“两墙合一”深基坑工程设计与技术创新

北京CBD核心区某项目基坑深度36m,因受场地空间限制,采用“两墙合一”+内支撑支护体系,在实现基坑挡土、止水功能的同时完成了地下结构外墙施工。为提高工程质量和施工效率,针对地连墙与主体结构的连接、槽段接头处理方式、有限空间导墙结合近接建筑物预换撑等方面进行了技术创新,取得了较好的工程效果,可供类似工程参考。

装配式地连墙接缝变形特性研究

为了研究接缝对装配式地连墙变形特性的影响并采取合理的改进措施,采用现场试验的方法将局部现浇地连墙替换为装配式地连墙,并对其实测的变形数据进行了对比分析;在实测数据分析的基础上,通过PLAXIS2D有限元软件模拟分析了不同深度横向接缝对装配式地连墙变形特性的影响规律;通过PLAXIS3D有限元软件对比了现浇墙与装配式地连墙水平方向及竖直方向变形形态,分析了竖向接缝对装配式地连墙变形特性的影响规律;最后,针对实测数据显示出的变形偏大问题,提出了改变冠梁刚度、围檩刚度、墙幅宽度、支撑位置4种改进措施,并通过PLAXIS3D有限元软件进行了验证。结果表明:装配式地连墙的接缝对墙体的刚度存在弱化作用,增大了其变形程度;位于坑底以上的横向接头失效时,墙体水平位移会显著增大,位于坑底以下的横向接头失效时,不会引起墙体水平位移的显著增大;竖向接头会显著减小装配式墙体的整体刚度,使其协同变形能力变差,变形更加难以控制;适当调节支撑位置可有效缓解墙幅间的错动和减小墙体变形。

地下连续墙新型刚性接头设计与研究

城市建设的快速发展促使对地下空间的需求日益增加,地下连续墙作为深大基坑的支护或结构外墙的应用也越来越多。针对“两墙合一”的地下连续墙,提出了一种新型刚性接头、防绕流接头板及施工工艺,能有效预防混凝土绕流问题,进而提高地下连续墙的整体刚度、强度以及接头的止水能力。通过数值模拟计算了刚性接头的承载力与延性,并与普通工字钢接头进行了对比。结果表明,采用新型刚性接头的地下连续墙,具有较好的刚度和受力性能,施工可行性高,具有较好的应用和推广前景。总结的经验可供今后类似工程借鉴。

圆形地连墙接缝刚度弱化对地面沉降的影响

目前,在土岩组合地层中深大圆形竖井的设计和施工方面经验尚缺。为了确保罗田水库—铁岗水库输水隧洞深78 m、直径34.9 m的圆形竖井施工安全和顺利进行,采用大型有限元软件ABAQUS建立了精细化的三维弹塑性有限元数值模型,分析了地连墙施工过程中周边地层的变形特性。通过将是否考虑地连墙接缝刚度弱化的数值计算结果与实测值进行比较,探究了地连墙接缝刚度弱化对墙顶、地表和箱涵的沉降影响。研究结果表明:对于距离竖井较近的地面、箱涵及地连墙墙顶的沉降,考虑地连墙接缝刚度弱化的数值计算结果与实测值的最大平均相对误差分别为10.11%,1.728%和16.49%,较为相符;而接缝刚度无弱化的数值计算结果与实测值的最大平均相对误差为83.02%,3.395%和139.6%,相差较大。研究结果可为超深大直径竖井及地连墙设计提供参考。

不同接头类型地下连续墙受力特性研究

以浦东机场南区地下交通枢纽工程为例,通过建立数值模型分析了不同地下连续墙接头在基坑工程的应用效果,并对比选择了最佳接头类型。研究结果表明:地下连续墙接头部位的水平位移随着基坑的不断开挖而增大;接头位移在基坑开挖至底部时达到最大值66.3mm,在开挖过程中水平位移较大的部位基本位于基坑的中上部,要预先做好预警工作和应急预案,避免发生大面积渗漏的情况;接头类型不同时,地下连续墙对应部位的水平位移有所差异,选择刚性接头时地下连续墙传递应力的能力更好,承载能力更强,位移变形较小;随着基坑的开挖,地下连续墙采用H型钢接头和十字钢板接头时的水平位移变化趋势基本一致;支撑轴力在接头水平位移有显著降低的第3道混凝土支撑部位时的值较大;地下连续墙接头类型同时会对接头部位的稳定性和基坑支护结构造成较大影响;通过对比,H型钢接头更适用于背景项目。

带接缝圆形地下连续墙室内模型试验研究

为研究圆形基坑开挖过程中带接缝时圆形地连墙的内力以及变形特征,考虑接缝数量、墙体直径、有无内衬等工况,通过室内模型试验,采用ABAQUS建立三维数值模型,对模型试验中圆形基坑分步开挖时地连墙的受力特点进行了模拟分析。结果表明,存在接缝时,圆形地连墙仍具有空间拱效应,产生的环向压应力明显大于竖向应力;墙体侧向位移值很小,墙后土体沉降值较小,环向应力与环向位移变化规律基本一致,呈现中间大两头小的分布形式;墙体直径对地连墙的空间拱效应影响最大,接缝数量次之,内衬影响最小。

邻近地铁某基坑的关键技术措施

以邻近地铁某项目为例,通过对邻近地铁某基坑遇到的基坑结构施工、降承压水等问题进行分析,阐述了相应的应对措施,并通过最终的检测及监测结果验证了这些措施的可行性。总结的经验可为今后类似工程提供参考依据。

厚砂性土层密集清障区超深地下连续墙施工技术研究

为解决存在大量障碍物的厚砂性土层清障后,地下连续墙施工面临的难题,结合上海某地铁车站基坑围护的施工实例,研发了一种在厚砂性土层中密集清障区的超深十字钢板接头地下连续墙施工关键技术,以期为今后类似工程的施工提供借鉴。

基坑地下连续墙接缝渗水监测试验研究

基坑地下连续墙接缝易出现渗水情况,如未及时处理,可能造成较大安全事故。本文提出一种基坑地下连续墙接缝渗水监测方法,首先通过室内模拟试验研究温度和渗水循环次数对监测结果的影响,再依托某地铁车站深基坑工程开展现场测试试验,验证本文监测方法的有效性。试验结果表明,常规温度条件下,渗水监测系统能比较准确地判定不同位置渗水情况,定位误差小于0.15 m;随着渗水循环次数增加,计算渗水位置与实际渗水位置偏差缓慢增加,但最大定位偏差仍不超过0.2 m;本文方法适用于高水位地区深基坑地下连续墙接缝渗水监测,能实现基坑支挡结构渗漏水实时安全监测和预警。

地下连续墙防绕流水囊设计与施工

在富水软弱地层地下连续墙施工过程中,墙体接头防绕流措施是增强地下连续墙整体刚度和防渗性能,提高墙体施工质量的关键。依托佛山地铁绿岛湖中站工程,在传统防绕流措施的基础上提出新型防绕流水囊技术,通过水囊对工字钢腹板内部进行填充,封堵混凝土绕流通道,提供软弱土层临时支撑。相比传统防绕流措施,采用防绕流水囊技术后,地下连续墙浇筑速率、工字钢接头施工质量和整体防水性能显著提高。

地连墙H型钢接头声波透射法检测试验方案研究

地下连续墙已被广泛应用于基坑工程中,而超深地下连续墙槽段接头处的施工质量问题仍未得到有效解决。为探究如何检测超深地连墙H型钢接头处混凝土密实度这一工程问题,本文以武汉城市轨道交通12号线中一路地铁车站超深大基坑工程地连墙为研究背景,介绍了声波透射法的检测原理,对应用声波透射法检测地连墙H型钢接头处混凝土密实度的方案进行研究,并设计了具体的模型试验方案。研究表明:声波透射法检测地连墙H型钢密实度有良好的工程价值;现场测试结果与试验设计基本一致;后期通过分析总结模型试验结果可得到不同密实度下的声参量数据库,以期为其实际应用提供科学指导与决策。

框格式地下连续墙结构型式对其应力变形的影响研究

框格式地下连续墙是地下工程的关键围护结构,研究其结构型式对应力变形的影响对于优化设计和增强工程安全性具有重大意义。本研究以沙坪一级水电站深覆盖层的框格式地下连续墙为对象,深入剖析其结构特点、施工方法和受力情况,并采用非线性有限元分析方法模拟不同工况下的施工过程。计算结果表明,结构型式显著影响着连续墙的应力分布和变形行为,尤其在最不利工况和桩墙接头薄弱处应力表现突出。此外,当地下连续墙主体结构受到冲刷时,桩墙所受拉应力随冲刷深度增加而增大。基于这些发现,本文提出了优化结构型式和改进施工工艺的建议,以减小应力变形,提升工程安全性,研究结果可为类似工程设计提供参考。

考虑连续墙接头效应的软土大型盾构工作井稳定性分析

基于地下连续墙分幅施工的工程实际状况,建立了连续墙不抗弯不抗剪柔性接头、抗剪不抗弯半刚性接头以及抗剪又抗弯刚性接头的力学模型。结合南京纬三路过江隧道盾构工作井地下连续墙的设计,通过数值模拟,研究了连续墙接头型式对于墙体水平位移以及支护体系受力的影响规律。研究成果表明,在做好连续墙接头防渗的前提下,采用柔性接头时墙体的水平位移较大,支护体系内力明显增高;采用半刚性接头时既可以有效地限制墙体的水平位移,又可以将墙体承担的土压力分担到临时支撑和环梁之上,降低连续墙墙体的内力;采用刚性接头时可以降低临时支撑、环梁以及内衬的内力,但连续墙墙体要能承担极大的竖向弯矩和数值相当的横向弯矩。综合考虑建议工作井采用抗剪不抗弯的半刚性接头。

圆形地下连续墙的环向刚度折减效应及修正方法研究

槽段间接缝会导致圆形地下连续墙的环向刚度降低,但目前尚缺乏具体方法对刚度修正系数?定量取值,有必要进行深入研究。针对铣接接头地下连续墙,考虑槽段内及槽段间两个典型位置,采用施工现场的混凝土和泥浆制作了完整及含接缝的单元体试块,由力学试验获得了接缝的应力应变曲线,并采用三折线模型进行拟合。在此基础上,导得了环向刚度修正系数的计算公式,并进行了工程实例分析。研究表明:圆形地下连续墙环向刚度修正系数与槽段平均长度、接缝宽度、接缝与混凝土刚度等因素有关;当墙体环向应力较低时,环向刚度修正系数在0.485~0.514之间;环向应力超过7.37 MPa时,环向刚度修正系数值将有所提高,而环向应力达到11 MPa时,其值为0.545~0.581;采用本文获得的参数值对工程实例进行了分析,结果表明当地下连续墙环向应力较低时,采用单一的?系数可以较好考虑接缝影响,但当应力较高时,需考虑接缝非线性刚度的影响。

接头形式对框格式地下连续墙应力变形影响的有限元分析

在水电工程中采用地下连续墙处理复杂地质条件的地基时,在施工过程中不可避免地产生施工接头,接头的存在对地下连续墙的整体受力性能存在一定的影响,成为困扰工程界的一个难题。根据桐子林水电站末段框格式地下连续墙地质条件,在连续墙上分别设置刚性接头、铰接头及半自由接头,模拟地下连续墙在工程上常采用的各种接头形式,建立了不同接头形式的3组框格式地下连续墙槽段有限元模型。基于ABAQUS软件对框格式地下连续墙在不同接头形式下的施工过程进行了非线性有限元数值模拟,详细分析比较了3种接头形式的地下连续墙在最危险施工工况下的应力与变形,得到了不同的施工接头对框格式地下连续墙应力变形的影响情况,研究成果可为类似工程提供借鉴。

地下连续墙接头形式及其在上海四号线修复工程中的应用

针对目前国内常用的地下连续墙接头形式及国外新型地下连续墙NS-BOX钢制地下连续墙工法作了介绍。结合上海轨道交通四号线修复工程,介绍了该工程中地下连续墙接头的施工难点、地下连续墙接头比选过程以及相应的技术保证措施,通过对该工程的实际应用以及检验,证明了采用十字钢板接头形式在软土地区超深地下连续墙施工中的可行性。

大深度大厚度地下连续墙的应用与施工工艺

分析了地下连续墙的发展趋势,指出随着地下空间的开发和利用,大深度大厚度的地下连续墙将越来越多地得到应用。基于在上海地区常规的连续墙施工方法穿越硬土层成槽掘进困难而且工效低、超深地墙锁口管起拔难度大、槽壁稳定与垂直度控制技术难度增加等缺点,提出了一种新的施工工艺,即采用铣槽法施工;并介绍了其施工工艺流程及与常规施工方法的不同点。

基于ABAQUS的超深地下连续墙工字钢接头型式分析

基于ABAQUS有限元分析软件,结合天津文化中心交通枢纽Z1段实际工程,建立了超深地下连续墙工字钢三维有限元模型,研究天津软土地区水文地质条件下的超深地下连续墙体工字钢接头处的水平位移变化趋势及其接头处的薄弱渗流面,可在工程施工准备和施工过程中,进行数值模拟预判,为工程设计、施工过程中可能出现的问题与风险提前给出了较全面的分析,并可为超深地下连续墙施工组织设计的编制提供可靠地依据,确保施工质量和安全。

预制地下连续墙技术的研究与应用

预制地下连续墙技术已经成为国内外地下连续墙研究和发展的一个重要方向,国外多以昂贵的自凝泥浆护壁成槽插入预制构件,以自凝泥浆的凝固体填塞墙后空隙和防止构件间接缝渗水,形成地下连续墙。介绍了上海地区研究和发展的一种新型预制地下连续墙技术,即采用常规的泥浆护壁成槽,在成槽后,插入预制构件并在构件间采用现浇混凝土将其连成一个完整的墙体。基于上海地区预制地下连续墙的研究和应用现状,文中着重讨论了新型预制地下连续墙的设计方法、施工技术及相关配套措施,并给出了工程实例。

软硬互层中超深地下连续墙关键施工技术

超深地下连续墙施工存在较大技术难度,以天津滨海新区某深基坑工程为例,针对其超深地下连续墙施工中的关键技术进行分析,从成槽机械的选择、成槽工艺、护壁泥浆配比及施工质量控制和墙段接头等方面进行探讨,可供在软土地区大厚度砂层和软土互层中的超深地连墙施工提供参考。