不同嵌岩深度圆形地连墙的受力及变形特性数值分析

对于土岩结合地质基坑圆形围护结构,国内外学者多数是基于嵌岩深度相同情况下对圆形地连墙的变形或力学特性进行研究,而根据基坑地质具体情况采用不同嵌岩深度的地连墙则可缩短施工周期,节约施工成本。清晰认识墙体在基坑开挖过程中的受力及变形特性对于预防潜在的安全风险至关重要。结合某竖井工程基坑土岩结合的地质特点,通过有限元计算软件建立了不同嵌岩深度圆形地连墙三维模型,分析了基坑的最大坑底回弹位移及圆形地连墙的水平、竖直位移与轴向弯矩和剪力变化规律。结果表明:基坑坑底回弹整体呈“N”形变化,且基坑软土部分开挖出现的坑底回弹要远大于岩层部分的开挖;墙体嵌入深度小于1/2基坑开挖深度,墙体水平变形呈“弓”形变化;墙体嵌入深度为50%~100%基坑开挖深度时,其水平变形呈“悬臂”形变化;墙体嵌入深度不小于基坑开挖深度,墙体水平变形呈“W”形变化,并且地连墙的竖向变形会在整个基坑开挖过程中呈现先上升后下降的变化规律;地连墙的轴向弯矩及剪力最大值均出现在土岩交界位置处,并且其最大值会随地连墙嵌岩深度的增加而增大。

地下墙施工爆破对既有隧道的振动测试与分析

结合复兴东路越江隧道浦西引导段地下连续墙爆破施工工程,给出了爆破施工对既有隧道振动影响的监测方案,包括测点布置、测试方法、测振系统。基于爆破振动监测数据,分析了3次不同位置和药量爆破下各测点的振动波形、速度、加速度响应、主频及主频域,根据判别标准得出了隧道在爆破振动下接近安全值底线的结论,同时归纳出不同爆破振动下结构的响应频谱特性,研究结果可为类似工程提供参考。

竖向承载地下连续墙的沉降计算

研究了模型试验中四种不同截面形状的地下连续墙在竖向受荷时墙顶的沉降特性,推导出一字形墙的沉降计算公式,提出了采用沉降增大系数计算异型地下连续墙基础沉降的方法。

三峡工程二期围堰防渗墙结构非线性应力应变研究

本文为“三峡工程二期深水围堰‘七五’攻关课题——设计方案优化(16-4-1-6)子题”专项研究成果之一。运用数值分析的方法,论证了长委会和专家组推荐的高、低墙围堰方案的安全可靠性,研究表明,在对墙及基础部位采取适当工程措施后,方案均是可行的。 研究对比了不同性质填料对墙应力和变位的影响;并根据墙的主要问题是墙下端应力过大,有针对性地研究了几种施工简便易行的结构处理措施,它对改善墙体应力状态效果明显;论证了风化砂作堰体填料的可行性;同时对优化设计断面也作了分析研究。

止水围堰技术在内挖式港口干施工中的应用

介绍了止水围堰技术在汉班托塔海港工程中的应用情况。从设计、施工方面详细论述了采用止水围堰围成基坑形成干作业环境后,在基坑内开挖港池、建造码头形成大海港的全过程。止水围堰工艺在该港干施工中的成功应用,说明了干施工建造海港是可行的,并为以后应用该工艺提供了借鉴。

明挖隧道基坑施工对邻近建筑物的影响分析

某新建安置房小区位于市域铁路隧道的影响区范围内,为评估铁路隧道基坑安全系数是否满足相关规范要求,文章根据隧道基坑结构设计方案,通过数值模拟分析基坑开挖对安置房的影响,结果表明隧道基坑采用地下连续墙方案,安置房结构变形在安全控制标准内,满足其正常安全使用。

复杂地质条件和敏感环境中基坑设计实践及关键技术

上海某国际金融大厦深大基坑项目北侧紧邻运营轨道交通8号线区间隧道,最近处仅7.87 m,南侧与现有世博共同管沟净距2.0~3.0 m,基坑变形控制要求高,周边环境敏感。同时,本项目位于黄浦江畔,场地浅层为典型的淤泥质软土地层,下部为富含承压水粉(砂)土层,且微承压水层与第一、第二承压水层互为连通,止水帷幕无法隔断承压水层,地质条件复杂。设计采用分坑施工、被动区加固、预应力伺服钢支撑系统、抽灌一体化降水方案、超深地下连续墙、跟踪注浆、型钢垫层等技术方案。实测结果表明,区间隧道的最大变形6.52 mm,共同管沟的最大变形15.3 mm,其最大变形均满足变形控制要求,确保了运营区间隧道和共同管沟的安全。

沉管隧道格形地墙护岸变形的地层参数敏感性分析

岩土体参数的不确定性是困扰地下工程设计分析的一大难题,可在数值模拟中通过参数敏感性分析的方法加以研究。如意坊放射线隧道工程(一期工程)沉管护岸采用格形地下连续墙的支护形式,其结构性态复杂,受力变形性质相比传统支护结构存在明显的差异。在进行方案设计时,通过建立大型三维有限元模型,模拟沉管隧道基槽的开挖过程,揭示了格形地墙的变形模式,分析了地层参数不确定性的影响。数值模拟结果显示:开挖卸载会导致格形地墙发生向江侧的倾斜,一级基槽边坡开挖后,地墙最大侧移约为14.1 mm(最大开挖深度H的1.64‰),二级基槽边坡开挖后,地墙的最大侧移约为23.8 mm(1.74‰H),表明现有设计方案能够有效控制施工扰动;在基岩埋深,土体强度和模量3个分析因素中,地墙护岸变形对基岩埋深的变化最为敏感,基岩埋深越深,相应的地墙嵌岩长度越短,开挖卸荷引起的变形越大;减小土体模量和强度时,地墙变形明显增大,而增大土体参数对计算结果的影响较小。因此在勘探和设计时,须进一步完善测试技术和增强数据分析能力,提高岩土参数的准确性,其中应尤其重视对基岩埋深的分析。研究得到的格形地墙三维变形模式及对地层参数的敏感性,可为设计和施工提供参考建议,对类似工程也有很好的借鉴价值。

新莊線過河道岔段之探討

台北都會區大眾捷運施工史上極為困難的工程新莊綜CK570C區段2個施工極為困難的區段:一為位於淡水河内之道岔結構,另一為坐落於台北橋頭邊的台北橋站。道岔段明挖覆蓋隧道需於河道内施築厚2.0m,深65m艮之大尺寸連續壁,施工前需先進行圍堰工程,由於圍堰後形成河面束縮,極易造成圍堰對面河岸及圍堰臨水側河床淘刷,所以必須加強河床保護,其開挖深度最深處達地表下41m,為歷年來捷運工程開挖深度最深的工程,台北橋站開挖深度最深處亦達到35.1m。

深基坑施工对临近地铁隧道变形影响及参数敏感性分析

为研究深基坑开挖回填及支护结构参数对临近地铁隧道和地下连续墙变形的影响,依托广州地铁11号线基坑工程,在验证数值计算可靠性的基础上,利用有限差分软件FLAC3D对基坑降水开挖及回填过程中临近地铁隧道和地下连续墙的变形规律进行分析,并采用正交试验方法研究支撑刚度、地下连续墙嵌固深度和地下连续墙厚度对地下连续墙最大水平位移、地铁隧道最大水平位移和竖向位移指标的影响,分析确定各因素对上述稳定性指标的影响效果。研究结果表明:随着基坑降水施工的开展,地下连续墙的水平位移不断增加,最大水平位移位置也从顶部逐渐向下移,整体呈现近似中间大、两头小的抛物线形;随着基坑施工的开展,地铁隧道的水平位移曲线变得越来越凸出,其位移值较大的区域集中在基坑范围内,最终最大水平位移为8.55 mm,位于地铁隧道近基坑侧中轴线中部;地铁隧道在基坑施工作用下,产生的最大沉降量达3.76 mm,位于地铁隧道近基坑侧的中部;施工完成时地下连续墙的最大水平位移相对于开挖完成时增长了50%左右;采用极差法分析时,因素Ⅲ(支撑刚度)作用下各稳定性指标最大变形均值的极值均大于其他因素,支撑刚度参数对地下连续墙和地铁隧道变形的作用效果最为显著,方差分析结果同样表明支撑刚度对地铁隧道最大水平位移的影响最为显著。在同地区类似基坑的设计时应注重支撑结构的设计。

隧道爆破荷载作用下中隔壁动力响应与破坏机理研究

中隔壁结构作为隧道初期支护体系中重要的承载构件,在隧道爆破荷载作用下极易发生损伤开裂和破坏。首先依托双向八车道的港沟高速公路隧道工程,进行爆破荷载作用下中隔壁的动力损伤破坏试验,提出中隔壁支护结构的破坏形态及类型;然后利用ANSYS/LS-DYNA建立隧道爆破与中隔壁支护结构数值模型,采用流固耦合的方法模拟岩体爆破及中隔壁支护结构的动力响应,并考虑单段装药量、爆距等不同因素,研究其对中隔壁破坏模式及形态的影响。研究结果表明:隧道爆破荷载作用下中隔壁破坏形式分为背爆侧混凝土开裂剥落、中心区域混凝土震塌成洞、钢筋网及纵向连接钢筋震坏断裂、钢拱架发生扭曲变形4种类型;中隔壁支护结构在爆破应力波的作用下处于反复拉压状态,并在岩石破碎抛掷冲击的作用下发生破坏,且中隔壁支护结构中心、顶部和底部是结构最易发生损伤的部位;单段装药量和爆距的改变会对中隔壁支护结构的破坏范围和破坏程度产生影响,且结构呈现出不同的破坏形态,与现场试验结果一致;建议隧道爆破施工时爆距控制在40 cm以上,单段药量控制在7.2 kg以下,以减少对中隔壁支护结构的破坏。