劈裂注浆抬升既有管道效果分析及工程应用

地铁车站施工中常穿越大量的市政管道,由于隧道开挖引起地层损失和地表沉降,地下管道将会发生变形,往往影响地铁施工,注浆是对地下管道进行沉降控制的主要技术措施。以北京地铁黄庄站下穿热力管道抬升注浆工程为研究对象,利用三维有限差分数值方法分析了新建车站开挖引起超大管道的变形特征。结果表明,在抬升区注浆单元施加膨胀压力可以较好模拟注浆抬升既有管道的效果;采用应变软化模型,可以有效模拟土体材料的弹塑性力学行为,反映注浆完成后浆脉的固结和周围土体的湿陷作用。对比注浆抬升模拟计算和沉降监测结果,验证了有限差分数值方法模拟劈裂注浆抬升管道过程的正确性和有效性。同时模拟分析注浆抬升管道的影响因素,获得了一些规律性的认识,为劈裂注浆抬升地下管道工程的施工和设计提供指导。     

玉环县漩门二期海堤沉降分析

分别采用分层总和法和有限元法对玉环县海堤的总沉降量及各级施工荷载作用下的沉降量进行了计算分析,为了加快排水固结,对海堤软土地基设计塑料排水板及分级加载程序,使海堤软土地基在预定时间内的固结度满足要求.     

大面积无序堆土引起基桩沉降的研究

某大型建筑工程因出土条件发生变化，施工工序有所调整，需在已施工的基桩上大面积堆土。大面积堆土会引起群体基桩的沉降，基槽开挖后基桩沉降离散性较大，最大基桩沉降高达670 mm，单体建筑物中基桩间沉降差最大极值高达510 mm，远超过规范计算值，沉降原因存在争议。采用有限元软件PLAXIS3D建立三维数值模型并对基桩沉降综合分析，结果表明，在已施工完成桩基上方大面积堆土可引起基桩较大沉降，地表及桩顶最大沉降均位于堆土中心，沉降最大与最小的两基桩上部负摩阻力相差一倍；按区域分析，大面积无序堆土引起基桩整体沉降趋势符合软土地区的沉降规律；各基桩产生较大离散性主要因素包括堆土厚度、堆土面积、堆土时间、排水条件、桩穿越土层情况、桩端下卧层的土层情况等。本研究为类似工程积累了经验。     

竖井地基的粘弹—粘塑性固结及有限元解

用1个带双屈服面的粘弹-粘塑性模型来描述软土的流变性状，并结合Biot固结理论对软土地基的固结沉降进行有限元分析。对竖井预固结地基进行计算，以预压所产生的沉降量及所引起的附加有效应力分别大于设计载荷所引起的最终沉降量和附加应力为终止预压的依据，计算取得了合理结果。     

超载预压处理软土的次固结特征及沉降计算

为了研究超载预压软土的次固结特征,分析超载预压处理软土地基的工后沉降,文章考虑应力历史对软土结构性的影响,模拟现场工况,对重塑洞庭湖软土试样进行超载预压后再压缩的一维固结蠕变试验。研究结果表明:经过超载预压的软土卸荷后再进行加载,压缩变形过程中主固结时间明显缩短,约为未经超载预压处理软土主固结时间的1/3,打设排水竖井对软土主固结时间几乎没影响;预压荷载越大,次固结系数越小,超载预压有利于消除软土的次固结沉降;随着建（构）筑物荷载的增加,次固结系数增大;打设排水竖井,未经预压处理软土的次固结系数略有增加,经过超载预压处理软土的次固结系数略有减小,但影响效果不是很明显。考虑应力历史,引入超载增量比,发现次固结系数与超载增量比呈线性递减关系,建立了相应的计算模型,提出了次固结沉降计算公式。试验及分析结果对预压处理地基的设计和施工具有一定的指导意义。     

深圳地区滨海软土工程特性及加固技术

深圳地区滨海软土具有含水量大、压缩性高、强度低、承载力低以及结构性强等工程特性。通过对固结沉降理论分析,提出软土固结沉降计算应注意参数选取、超载量的确定、差异沉降等问题。针对深圳地区大面积软土工程具体条件,采用堆载预压法、抛石挤淤法以及复合地基法等技术措施进行软土加固收到良好的效果。     

珠海海相软土地基分层总和法沉降计算公式修正

软土地基处理的主要目的之一是尽量增加地基施工沉降和减少工后沉降,如何改进软基沉降处理的工程措施及如何准确地预测软基沉降成为关键问题,对软基沉降计算方法的研究也越来越引起重视。收集了珠海海相软土地基6个排水固结法软基处理工程实例,对分层总和法沉降计算公式进行修正。     

塑料排水板处理软土地基沉降速率与沉降关系

在塑料排水板处理软土地基的施工过程中,进行沉降实测,取得沉降速率与沉降的关系曲线.并利用此关系,反算现场固结系数、瞬时沉降量、主固结沉降量和次固结沉降量,分析各沉降组成部分的比重,探讨软基处理效果.以此通过工程实例,说明该方法的使用,为指导工程施工提供理论依据.     

考虑堆土积水影响的变荷载下层状地基一维固结度计算及其应用研究

在前人工作的基础上,给出变荷载作用下任意层地基一维固结度计算解析式,提出考虑堆土积水影响的土体固结度计算方法,应用于某宽230～750m、长6500m,总面积为310万m2的国际机场场道大面积堆土预压地基处理工程实例,结合预压过程中堆载区域地下水位、超静孔隙水压力、地表沉降、分层沉降及测斜等监测资料的综合分析与研究,发现堆土中积水对大面积堆载预压过程中地基沉降有十分重要的影响,较全面地阐述了土中积水对堆载预压排水固结的影响机理,并进一步根据工程应用实践,证实了本文研究成果与实测资料相符较好,可供类似工程参考使用.     

抛石挤淤施工技术在沼泽地段管道基础处理中的应用研究——以延安黄河引水工程为例

以延安黄河引水工程管道基础处理施工为例,对抛石挤淤施工技术的施工原理、适用范围和施工方法进行研究可知:抛石挤淤施工技术适用于含水量大、孔隙比大、透水性弱、抗剪强度低的流塑状软土地基,通过实施该技术的实施,可提高地基承载力,减少沉降,加速地基固结,具有施工简便、工艺简单、地基加强效果明显的工程特点,是一种比较常用的软土地基处理技术,值得在类似地基中推广应用。     

地面超载引起邻近埋地管道的位移分析

地基土承受超载作用时就会产生沉降,在土体沉降作用下埋置于其中的管道,管壁就会产生变形甚至破裂。为分析地面超载对临近地下管线的影响,基于温克勒（Winkler）弹性地基短梁理论,应用Boussinesq解,考虑地面超载引起下卧层的沉降及地基土体的侧向移动对管道的影响,建立地面超载对埋地管道影响的分析计算模型,并采用有限差分法进行求解;通过算例分析了超载大小、位置,管道刚度、埋深、管径以及土体性质对埋地管道位移的影响;结果表明：超载大小、管道的刚度、埋深、管径对地下管道位移的影响较大,而当地基基床系数和超载离管道的距离增大到一定值时,地面超载对其影响将减弱。因此,需要考虑邻近超载对管道的影响,合理制定埋地管道的保护措施。     

天津高新技术产业园区海泰小区路面塌陷成因

路面坍陷是威胁城市安全运行的重要隐患。天津高新技术园区海泰区段路面塌陷、地下暗穴空洞和污水管渗漏三者之间,存在着密切的联系。作者通过现场勘查、地质雷达探测、管线机器人内窥探视技术、工程钻探、三维地质建模等综合方法研究其塌陷成因机理。研究表明,其成因机理在沿海地区具有代表性和典型性,即脆弱的自然(地质)系统与人工(工程)系统在多种因素复合控制下的相互作用,管线埋设于软土层中,由于自然沉降和后期压实作用,导致软土层垂向和侧向差异迁移,引起拼接而成的污水管线在接触部位产生缝隙、破损,使高于管线的地下水向管内渗漏,土层因颗粒物质流失而形成空洞,进而导致路面塌陷。据此,提出管线埋设前和塌陷后所采取的治理措施,重点在于防止因管线破损而造成地下水和管线内的排泄水产生交换,避免管线外转的土层颗粒流失。     

CFG桩施工产生环境问题的机理分析及应对措施

根据多年施工经验,长螺旋钻管内泵压CFG桩施工技术应用到郑州地区饱和粉土等软土层时,常出现桩周地面沉降、周边建筑物和路面开裂以及管道错位等环境问题。通过对长螺旋钻管内泵压CFG桩施工引起环境问题的机理进行综合分析,提出相应措施,并对长螺旋钻管内泵压CFG桩在饱和粉土等软土层中的适应性作出评价。     

橡胶-粉土轻质混合土中管道动力响应特性

埋地管道在交通荷载等作用下会发生破坏，对区域内的经济和生活造成较大的影响。近年来废弃橡胶轮胎颗粒与土混合成轻质土逐渐被用于路基填料等领域。设计完成了冲击动载下橡胶?粉土轻质混合土中管道动力响应特性的模型试验，采用等体积置换法在地基土中掺入0%、10%、20%、30%的废轮胎颗粒，通过路基的表层沉降以及埋地管道的变形特性来研究轻质混合土作为路基填料的减振性能。试验结果表明，加入橡胶颗粒能有效减小路基表层沉降，当橡胶含量10%时，路基沉降减小最明显；埋地管道在冲击动载的作用下表现出“压扁”的形态特征，加入橡胶颗粒能明显减小埋地管道的应变及弯矩响应，当橡胶含量为20%和30%时，管道的应变和弯矩减小更为明显。     

浅埋风积砂质黄土隧道变形综合控制技术研究

在隧道施工前,应用数值模拟分析的方法,分析浅埋砂质黄土隧道施工力学效应和变形特征。根据浅埋砂质风积黄土隧道在施工过程中地表沉降量大和洞内施工安全风险大等特点,结合隧道实际监测数据,反演计算得到侵限段地质力学参数,为迈式管棚超前支护及径向迈式锚杆的全施工过程数值模拟提供计算依据,为控制隧道围岩变形提供数据支撑。计算结果显示,隧道侵限段地表最大沉降11.4 mm、最大拱顶下沉30.4 mm、最大水平收敛48.5 mm,隧道整体变形量减小,迈式管棚超前支护可以有效地提供纵向支撑,承受侵限土体压力、约束围岩变形和控制地表沉降,同时为支护侵限段钢拱架的安全拆换提供保障。研究结果表明:径向迈式锚杆、迈式管棚超前支护、环形支撑钢拱架和锁脚锚杆一起,构成了浅埋风积砂质黄土隧道主被动变形综合控制体系,有效地解决了浅埋风积砂质黄土隧道软弱围岩超前支护的难题。     

复杂岩溶场地下的高层建筑地基处理

岩溶地区上高层建筑的基础设计是建筑工程中地基处理的难点。岩溶地基存在土洞溶洞多,岩面起伏大、地下水不可预见等特点,使得岩溶地基高层建筑基础设计具有极大的挑战性。对一个卵石土岩溶地基高层建筑进行基础设计,通过现场土的载荷板试验、夯扩桩复合地基载荷试验、冲孔桩复合地基载荷试验等现场原位试验,获得了丰富可靠的资料,根据试验结果和场地覆盖层厚度、岩溶发育情况进行科学的计算分析,最后采用筏板下多桩型复合地基处理方案,该方案既能满足承载力及沉降的要求,又同时考虑了溶洞坍塌及沉降不均的风险,且更为经济。将计算沉降与实际观测结果进行了比较,说明了地基处理方案的合理性,为高层建筑复杂岩溶地基处理提供了较好的借鉴。     

大断面管幕法隧道群管顶进的地表位移规律研究

为研究管幕法群管顶进施工过程中地表位移变化规律,依托上海田林路下穿中环隧道工程,对地表位移实测数据进行了详细分析。通过数据处理发现,管幕施工期间变形发展可细分为7个阶段,其中包括4个推进阶段、3个暂停推进阶段。管幕推进阶段的地表位移由地层损失沉降和注浆引起的地表隆起叠加而成;暂停推进阶段的地表沉降主要是固结沉降。运用Peck公式对地表位移进行描述,通过现场数据反分析出各根钢管推进时的沉降槽宽度系数i和地层损失率η。基于分析结果,提出了适用于上海软黏土的i和η 计算公式,其中i的公式只与钢管半径R、钢管埋深h和土体内摩擦角φ 有关,而η的公式表达成随时间的双曲线函数。注浆导致的地表隆起可分解成各根钢管顶进伴随注浆造成的负地层损失。运用上述方法对地表位移进行预测,并与实测结果对比,验证了文中方法的正确性,成果可对类似管幕法工程施工引起的地表位移预测提供科学参考。     

地铁暗挖施工引起的管线与地层沉降关系研究

依托北京地铁4号线公益西桥站工程,建立结构-地层-管线三维弹塑性数值模型,基于管线周边地层沉降及地表沉降实测数据分析,研究西南出入口暗挖施工上方管线周边地层变形规律。通过现场实测数据、数值模拟及经验公式计算结果综合对比,分析了管线刚度对地层变形抵制作用的影响。研究表明：管土相对刚度小于0.18时,管线与土体沉降差小于5%,可用经验公式计算出的管线轴线处地层沉降代替管线沉降。随管线刚度的增大,管线对土体变形的抑制作用逐渐增强,沿深度方向地层沉降量增大速率减小,并会出现负增长,甚至出现地层沉降小于地表沉降的情况。通过对数值计算结果的拟合分析,提出了刚性接头管线与地表沉降比和管土相对刚度的经验公式。工程实例应用结果表明,计算值与实测值偏差小于4%,验证了该方法的适用性。     

水平平行顶管引起的地面沉降计算方法研究

对水平平行双线顶管之间的相互作用进行了分析,提出了横向扰动区范围的计算公式。考虑先施工顶管对后施工顶管的影响,提出了一种新的后施工顶管地面沉降计算方法,并给出算例分析。分析表明,水平平行顶管施工时由于中间区域受到双重扰动,会产生较大的地面沉降。当两顶管轴线距离较近时,由于先施工顶管对周围土体产生的扰动会使后施工顶管产生的扰动加剧,后施工顶管引起的最大地面沉降值和沉降槽宽度都要变大,且地面沉降曲线是不对称的,其最大沉降点要偏向先施工顶管侧,但仍然可以采用Peck公式进行计算。     

黑龙江哈尔滨地下输水管道突然破裂对地铁隧道的影响

城市地下管线的开裂导致水油气等的泄露通常会对周围环境产生重要影响,由于其隐蔽性,问题发现滞后,导致预测起来相对困难。同时,突发的管线破裂渗漏会导致地质环境的改变,从而影响基础结构的力学特性,对工程安全构成直接威胁。目前,突发流量大小对地铁隧道的影响程度还没有准确定论。本文以哈尔滨地铁建设为依托,研究了精确寻找管线破裂而产生的水流源的方法,并根据现场实测数据分析地下输水管线的破裂造成水流对地表沉降、隧道拱顶沉降、净空收敛的影响。