软土地层中地下连续墙施工技术及其质量控制

中交集团上海超高层总部基地项目总占地2.7万m2,其基坑采用“两墙合一”的地下连续墙进行围护,基础最大埋深17.25m。地上为7栋单体建筑,包括两栋框架核心筒结构、4栋钢框架结构以及1栋历史保留建筑。作为“两墙合一”的地下连续墙其工程质量不仅对地下结构施工有很大影响,更直接影响建筑结构的使用功能。因此在施工中需要对地下连续墙的施工过程进行严格监控,以控制墙体的工程质量。为了研究软土地层中地下连续墙施工及其质量控制的关键问题,依托该工程进行了数值模拟分析,确定了采用水泥土搅拌桩加固周围地层的方法,以确保成槽质量。最后介绍了地下连续墙的施工过程、施工控制指标、工程监测、施工注意事项以及部分重要的质量问题与安全问题的预防措施。

复杂城区深基坑施工老旧建筑保护研究

依托中交集团上海总部基地项目工程,针对工程影响范围内的历史保护建筑结构特点,提出保护措施。运用midas GTS NX有限元软件模拟分析基坑开挖过程中的建筑基础变形,与现场监测数据进行对比。计算结果及实践验证:相关技术措施能够有效保证基坑支护结构及历史保护建筑安全。

CFRP-聚合物砂浆加固震损构造柱约束砖砌体墙试验研究

为研究斜向碳纤维布条带或斜向聚合物砂浆条带与外覆角钢组合的加固方式对震后砌体结构的加固效果,对模拟经过地震作用的三面带构造柱约束砌体墙片进行抗震加固,并进行拟静力试验。三面砌体墙均采用角钢外覆加固,面层采用不同方式处理。研究结果表明:采用碳纤维布-聚合物砂浆条带的加固方式能很好地恢复震损墙体的承载能力和变形能力;碳纤维布条带在限制裂缝开展以及提高震损结构延性方面有一定贡献;面层采用斜向聚合物砂浆条带加固的震损墙体延性和承载力均较低。工程实际应用中,建议考虑两种材料的复合加固形式。

滨海地区土岩复合地层城市轨道交通车站深大基坑施工稳定性分析

[目的]基坑开挖会引起周围地层和建(构)筑物产生变形,轻则影响施工进度,重则造成工程事故。为了保证城市轨道交通车站深大基坑的稳定性和安全性,需对基坑开挖过程中土层与围护结构的受力和变形特性进行研究。[方法]以青岛某地铁车站深大基坑为工程背景,结合土岩复合地层特性,采用数值模拟方法对深大基坑各施工工况下的变形及内力进行分析。结合现场数据,研究土岩复合地层下深大基坑开挖过程中地面沉降、围护桩位移及支撑轴力的变形规律。[结果及结论]数值模拟表明:未施工双轴高压旋喷桩时,端头井东墙、西墙及南墙均发生侧向位移,且侧向位移方向均朝向基坑内部,最大侧向位移为2.19 mm,发生在南墙中部;施工双轴高压旋喷桩时,基坑端头井一侧旋喷桩加固过程中,端头井侧墙变形量出现峰值,最大变形量为2.21 mm。未施工双轴高压旋喷桩时,地连墙内力变化峰值出现在其腰部,最大值为101 kN;施工双轴高压旋喷桩时,端头井旋喷桩加固地层侧的地连墙结构内力变化明显,其内力变化峰值出现在地连墙腰部,最大值为96 kN。由此可见,双轴高压旋喷桩对基坑各施工工况下的地连墙的内力有一定的减小作用,但对基坑变形影响不大。

钢-聚合物砂浆加固震损后砌体结构振动台试验研究

提出了一种适用于砌体结构的新型钢-聚合物砂浆组合加固方法,为研究该方法加固震损后砌体结构的抗震性能,设计了2层1/2缩尺振动台试验模型,对加固前(M1)试件和加固后(M2)试件进行振动台试验,对比分析了试件M1,M2的动力特性、加速度反应、位移反应和破坏形态。试验结果表明:采用钢-聚合物砂浆加固法可有效提高震损砌体结构的抗侧刚度,限制塑性损伤的发展,有效提高了震损后砌体结构的抗震性能。加固后试件(M2)一层变形较小,承载力主要由原结构墙体及砂浆面层提供,不同部位钢丝及洞口槽钢应变均处于较低水平,表明结构一层仍具有较高承载力安全储备。

新型大跨度异形曲面钢-木组合结构临时支撑卸载计算分析

浙江温州未来社区体验馆屋盖主体结构由钢木结构组合而成,该悬挂屋面为国内少有的大跨度(59.4m)单层双曲抛物面钢-木网壳结构,竖向由54根钢柱支撑,屋面主体部分高点标高16.8m,低点标高2.2m。其临时支撑体系采用内支撑布置,由于结构跨度大及曲面异形,临时支撑体系的拆除是影响钢木结构成态及施工安全的重要因素,确定结构临时支撑最优卸载方案是工程关键技术难点。本文提出了四种临时支撑体系卸载方案,并采用MIDAS Gen进行了模拟计算分析,对比考虑整体结构位移、木梁内力、支撑反力等因素,最终确定由外向内,由高到低的同步分区卸载方案,可为类似的工程提供案例参考。

软土地区含承压水层深基坑抽降水设计及模拟分析

承压水是基坑地下水防治的一个重要难题,为了保护软土地区含承压水层深基坑开挖周边环境,目前常采用抽灌一体化的施工方法。以中交集团上海超高层总部基地项目为依托,基于抽灌一体化设计理念,通过三维渗流数值模拟和现场试验数据分析,对承压水减压降水设计进行优化,最终解决了基坑承压水防治和周边环境保护难题。结果表明,优化后的抽灌一体化设计方案在保证顺利降水的同时还可以有效控制基坑周边历史保护建筑的沉降速率,确保保护建筑的安全,证明了抽灌一体化设计的合理性,可为同类工程提供借鉴。

考虑既有船坞的深基坑工程设计

本工程地处城市中心区复杂环境,既有船坞位于基坑范围内,这种情况的审计工程尚属国内先例。本文针对既有船坞对基坑工程的影响,介绍了基坑支护设计,如既有船坞主体结构及下部桩基障碍物清除、围护墙在既有船坞结构与工程桩重叠时的实施、船坞底板下工程桩拔出及承压水层突涌风险控制、船坞底板下桩基遭遇实际桩位同图纸偏差时的风险控制、既有船坞结构与支护结构衔接等。实践表明,相应的设计技术有效地保证了工程工期、基坑安全及周边环境的安全。

软土深基坑分区开挖对周边环境影响研究

软土地层具有孔隙比大、含水量高、压缩性高、强度低、灵敏度高等特性,软土地层条件下深基坑变形一般远超过规范控制值,因此软土地层基坑工程中需要尤其注意支护结构的变形和周围建筑环境的影响。为研究软土深基坑工程在分区开挖中对周边环境的影响,以上海市一例深基坑工程为例采用有限元数值模拟计算分析了软土深基坑开挖对周边环境的影响。分析结果显示:基坑长边附近地表沉降为长槽形,短边附近地表沉降呈现放射形,沉降中心位于沉降坑中靠近基坑的位置;基坑变形空间效应较为明显,基坑阳角部位沉降弱于其他部位,阴角位置沉降更小;随着开挖的进行,地表水平位移的影响范围也在不断扩大,岩土体水平变形所集中的位置而持续下移;开挖进行中,地表水平位移总是集中在基坑周围的2倍开挖深度范围内,岩土体水平变形集中位置基本保持在开挖面的底部附近。

超高层建造整体钢平台模架力学性能分析

以厦门白鹭西塔项目为背景,根据工程施工进度和整体钢平台模架体系的工作流程,采用SAP2000建立了不同施工状态的钢平台有限元模型,对钢平台正常施工工况和爬升工况进行整体受力分析计算,包括应力、变形以及支座反力的计算,得出钢平台在模板提升、钢筋绑扎、结构浇筑、爬升四种施工状态下的应力、位移云图和支座反力,分析可知钢平台的最大应力值、变形值与反力值均符合规范要求。计算结果表明整体钢平台结构体系具有很好的承载力和刚度,满足使用要求。

基于MSD方法的基坑变形预测研究

MSD方法是一种基于塑性上限的基坑变形预算方法,传统MSD理论只适用于具有特定性质基坑的计算,具有较大的局限性。针对此问题,提出优化MSD预测基坑变形理论,结合地层特点,将体现基坑支撑结构的变形能ΔV引入能量守恒分析体系,构建适用于“地连墙+内支撑”形式基坑变形预测的优化MSD方法,并结合实际工程进行计算,以期为类似工程提供参考。

大体积混凝土基础温度控制研究——以厦门白鹭西塔为例

以厦门白鹭西塔超高层建筑筏板基础大体积混凝土为例,利用常用经验公式与规范公式进行计算,校核大体积混凝土在自约束与外约束情况下的理论开裂情况,对施工现场提出便于操作的养护保温措施。此外,结合基于4G的无线测温技术,分析探讨测温点位中心与混凝土表面温差及温度下降速率,并将计算值与规范规定值进行对比。

软土地层深基坑阳角部位地下连续墙变形特性分析

带阳角深基坑是形状不规则深基坑中的一种,其两侧土体均出现临空面。由于缺少一面土体的约束,其岩土体的稳定性更差,常被作为基坑开挖中的重要部位进行监控。依托上海软土地层深大基坑开挖工程,参考实际工程情况建立了有限单元法数值模型对基坑开挖过程进行了数值模拟分析。同时在施工开挖过程中,对基坑阳角部位的地下连续墙围护结构的变形、地表沉降等项目进行了全程监测,并分析了现场实测数据。结合实测与计算结果可以得出结论:(1)计算结果与实测结果基本吻合,证实了计算模型的有效性;(2)地连墙变形集中在坑底以上,呈现“内凸形”,最大变形发生在坑底附近;(3)基坑阳角最大水平位移发生在墙体中部,棱线变形并非最大;(4)与围护桩比较,在软土地层深基坑阳角位置更宜采用地连墙支护。

软土地层深基坑围护结构变形分析及模拟研究

软土地层深基坑开挖卸载容易引起基坑围护结构的变形从而引发事故,部分深基坑根据地质条件不同采用不同的围护结构形式,则对不同类型的深基坑围护结构变形规律进行研究具有重要的意义。以上海软土地区深基坑为研究对象,基坑位于上海市杨浦区黄浦江畔,属于典型的软土地层。对基坑不同规格围护结构的地下连续墙进行三维数值模拟分析,并结合现场实测数据研究深基坑不同围护结构形式的变形特性,得出如下结论:基坑不同规格的地下连续墙变形形式相似,均呈现“内凸型”;相比于1000mm厚地连墙,800mm厚地连墙变形更大;两种不同规格地连墙连接处墙体呈现较大的变形;不同规格地连墙墙体顶部水平位移彼此间并无明显规律可循,而是随着基坑开挖呈现增大的趋势。

大跨度型钢混凝土屋盖支吊组合系统受力性能研究

以承建的汉中天汉大剧院项目观众厅高大空间型钢混凝土结构为研究对象,通过MIDAS Gen有限元软件,建立精准三维有限元模型,对于吊模法施工加设临时支撑前后在承受施工阶段荷载时的变形和受力状态进行了详细的研究;同时在支吊组合系统施工全过程开展了动态监测试验,创新性的应用了自主研发的大跨度钢结构动态监测技术,通过理论计算与实际监测结果相结合提出吊模法加临时支撑这一新的模板临时支撑体系,此项模板临时支撑体系目前已顺利实施,本项研究顺应大型场馆类公共建筑结构的发展趋势,在保证复杂场馆类结构实现设计优化及安全经济施工方面具有重要的科学意义和工程应用价值。

庐山西海景区大跨度场馆空腹网格钢结构吊装模拟分析

针对庐山西海景区大跨度场馆空腹网格钢结构吊装施工技术难题,选取最不利工况下大跨度空腹网格梁作为研究对象,开展了新型大跨度空腹网格钢结构的有限元0模拟,进行了较深入的施工模拟及参数化分析,考虑了不同吊点数量、不同吊点位置对大跨度空腹网格结构单元的内力及变形影响,提出了最佳优化的吊点布置方案,并总结形成了相关吊装模拟建议,可为类似工程的吊装施工模拟验算及方案参数优化提供理论参考。

复式钢管混凝土柱受压性能研究

以厦门岛外第一高楼厦门白鹭西塔为工程背景,提出了采用复式钢管混凝土柱的设计方案。本文设计了3个复式钢管混凝土试件,设计参数为钢管壁厚及受压面积,进行轴压性能试验,并利用ABAQUS建模,分析了外钢管壁厚、受压面积等参数变化对试件轴向受压力学性能的影响规律,明确复式钢管混凝土构件在轴向全截面受压和局部承压荷载作用下的工作机理,为工程设计提供技术参考。结果表明,复式钢管混凝土柱全截面受压破坏为腰鼓状破坏,中部出现半圆凸曲;局部受压破坏现象为加载端部外钢管向外鼓曲;试件的受压承载力随着外钢管壁厚提高而提高;相同外钢管壁厚下,试件局部受压的承载力相较于全截面受压降低。

高性能聚合物砂浆组合加固砌体墙抗震性能与工程应用

提出了一种采用高性能聚合物砂浆与普通砂浆组合加固砌体结构墙体的方法。在墙体斜向对角线的高效受力部位,采用高性能聚合物砂浆加固,而墙体其余部分采用成本更低的普通砂浆加固。对普通墙体与加固后墙体进行了有限元建模,并对斜向条带宽度、聚合物砂浆强度、轴压比及单、双面加固等设计参数对墙体水平承载力的影响进行了分析。结果表明:随着条带宽度及聚合物砂浆强度的提高,墙体水平承载力均有一定的提升;轴压比对墙体水平承载力影响较为明显,轴压比为0.3的墙体的承载力较未加固前提高了148.4%;双面加固墙体承载力比单面加固墙体承载力有提高,但效果有限,实际工程中,采用单面加固并且保证足够的聚合物砂浆条带宽度与强度,是更具性价比的加固方法。该加固方法在北京某小区老旧砌体结构加固改造工程中得到应用,表明其具有较好的施工性能与经济效益。