深基坑SMW工法模拟试验研究及工作机理分析

通过主动侧加载模拟开挖卸载,进行了基坑SMW工法围护结构与型钢围护结构的室内模型对比试验。试验结果表明：SMW工法相对于单独型钢围护结构,由于水泥土对型钢的围箍作用,使型钢、水泥土成为一整体,共同协调工作,提高了型钢的刚度,同时有效地起到了减小水平位移的作用。SMW工法结构内力相对于单独型钢围护结构内力,由于水泥土的作用,其内力明显要小,与工程实测规律一致。从不同角度探讨了SMW工法的工作特性、型钢-水泥土组合结构的相互作用机理。     

型钢水泥土复合梁中型钢-水泥土相互作用试验研究

在深度不太大的基坑而条件适当时可采用小规格型钢加筋水泥土结构作为挡土墙,但对其破坏模式和刚度仍缺乏深入地研究。与以型钢刚度为主的SMW工法不同,加筋水泥土墙的刚度可能主要依赖于水泥土,型钢主要承担拉应力。打设了6根不同截面高度的模型梁,采用钢板模拟型钢作为加筋,以不同加载方式的水泥土复合梁抗弯试验,分析了试验条件下钢板-水泥土复合梁的破坏机理和抗弯组合强度和抗弯承载力。将复合梁的刚度变化划分为两个阶段,提出了分阶段的特征组合刚度计算方法。当承载力满足足够安全度要求时,建议工程设计时取第一阶段末的特征刚度来计算加筋水泥土挡土墙变形。     

悬臂式型钢水泥土搅拌墙的水泥土承载比和墙顶位移分析

受挡墙水泥土横向联系作用的影响,型钢水泥土搅拌墙(简称SMW工法)空间变形特性显著,由于难以量化挡墙的空间变形作用和水泥土承载能力,目前SMW工法的设计并未考虑挡墙空间变形作用和水泥土对挡墙的承载贡献。通过对悬臂式SMW工法挡墙的变形及受力进行分析,求解得到挡墙空间变形的各项应变能,根据应变能与抗力的关系,定义了空间变形效应比和水泥土的承载比,同时基于最小势能原理推求了考虑挡墙空间变形作用的墙顶位移解析解。将位移解析解与弹性支点法计算的位移值、实测位移值进行对比分析,并结合模型试验对影响SMW工法空间变形效应比和承载比的因素进行了深入讨论。结果表明:考虑空间变形作用的解析解相比弹性支点法计算结果更加接近实测值;SMW工法的挡墙高长比、水泥土的弹性模量以及墙厚对空间变形效应比和水泥土承载比有显著的影响。     

SMW围护桩在上海地区的开发和应用

概述了国外和上海地区SMW工法的开发和应用情况，概要讨论了SMW工法施工中水泥土配合比，型钢水泥土复合桩的形式，设计强度计算，型钢起拔技术研究等问题，简单介绍了自制的四轴深层搅拌机及几个SMW工法工程应用实例。     

型钢-水泥土复合重力式挡墙协同工作的变形特性分析

水泥土重力式挡墙内插H型钢作为基坑变形控制的一种手段.通过分析悬臂结构弹性支点变形计算方法,指出组合墙体自身抗弯刚度是关键的影响因素.而不同受力阶段型钢和水泥土协同工作的各自荷载的分担作用发生变化,抗弯刚度存在不确定性.为了研究复合重力式挡墙的变形特性,以上海软土地区某挖深5.4 m的基坑为工程实例,建立型钢-水泥土重...     

SMW工法的研究进展

随着城市建设的发展，地下空间得到大规模开发利用，带动了基坑工程的迅速发展，SMW工法围护结构作为基坑围护的一种型式，相对于其他的围护型式具有大壁厚、大深度、抗渗性能好、环保等优点，是一种很有经济潜力的新型围护型式。对型钢劲性材料、减摩剂材料、水泥土特性、SMW工法组合结构特性、设计计算方法等研究成果进行了分析总结，在此基础上提出了今后SMW工法的研究热点与方向。     

SMW工法的工程应用和技术进步

本文介绍了在水泥土搅拌中插入型钢形成一种新型的地下连续墙支结构（SMW墙），该墙体充分利用了水泥土搅拌桩的高止水性和型钢所具有的强度和刚度；而在完成基坑之后，可取出型钢，供重复使用，这种不仅降低了工程造价，而且减少了墙体的厚度，在窄小的施工场地特别适用。     

SMW工法在珠江三角洲地区的应用

SMW工法是一种广泛应用于基坑围护、软基处理、筑堤等领域,以多轴型钻机在钻掘的同时在钻头处喷出水泥浆液与地基土反复混合搅拌,然后插入H型钢,在水泥土固结后与型钢共同作用形成具有一定刚度和强度连续的墙体施工方法。本工程南面距现有建筑物近,基坑开挖深度大,其他各种施工方法无法在不破坏土体的前提下形成围护墙体。结合工程实例介绍了SMW工法桩的设计、施工过程、工程检测及质量控制要点。应用表明,SMW工法具有工程造价低、工期短、环境污染少等优点,具有挡土和止水的双重作用,在珠江三角洲地区的基坑围护、软弱地基处理等工程中具有重要的应用价值。     

SMW工法圆形工作井内力分析

根据SMW工法圆形工作井结构材料组成特点及结构受力特点,并基于分载思想,提出可用于该类结构内力、变位分析的环—梁分载计算理论,并据此对一个SMW工法圆形工作井实例的结构内力,进行了计算分析,得到了该类工作井结构在形成阶段与顶进阶段的内力分布特征,特别是指出了结构材料性质沿环向分区、顶冠梁加设及竖向加筋对结构内力的影响,有关结论为进一步提高对SMW工法工作井的认识奠定了基础。      

SMW围护桩的研究和应用

SMW围护桩是一种有广泛应用前景的新颖围护结构。从该工法的原理、起源和优点谈起 ,系统阐述了其在水泥土配合比、强度设计计算、起拔装置及其专用搅拌机的研究情况 ,并给出了工程应用实例。     

盾构隧道掘进引起上方已建隧道的纵向变形研究

城市地铁隧道施工中经常遇到新建隧道下穿上方已建隧道的例子,如何提前预测已建隧道的纵向变形是目前工程界普遍关心的问题。基于能够考虑土体变形连续性的Kerr地基梁理论,分别将已建隧道简化为欧拉伯努利梁和铁木辛柯梁,将新建隧道对已建隧道的作用简化为高斯分布荷载,建立了新建隧道施工对上方已建隧道影响的解析分析方法;并利用离心机试验结果进行了验证。分析了地层损失率、荷载形状参数和隧道与土体相对抗弯刚度对已建隧道纵向变形的影响。探讨了隧道剪切刚度对隧道纵向变形的影响。研究发现,当隧道剪切刚度趋于无穷大时,Kerr地基上的铁木辛柯梁退化为欧拉伯努利梁;对于抗弯刚度较大的隧道（如抗弯刚度大于7.54×106 kN?m2）,Kerr地基梁具有较好的适用性;已建隧道的剪切刚度对其纵向变形何纵向曲率产生显著影响;当隧道等效剪切刚度有效系数≤1/4时,必须考虑隧道剪切刚度对隧道纵向变形的影响。将所提分析方法应用于上海盾构隧道穿越工程中,并与现场实测结果进行对比,验证了方法的合理性。     

Analysis of geocell-reinforced mattress with consideration of horizontal–vertical coupling

Geocell reinforcement has been increasingly applied to road embankment engineering. Deformation calculation is one of the major concerns during the design process. In this paper, the power-series method was employed to investigate the performance of a geocell-reinforced mattress under symmetric loads. The geocell-reinforced mattress was idealized as a beam on a Winkler foundation. In the analysis, the soil–foundation beam interface resistance, related to the horizontal deformation coupling with the vertical deformation, was considered. Semi-analytic solutions were developed to assess the deformations and internal forces of the foundation beam and verified against an existing finite element method [9]. The results of the proposed method were close to the results from the finite element method. Moreover, the effects of various factors, such as height of embankment, horizontal and vertical foundation coefficients, composite elastic modulus and height of geocell-reinforced mattress, on the foundation beam settlement and the tension force within the beam are discussed. It was found that the interface resistance related to the horizontal deformation of the beam has a reduction effect on the embankment settlement, and it is beneficial to reduce the embankment settlement by increasing the beam rigidity and strengthening the subgrade soil body.     

SMW工法施工有关问题的探讨

SMW挡土结构以其构造简单、刚度大、型钢可以回收等特点被部分基坑围护工程所采用.本文结合上海市某排水口基坑工程实例,探讨SMW工法施工中的有关问题.     

滑坡面下双排抗滑结构的计算方法研究

将道路桥梁水平受力多排桩计算的结构力学方法引入到双排抗滑结构的计算中。与其不同的是,滑动面以上存在滑坡体,而桥梁的最大冲刷线以上没有考虑这种土体的存在对滑动面以下m法的影响。提出了滑动面以下考虑滑坡体存在的两种新的m法,还对滑动面以上排桩间土体作用在前后排桩的土压力进行了试验和理论分析,给出了计算公式。同时,用有限杆单元法,对双排桩的连梁刚度和用文中提出的方法以桩梁连接方式进行了试验和理论分析得出如下结论：在满足不相互影响排桩间距的情况下,桩顶连梁与桩的刚度比不小于0.48是合适的,此时再增加连梁刚度无意义;桩梁连接为铰结时双排桩受力变形性质最差,刚结时受力变形性质最好;不论是单排桩还是双排桩,桩前（单排桩）和前排桩桩前（双排桩）土体需要开挖时应慎重,因为这种开挖对支护结构影响很大,造价增加很多;双排桩省钱,而且抵抗变形的能力强,值得在工程中研究和广泛应用     

支护结构前反压土计算方法回顾及一种新的简化分析方法

支护结构前设置反压土可有效减小支护结构的内力、变形与嵌固深度,取得良好的经济、环境效益。鉴于各类有关基坑支护的规范均未涉及反压土的设计、计算问题,且业内对此问题的研究不多又观点不一,整理、分析以往反压土体的计算方法,并将其归纳为4类：（1）支护结构前附加荷载;（2）Boussinesq附加应力近似;（3）改进的弹性地基梁;（4）整体有限元协同计算。指出了各法中存在的疑点、计算的要点、适用的条件,归结了反压土作用的本质机制。基于竖向弹性地基梁理论提出了一种新的简化分析方法,该法以反压弹簧和坑底超载的方式模拟反压效应,概念清晰、计算简单,并针对某基坑支护方案,考虑不设反压土台、设置反压土台、加固反压土台等3种情况进行对比计算,验证了方法的可行性和有效性,得出了普适性的结论,以期对支护工程的设计施工提供参考。     

基坑围护结构增量计算法的改进

就围护桩（或围护墙）加内支撑这一基坑支护形式而言,基于弹性地基梁理论的增量法是其围护结构内力和变形计算的常用方法。合理计算荷载增量是该方法实施的关键之一。目前,该法的荷载增量主要由土压力增量和挖除土体弹性抗力释放的反力增量两部分组成。根据弹性地基梁和增量法的基本原理,结合基坑施工过程,综合分析得出：荷载增量除上述两部分外,还应包括开挖面以下土体因开挖面下降、水平抗力系数降低而引起的土体弹性抗力部分释放的反力增量;开挖面以下围护桩（或围护墙）任意点的这部分反力增量等于该点在上一工况下的侧向位移与开挖侧土体水平抗力系数的比例系数m和本工况挖除土体厚度的乘积。工程实例理论计算结果和实测结果的对比分析表明,与传统增量法相比,采用改进增量法,围护桩（或围护墙）侧向位移的计算值与实测值更加接近,计算结果更加符合工程实际。     

用弹性板理论分析顺层岩质边坡的失稳

根据弹性板的稳定理论，利用能量法对缓倾角顺层岩质边坡的弯曲失稳机理进行了探讨，特别考虑了边坡长度的影响，推导了相应的计算公式，并通过计算实例，将文中的方法与用平面应变问题的弹性梁分析得出的结果做了对比，验证了文中方法的可行性。