复杂的热水力多场耦合作用,改变地基的承载性能,显著影响管道服役稳定性。研制了能模拟管道温度变化的高温管道-软土地基相互作用模型试验系统,针对高温管道启停与运行过程中的循环温度荷载作用,开展了不同预压应力地基、管道加热功率及加热方式下的模型试验,探究了循环温度下高温管道服役期间管周地基温度与孔压演化规律、管周地基约束力发挥过程及地基承载演变特性。试验表明:持续升温过程中管周土体孔压上升,升至峰值后显著下降,甚至出现负孔压,此阶段利于管道的稳定性;循环温度加载时,温度循环诱发地基孔压随之波动,管侧孔压波动幅值较管顶与管底较小;管道上拔过程中,位移达到约1.2倍管径时地基土体达其极限承载力,较大的先期固结压力会提供较大的承载力,但超固结和正常固结地基土的上拔承载力相差不大;试验时地基T-bar测试显示,在管道埋深处,单次加热维持高温阶段地基强度有明显增强,停止加热后地基土较加热前强度亦有所增加。

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。

双洞隧道地铁运行引起的软土地基振动及孔压研究

建立双洞隧道的三维有限差分模型,通过车轨耦合计算得到地铁运行中隔振器的力时程,以集中力的形式施加到地铁轨道对应的节点上,分析探讨了软土地基中振动加速度和超静孔隙水压力的变化规律及影响范围等。结果表明:左侧隧道和右侧隧道振动及孔隙水压力的变化基本一致,在地铁的一次相向运行过程中,软土地基的地表竖向振动加速度在两隧道中心处出现最大值,在距隧道中心轴约25 m处存在地表振动加速度放大现象,在距隧道中心轴150 m外,地表加速度峰峰值衰减至2 gal以下。软土地基中的超静孔隙水压力随着远离隧道而快速减小,在距隧道中心轴80 m外,超静孔隙水压力便衰减至100 Pa以下。白天地铁运行过程中,超静孔隙水压力出现较平稳的振荡,晚间地铁停运后,超静孔隙水压力出现一定程度下降,且随着地铁的反复运行下降幅度减小。

城市轨道交通深厚软土地层地下车站超长钻孔灌注桩承载-沉降特性分析

[目的]为有效控制软土地层深基坑开挖及使用过程中车站结构的变形,同时增大坑底承载力,需对上部含有空桩的超长钻孔灌注桩(以下简称“超长桩”)承载-沉降特性进行深入研究。[方法]以某城市轨道交通双线L型交叉换乘车站为例,采用自平衡法静载试验和数值模型对超长桩承载-沉降特性的影响因素进行分析,并探究超长桩承载特性与桩身长度、桩身刚度及桩身直径之间的关系。[结果及结论]静载试验表明:上部含有空桩的超长桩在荷载箱等量增荷加载过程中,桩顶位移及其增速均逐渐增大,在卸荷过程中桩顶出现位移回弹现象。数值模拟分析表明:超长桩的桩身轴力从桩顶到桩端呈逐渐减小趋势,在桩顶极限荷载作用下,桩身上部的轴力远大于桩端;桩身长度和桩身刚度变化会影响上部含有空桩的超长桩承载-沉降特性,桩身刚度改变对其造成的影响很小。