基于蒙特卡洛方法的基坑抗突涌稳定性分析

根据现行技术规范判定和定量计算基坑的抗突涌安全性,不能客观反映工程建设场地地质条件不确定性等随机因素的影响。本文应用蒙特卡洛方法,考虑引发突涌的随机影响因素进行基坑抗突涌稳定性分析,并根据基坑突涌灾害的发生概率提出应对措施,以助于更合理地指导基坑工程的设计施工及其地质灾害防治。     

武汉地区厚互层土中基坑抗突涌破坏评价方法研究

针对武汉地区厚互层土基坑,考虑坑底厚互层土重力、摩擦力和黏聚力的实际情况,建立了基于厚互层土的基坑突涌计算模型,提出了厚互层土基坑突涌稳定性安全系数计算方法。以武汉华润万象城深基坑工程为例,将本文模型的计算结果与《建筑基坑支护技术规程》(JGJ120—2012)和现有文献计算结果进行了比较。结果表明:将厚互层土含水层看作多个薄层含水层并用压力平衡法判断突涌不稳定时,突涌不稳定区域仅局限于厚互层土顶部1～2 m范围内,故可以将厚互层土看作隔水层而非含水层。因为武汉地区绝大部分厚互层土厚度远超过2 m,因此规程计算结果偏于保守。考虑厚互层土的黏聚力、自重、摩擦力建立的基坑抗突涌稳定性分析模型,在本工程案例中计算得突涌安全系数为3. 5,而同等场地条件下规范采用的压力平衡法计算突涌安全系数为1. 5,本方法计算结果约为规范方法的2. 2倍,因此按照本文方法计算结果制定坑底抗突涌破坏方案,将比只依靠土体自重来抵抗突涌破坏更符合工程实际、更经济,为重新定义互层土在基坑抗突涌方面的作用进行了有益探索。     

考虑土体强度的建筑基坑突涌问题分析

基于土体的强度特性，并假设突涌破坏体为方柱体或圆柱体，推导出了考虑土体强度的基坑突涌稳定性计算公式，计算结果表明，对于一般的粘性土， 考虑其强度后的抗力分项系数比不考虑强度的抗力分项系数增加二倍以上，汉口地区许多基坑开挖并没有出现突涌现象，表明土体的抗剪强度对抗力起着不可忽视的作用，因此考虑土体强度的突涌稳定性分析是比较接近工程实际的。     

承压水地层基坑抗突涌稳定性的计算方法

现行规范计算基坑抗突涌稳定性采用压力平衡法,该方法未考虑上方土体强度和基坑尺寸的影响,对接近临界承压水压力情况的评价偏于保守。针对上述问题,首先根据强度折减原理定义安全系数,采用有效应力分析并考虑基坑被动区的存在,改进了已有的考虑土体四周抗剪强度抗突涌计算方法,并基于弹性板理论提出了新的基坑抗突涌计算方法;随后在平面应变条件下利用强度折减有限元计算结果进行了讨论,并进一步分析了基坑长宽比的影响;最后对工程实例进行了计算分析。分析表明,改进后和新提出的方法相较于现有方法能更好地说明基坑抗突涌稳定性随承压水压力的变化情况,在保证工程安全的前提下提高经济性。     

武汉高层建筑深基坑地下水防治的工程实践中的若干问题

武汉市高层建筑基坑工程面临的重大困难课题这一，就是汉地区深厚的承压含水砂层经常出现渗透破坏现象：如；坑壁漏水冒砂，坑底流土突涌，危及基坑安全１，导致环境破坏，根据该地区工程水文地条件和基坑工程中地下水渗透流网特征，就基坑地下水治理方法的优选，支护与止水结构的关系以及降水引起地面沉降的计算等问题作了较深入的探讨。     

基坑降水中渗流破坏归类及抗突涌验算公式评价

基坑降水工程中的渗流引发一种体积力即渗流力,尤其当坑底下覆承压含水层时可能引发以下渗流破坏现象如流砂、管涌、坑底突涌安全等,需要进行安全验算。以力的性质将安全验算分为2种判别标准：一种为面积力安全验算,另一种为体积力安全验算。对于抗突涌安全验算公式,在目前规范公式的基础上考虑了被浮托土块侧面抗剪强度安全储备的发挥,并结合天津市区内典型地铁车站基坑几何性状和取值极为保守的土性参数进行验算,结果表明抗剪强度可发挥至少1/4以上抗突涌贡献,对于基坑下呈透镜体状分布局部承压砂层,发挥作用更大。如考虑抗剪强度发挥减少井孔数量,既可节约工程费用,又可减少钻孔处的安全隐患。     

一起令人深思的基坑突涌事件

某市发生了一起基坑突涌造成的重大工程事故,从工程勘察的角度分析了造成事故的间接原因,提出了从此事故中应汲取的经验教训。     

深井降水在宝钢某基坑工程中的应用

上海宝钢集团建设的加热炉区漩流池,其基坑平面形状为直径约25 m的圆形,开挖深度32 m,场地内承压含水层,水头高度43.50 m,采用深井井点降水,最终将建设场地承压含水层地下水位埋深降低到29.28 m以下,避免了基坑突涌破坏,实现了基坑的安全开挖,采用跟踪法降水,最大限度地减少了降水对周边环境的影响。     

柿子园隧道在瞬时强降雨条件下的涌突水灾害分析

成兰铁路柿子园隧道于2018年8月发生了强降雨,降雨量最高达364.4 mm,强降雨后发生了特大涌突水,对隧道产生严重影响,为了研究涌突水的原因,采用水文地质调查、水文学和水文地球化学等方法对涌突水来源和过程进行了识别与分析。研究结果表明：(1)隧道涌水具有岩溶水化学特征,径流途径多为岩溶管道;(2)涌水量与降雨量具有线性响应关系,大气降雨是涌突水的主要补给来源,周边河流与涌突水水力联系较低;(3)暴雨破坏了隧道上覆岩溶含水层结构,致使渗透系数急剧增大是涌突水主要原因;(4)岩溶发育地层为隧道涌突水灾害发生主要段落,在治理时围绕预测涌水量危险较大的段落,进行重点治理。     

漳州中银大厦基坑突涌处理方法

漳州中银大厦基坑开挖时发现基坑底部压密注浆隔水失败，导致下部承压水顶穿薄层粘土及底部注浆层，从而产生基坑突涌。简要介绍了利用管井降水降低基坑下部承压水的主要方法和过程。     

粉砂地基深基坑工程土体渗透破坏机理及其影响研究

在砂土和粉土地区,渗透破坏是威胁基坑稳定性和周围环境的主要因素。基坑工程是由土、水以及围护结构组成的一个复杂系统,影响基坑工程渗透破坏的因素很多。在总结前人对土体渗透破坏与基坑工程渗透破坏模式的研究基础上,结合渗流对土体性质影响的试验成果,提出了考虑渗流、开挖卸荷以及围护结构变形共同作用的基坑工程渗透破坏分析方法,并分析了均质地基基坑工程的渗透破坏模式。将该方法运用于某粉砂地基基坑渗透破坏工程实例,通过有限元数值模拟,揭示了渗透破坏过程及其对围护结构的影响。通过对该基坑工程实例的分析认为,在进行基坑工程设计时不仅需要进行防止流砂、管涌等验算,还需考虑基坑工程整体破坏的可能性。     

上海深基坑工程环境地质问题及防治对策

结合上海城区某深基坑工程,针对项目特点与场区地质条件,分析了工程建设可能引发的基坑水土突涌、基坑边坡稳定、砂土渗流液化、基坑开挖和降水过程中地基变形和地面沉降等环境地质问题,进行危险性评价,并提出了防治对策措施。     

钻孔引发基坑管涌事故的分析与处理对策

地下室开挖与基础施工过程中,当坑底存在承压水,如设计考虑不周或施工方法不当,因钻孔穿透承压含水层等原因,将导致管涌发生。结合浙江宁波某基坑管涌处理工程实例,提出采用钢套管、高压旋喷桩、双液注浆的综合处理技术,实践证明,提出的技术可以有效处理类似事故。     

软土地区深基坑管涌事故原因分析

通过现场踏勘、数据的采集和工地现场工人的取证,并组织当地专家进行事故调查会议,综合各方面的资料,分析了绍兴软土地区某深基坑围护工程发生基坑管涌事故的原因。为避免今后在粉土、砂土层等软土地区进行深基坑围护工程施工出现类似事故提供经验与借鉴。     

长江漫滩复杂地层条件下超大超深基坑降水设计

长江漫滩地区第四系松散层是一个巨厚的复杂含水体,地下水丰富,对深基坑施工影响极大。详细分析了南京梅子洲过江通道及青奥轴线地下交通系统工程中B2-J1区基坑降水工程的特征,分区分段进行降水设计,并根据各区段的地层特征,选用合适的降水井结构,利用全孔填滤料的方式对开挖面以上含水层进行疏导,取得良好的降水效果;针对坑内、外水位差大的区段设置坑外备用井,防止因围护结构缺陷造成基坑管涌,为基坑安全增加保障,并有效地控制了降水对周边环境破坏。     

深基坑承压水的风险控制及处理实例

存在地下承压水的深基坑,当基坑底部承压水层顶部的残留土层不能与承压含水层水头平衡时,处理不当极易造成管涌及坑壁失稳等问题。对相关承压水处理风险源进行分析,针对勘察、设计、施工各阶段都提出具体要求。实例中的基坑临近江面,基坑下承压水与江水存在贯通通道,河道水位变化时会引起承压水头增减,由于设计水头埋深参考值是针对一年观察期而得到的,未考虑到历年水头变化,成为事故埋下隐患,最终因为施工期间河道涨水导致承压水压力超过预期引起了基坑涌水。事故发生后,现场紧急采取堵漏措施,采用灌浆法加固基坑土体,改善土体性质,增加不透水土层的厚度,最终已解决基坑开挖时出现的涌水等现象,保证了工程的顺利安全完成。灌浆法加固是承压水较大情况下基坑安全开挖的有效方式,研究结论对于承压水的风险控制特别是临近江海的工程的设计施工具有较强的指导意义。     

基坑体系可靠度的条件概率计算方法

基坑存在多种失效模式,考虑失效模式之间的相关性,双界限法计算体系失效概率存在计算结果区间范围较大的弊端。利用均匀试验和非参数回归方法建立响应面,在响应面的基础上,对Monte Carlo模拟生成的随机参数进行插值,得到各个失效模式指标,结合Pearson相关系数检验两两失效模式之间的相关性,用条件概率方法计算基坑体系失效概率,提出了基于条件概率考虑多失效模式相关的基坑体系可靠度分析方法。在此基础上,通过1个典型算例进行对比分析,计算结果表明,该方法不仅计算简便,而且结果可靠,其结果可为基坑体系可靠度分析理论提供一条新的途径。     

深基坑稳定性的模糊随机分析

基坑稳定性分析中的不确定性主要表现为随机性和模糊性,随机性体现为将各种设计参数作为随机变量, 而模糊性主要体现在其失稳的判断标准上,这与深基坑失稳破坏的模糊特征相吻合。重点阐述了深基坑稳定性分析中的模糊性, 并采用模糊随机方法,推导出基坑稳定性的广义模糊随机计算模型, 该模型可以考虑分析中所涉及到的计算力学参数的随机性和失稳判断标准的模糊性。同时还对基坑失稳概率的标准进行了讨论。最后实例分析了坑底隆起失稳的模糊概率。计算结果说明,模糊随机方法能够更全面、合理地反映基坑的实际稳定性。     

超深搅拌桩在深层承压水隔断工程中的应用

随着基坑的开挖,当基坑的土压力减小到一定程度时,承压水的水头压力将大于基坑底土体浮重力,形成管涌、侧涌等现象,造成地基土上浮开裂。针对深层承压水的隔断技术措施,结合上海三至喜来登酒店基坑工程的特点,分析讨论了超深搅拌桩在隔断深层承压水的应用效果,对于今后类似工程的建设具有一定的参考和指导作用。     

苏州软土地区的基抗支护工程

苏州是我国典型的软土地区，其坑支护难度较大。基坑支护类型的钢板桩支护、悬臂式、锚杆锚拉式、钢筋砼内支撑梁式钻孔灌注桩排桩支护、土钉墙支护、组合结构支护等。止水帷幕有压密注浆、高压旋喷桩、水泥土搅拌桩等。降水多采用轻型井点或管井降水。土方开挖是基坑工程的有机组成部分，对挤土桩，须重视地应力释放问题。监测技术与信息化施工得到了广泛应用，但系统性、完整性、规范性尚欠缺。介绍了部分典型工程实例。