复杂地质条件下基坑支护结构设计及数值模拟研究

文中以江苏南京某基坑工程项目为例,结合项目中“坑中有坑”和“倾斜坑”等非常规形状,根据地质条件和基坑形态,将基坑土层划分为西北区和东南区,并提出相应的支护方案,通过数值模拟,验证该方案的可行性。

锚碇基坑地下连续墙围护结构作永久受力结构的应用研究

随着地下建设空间的进一步利用,地下连续墙应用范围不断向下拓展。目前,地下连续墙已经作为永久受力结构应用于建、构筑物主体结构中。基于上海远方相关地下连续墙锚碇基坑实践,对地下连续墙作永久受力结构的应用进行探讨,并针对框架式地下连续墙、桩-墙咬合式地下连续墙、圆形地下连续墙施工关键技术进行阐述。结果表明,作永久受力了的地下连续墙结构通常较为特殊,部分为特殊结构形式,部分包含特殊接头形式,在目前的施工技术下是可以实现地下连续墙作永久受力结构的。用集约高效,推进城市功能复合。创建“就近职住、功能复合”的现代城市,在规划及设计中进行街道一体化设计。

深大基坑开挖对邻近高架桩基影响的数值与实测分析

为研究深大基坑开挖对邻近高架桥桩的影响,本文以郑州地铁7号线陈砦站基坑工程为背景,利用数值模拟研究深大基坑开挖时不同支护体系和支护参数对邻近高架桥桩基的影响,并结合现场实测数据验证数值模拟结果的可靠性。研究结果表明:地连墙的厚度越大,邻近桥桩的水平位移和竖向位移越小,呈现出“负相关”关系,地连墙厚度的变化对桥桩的影响效应主要体现在竖向位移上;内支撑预加轴力的存在,能够控制邻近桥桩水平位移的变化,但改变预加轴力对邻近桥桩位移的控制效果弱于改变地连墙厚度;基坑开挖过程中,各邻近桥桩的竖向位移均呈现出“先沉降、后上升”的变化趋势,主要影响区域为基坑附近18 m(1倍基坑开挖深度)。

基坑开挖过程中围护体及周边环境变形分析

国内外已对深基坑开挖过程造成的变形有一定研究。在此基础上,以上海静安区华兴新城项目为实例,对基坑施工过程中的基坑支护结构、周围环境进行动态监测,对围护体侧向位移变形情况、围护体垂直位移变形情况、开挖深度对地下连续墙侧向变形的影响、开挖深度对地下连续墙最大变形位置深度影响、基坑外环境变形情况、基坑外地表沉降等监测结果进行了分析和验证,并以分析数据为基础,得出施工优化方案,可为类似深基坑工程提供借鉴。

船闸引航道隔流墙物理模型试验优化研究

引航道通航水流条件是航运安全的关键,为研究不同形式隔流墙整流效果,依托浯溪枢纽二线船闸工程,建立定床物理模型通过测量表面流速分布评价船闸通航水流条件,系统地对比研究全实体形式隔流墙、实体与多型透空隔流墙组合、排桩整流等方案的整流效果,并提出排桩与桩基插板隔流墙组合方案。结果表明:延长隔流墙长度可以降低横、纵向流速,有效改善引航道水流条件;合理布置浮式隔流结构可以满足引航道水流条件,整流效果优于全实体隔流墙;排桩方案的整流效果较佳;排桩与桩基插板隔流墙组合方案综合浮式隔流结构、排桩整流技术的优势,在保障整流效果的同时降低了工程造价。

塔楼基础施工对邻近隧道变形控制技术研究

以北京某综合交通枢纽地块塔楼邻近某盾构隧道施工为工程背景,为控制塔楼桩基附加荷载对临近盾构隧道变形的影响,通过理论分析和数值模拟计算,对隔离墙方案及隔离墙+桩基跨越区间(板凳桩)方案对盾构隧道变形控制效果进行深入分析。通过理论分析及MIDAS-GTS数值模拟计算结果显示,采用隔离墙可有效隔离塔楼桩基引起的附加应力并减弱其对盾构隧道沉降的影响,但仅采用隔离墙不能满足盾构隧道变形控制要求;采用隔离墙+桩基跨越区间(板凳桩)方案,由于桩基跨盾构隧道布置,将桩基引起的附加应力沿盾构隧道两侧进行了合理分配,计算结果可满足盾构区间变形控制要求,同时由于塔楼桩基附加荷载影响,需对盾构隧道结构设计进行加强。

逆作法施工技术在基坑支护中的应用

阐述了某基坑工程采用逆作法施工的过程,该基坑周边区域采用地下连续墙围护结构(兼作落底式止水帷幕),主楼及裙楼基础采用灌注桩,其水平支撑体系采用钢筋混凝土结构楼板,主楼核心筒、电梯间、楼梯间、车道等区域设置出土口及施工孔洞,整个基坑采用深井降水的方式治理地下承压水,取得了较为理想的效果。

地下连续墙-桩组合基础的水平承载性能

地下连续墙-桩组合基础是将地下连续墙与桩基础结合的一种新型变刚度基础形式。从设计理念上讲,地下连续墙-桩组合基础具有较好的抵抗侧向变形的能力且兼具经济型,然而目前还缺乏从受力特性角度对该新型基础形式的受力机理进行系统的研究。基于开展的大比尺现场模型试验真实模拟新型组合基础在水平荷载下的受力,将试验和数值模拟结果对比得出基础的荷载与位移的变化规律。通过分析不同等级荷载下组合基础的变形特性,揭示基础的荷载传递规律,并对桩墙组合基础的水平承载力进行了初步近似计算。结果表明:水平荷载作用下组合基础出现整体倾斜破坏;墙身弯矩远大于桩身弯矩,桩墙弯矩随加载等级的递增而逐渐增大,且弯矩最大处位置与弯矩峰值位置不变;随埋深、荷载的增加,墙侧土压力呈现非线性变化,地连墙边侧土压力大于中间土压力,并且最大土压力出现在连续墙中下部。

一种低桩承台结构在护岸改造中的应用

因工程受邻近建筑物的限制,为避免产生震动,打入预制桩的方案不可行,而全面大开挖的方案需要打设钢板桩支护,经济性较差,施工周期长。因工程泥面较高且具备干地施工条件,因此采用低桩承台结构是合适的。结构上部为现浇混凝土挡墙,结构基础为钻孔灌注桩式地下连续墙,灌注桩间采用高压旋喷桩处理,既提高桩抗水平能力,又起到防渗、加固土体以及减轻结构后方土压力的作用。本文介绍了该结构设计和施工要点,为类似工程的实施提供参考。

PBA暗挖地铁车站洞内地下连续墙施工力学响应分析

北京某地铁PBA暗挖车站采用边导洞内施工地下连续墙止水,在国内尚属首例。以该工程为依托,采用MIDAS软件模拟了PBA工法施工过程中洞内地下连续墙的力学响应规律,并与现场监测数据进行了对比分析。研究结果表明:(1)地下连续墙施工引起的地表沉降量较小,约占地表总沉降量的9%;(2)扣拱施工阶段、站厅和站台层开挖支护阶段地下连续墙水平位移变化较大,在实际工程中需对这三个施工阶段加强监测和施工控制;(3)地下连续墙竖向位移整体以隆起变形为主,沉降变形不明显,沿地连墙纵向各施工阶段中墙顶的沉降量略有波动,整体上趋近均匀分布;(4)车站主体结构施工完成后,地下连续墙墙体所受的拉、压应力均未超过混凝土抗拉、抗压强度允许值,地下连续墙结构处于安全状态。

复杂地质条件下拔桩清障对地下连续墙成槽的影响及处理措施

为研究总结拔桩清障施工对后续地下连续墙成槽施工的影响,结合绍兴高铁北站城市更新交通综合体项目的建设案例,针对在深基坑工程施工过程中,其原有地下车库和桩基严重影响该区域地下连续墙和围护桩的现状,采用全回转钻机清障、拔桩结合拉森钢板桩围护,通过桩孔回填控制和TRD工法桩槽壁加固,保障了后续地下连续墙的成槽质量,且对邻近高铁站房的扰动较小。经验证,施工方案切实可行,可为相关工程提供参考。

深基坑工程地下连续墙与咬合桩接头处施工关键技术

针对同时采用地下连续墙和咬合桩2种支护形式时,结合处简单地采用高压旋喷桩封闭存在较大质量和安全隐患的问题,对接头工艺进行了改进。提出了采用套铣工艺对地下连续墙和咬合桩结合处进行施工的方法,使结合处通过混凝土连接形成整体,总结出了深基坑工程地下连续墙和咬合桩结合处施工关键技术。新技术使得地下连续墙和咬合桩结合处过渡连接更为可靠、方便、经济,具有较好的推广应用价值。

海工码头接岸结构选型与设计

结合海工码头使用荷载大、出运工艺复杂的特点,对软弱地基上某海工码头接岸结构的选型及设计进行论述分析,从地质条件、施工条件和使用要求等方面论证选用整体卸荷式板桩结构,前墙板桩选用灌注桩排桩形式,承台下灌注桩采用长短桩间隔布置,使得结构受力更为合理,解决了软弱地基上接岸结构同时承受较大竖向和水平使用荷载的问题,采用塑性混凝土桩进行排桩地连墙的堵缝处理,效果明显;同时对土压力计算与分配、m法模拟桩土相互作用等相关计算进行探讨,供类似工程参考。

南京金茂广场二期工程基础设计

南京金茂广场二期工程包含一座结构高度285m的超高层塔楼,7层高的商业裙房,以及五层地下室。本工程采用逆作法施工,框架柱采用一柱一桩基础,核心筒外墙及内墙整体向下延伸,直接作为塔楼核心筒的基础承受竖向荷载。考虑到一柱一桩的重要性,且持力层为破碎状中风化凝灰岩,故分别按端承摩擦桩和嵌岩桩计算单桩竖向承载力特征值,最终取较小值进行包络设计。抗压桩设计时考虑低水位参与组合,抗拔桩设计时考虑高水位参与组合。由于现行国家标准中尚无核心筒地下连续墙竖向承载力特征值的计算方法,提出一种与嵌岩桩计算方法类似的地下连续墙承载力计算方法,并通过试验证明了该计算方法的可行性。提出逆作法典型节点,保证后续施工的水平构件与先行施工的竖向构件可靠连接。

复杂地层超深地连墙接缝止水加固技术与控制

针对承压水复杂地层地下连续墙易发生接缝渗漏问题,采用RJP、MJS及N-Jet工法桩等方式对地下连续墙接缝进行止水加固以控制基坑渗漏。以上海某轨道交通工程为依托,通过75 m超深RJP、MJS及N-Jet工法桩试验,分析超深地下连续墙接缝止水加固技术与成桩效果,并提出相应控制措施。现场试桩试验结果表明:引孔质量直接影响成桩效果,可以通过钢套筒护孔、测斜纠偏等措施提高引孔质量;成桩深度在45 m以内土层以粘性土为主地层,成桩效果较好,取芯试件的强度和抗渗能满足要求;成桩深度大于45 m、以⑦2密实性粉砂为主地层,RJP、MJS、N-Jet工法成桩取芯效果不能满足要求;采用RJP、MJS及N-Jet工法桩对超深地连墙墙缝位置进行止水效果强化时,应关注土层性质随深度变化情况,适时调整施工控制参数。

某船闸临近航道地下连续墙施工平台支护方案优化及应用

根据北江白石窑枢纽船闸工程施工图纸大型临时工程的方案及意见,围堰施工计划在枯水期开始填筑地连墙施工平台并进行地连墙及其上部结构施工,形成全年围堰。地连墙施工平台采用堆石石笼进行平台加固,需占用部分航道。尤其是一期二线船闸施工利用旧船闸通航时,围堰施工平台的填筑需占用部分旧船闸航道,对旧船闸正常通行影响较大。针对以上问题,文章采用钢管桩支护施工平台,在维持正常施工所需空间的同时,减少了对航道空间的侵占,保证了正常通航。在施工过程中未发生任何质量安全事故,施工平台的安全稳定性均满足设计及规范要求。钢管桩支护结构安装和维护简便,优势多,值得在临近航道施工平台加固工程中推广和应用。

滨海地区地下连续墙+抗拔桩组合式坑中坑现场实测分析

为探究滨海地区超长“高低坑”基坑施工力学特性,基于深圳市滨海大道交通综合改造工程下沉隧道基坑,结合工程实测数据,分析了基坑施工过程中墙体侧移,地表沉降,支撑轴力,立柱及周边建(构)竖向位移的变化规律。研究结果表明:截至2022年12月,实测数据显示围护墙体最大侧移为29.6mm,地表最大沉降值为28.3mm,支撑最大轴力为8962.9kN,立柱支撑和周边建(构)筑物的最大沉降量分别为15.4mm和2.1mm,均小于设计控制值。基坑开挖期间,地下连续墙上部呈现逐渐向坑外(主动土区)倾斜的趋势,横向支撑处于受拉状态;基坑南北两侧高、低坑土方开挖对彼方墙身侧移的影响可忽略不计;本工程利用地下连续墙+抗拔桩结合的优势,有效降低了地连墙插入深度,墙体最小插入比仅为0.15。

滨海地区桩墙咬合支护结构施工关键技术

针对滨海地区基坑支护结构的施工过程复杂、施工周期长及防水防渗要求高等问题,创新性地提出了桩墙咬合联合支护结构,其同时具备地下连续墙与圆形灌注桩的优点。采用榫结构对桩墙结构进行咬合连接,增强了桩墙结构咬合支护体系的整体性。通过总结铣槽施工及钢筋笼垂直度控制的施工工艺,形成新型桩墙咬合支护结构施工关键技术,支护结构可满足滨海地区基坑支护结构刚度大、止水效果好的需求。

二元基坑新型吊脚墙(桩)技术工程实践

为给围护结构提供足够的末端嵌固,传统吊脚墙(桩)底部设置岩肩及预应力锁脚锚索。针对一种新型的无岩肩吊脚墙(桩)支护结构开展研究,依托实际工程,分别介绍了无岩肩吊脚桩、无岩肩长短吊脚桩、无岩肩吊脚墙的设计方案,并采用三维数值模型研究了3种支护形式的开挖变形特征,并与现场监测数据进行了比对,结果表明:该无岩肩无预应力锁脚锚索的新型吊脚墙(桩)支护形式,通过内支撑与吊脚结构,可保证支护段稳定;可视基岩的岩石强度、完整性灵活选择中风化、微风化岩层作为吊脚结构持力层,结合注浆、锚喷支护等措施并控制岩壁开挖质量,可保证岩壁段稳定;下部岩壁段开挖对上部支护结构的内力、变形及地面沉降影响甚微,均可忽略不计;数值模拟和现场实践均表明,3种支护方法均能保证基坑与岩壁段稳定。

桩-墙水平组合围护结构施工关键技术

结合工程实际,对桩-墙水平组合围护结构施工工艺进行了介绍。对该工艺的施工关键技术进行了详细的阐述,并在工程中验证了新技术的可行性与经济性,为类似工程的施工和设计提供了借鉴。