过江盾构隧道穿越大堤的地层沉降分析及控制

对杭州庆春路过江盾构隧道施工引起的地表沉降实测数据进行了分析,采用Peck公式对横向地表沉降曲线进行拟合,并对大堤和其他断面地表沉降进行了对比。分析结果表明：盾构在大堤下施工引起的地表沉降更大,原因是盾构施工对周围土体的扰动、大堤结构的复杂性、堤顶车辆对土体施加的循环荷载及降雨等共同作用使堤顶沉降加剧;验证了Peck公式在杭州地区软土地层中预测盾构施工引起地表沉降的适用性,其中地表沉降槽宽度参数K取值范围为0.25～0.31,地层损失率η的取值范围为0.10%～0.34%;结合工程实践,提出了泥水平衡盾构穿越大堤控制地表沉降的措施。     

开挖状态下既有托换桩基变形有限元分析

采用有限元数值方法分析开挖施工对开挖区域内托换桩影响特性。对上部结构与地基进行整体建模,侧重分析桩的回弹变形,以评估其对上部结构的不利影响,进而依据桩顶回弹变形与承载特性确定千斤顶的变形调整方案。分析表明,为控制开挖过程中顶板"零"变形状态,需维持桩顶某常值加荷状态。在此托换调节过程中,随着开挖深度的增加,桩基浅埋部位轴力增大,但深部桩身轴力减小。当开挖较深(超过5 m)时,桩身底部出现负摩阻力从而该桩身区域出现局部受拉。     

泥水盾构隧道施工引起的地面沉降分析及预测

通过对杭州庆春路过江隧道泥水盾构施工地面沉降监测数据的分析,总结了地面沉降的特点及影响因素,并结合实测数据给出了地面沉降的修正双曲线预测公式.分析表明:Peck公式适用于杭州软土地层中泥水盾构施工引起的地面沉降预测,其中地面沉降槽宽度参数K取值0.25～0.32,地层损失率V1取值0.04％～0.33％.地面沉降主要为盾构脱离0～5 d或6d内的盾尾沉降以及扰动土体长期固结沉降,分别约占总沉降量的57.27％和41.08％.适当提高切口泥水及同步注浆压力使地面微隆,可以抵消部分地层损失,减少地面沉降.由地层损失引起的横断面地面沉降曲线较规则,基本呈现高斯曲线分布;而地面隆起变形较无规则,会使沉降曲线偏离高斯曲线分布.引入新参数C后的修正双曲线模型可用于泥水盾构软土地层中施工引起的地面沉降的预测.     

考虑盾尾注浆隆起的盾构掘进地面位移预测

通过对3个盾构隧道工程实例中盾尾注浆引起的地面隆起的分析,对比了Mindlin解、sa—gaseta法、Verruiit-Booker法、Loganathan—Poulos法、Chi法和Park法6种解析方法及高斯公式预测盾构掘进盾尾注浆引起的地面隆起的适用性,并结合工程实例给出了考虑注浆地面隆起后盾构掘进地面位移计算的修正Peck公式。分析表明：盾尾注浆引起的横断面地面隆起曲线,可以用高斯公式和Chi法较好地拟合,在确定注浆隆起宽度参数K。和沉降影响角口的经验取值后,可预测盾构注浆隆起。考虑注浆隆起的修正Peck公式,可合理地预测包含注浆隆起在内的盾构掘进引起的横断面地面位移。     

杭州亲水平台桩基托换施工影响数值分析

采用有限元数值方法对杭州亲水平台结构托换施工加载进行优化分析.对上部结构与地基进行整体建模,将结构与桩基考虑为弹性材料,而地基视为弹塑性材料.采用弹塑性有限元模型对主动托换施工进行了数值模拟,详细分析了托换施工诱发上部结构平台板(附加应力及二次变形)的影响特性,得到了施工诱发板X、Y向的应力状态以及Z向位移的重分布规律.基于施工诱发的结构板Z向最小变形原则优化千斤顶的预加顶力,并依据截桩前后平台结构的应力重分布规律验证了最优预加顶力大小.分析表明,托换系统顶升力宜小于柱原位受力状态,最优预加载为0.8倍原始荷载.     

考虑盾尾注浆隆起的盾构掘进地面位移预测

通过对3个盾构隧道工程实例中盾尾注浆引起的地面隆起的分析,对比了Mindlin解、Sagaseta法、Verruijt-Booker法、Loganathan-Poulos法、Chi法和Park法6种解析方法及高斯公式预测盾构掘进盾尾注浆引起的地面隆起的适用性,并结合工程实例给出了考虑注浆地面隆起后盾构掘进地面位移计算的修正Peck公式。分析表明：盾尾注浆引起的横断面地面隆起曲线,可以用高斯公式和Chi法较好地拟合,在确定注浆隆起宽度参数Kh和沉降影响角β的经验取值后,可预测盾构注浆隆起。考虑注浆隆起的修正Peck公式,可合理地预测包含注浆隆起在内的盾构掘进引起的横断面地面位移。     

粉砂地层泥水盾构刀盘脱困工程实例分析

 杭州粉砂地层中,杭州沿江大道运河隧道工程施工中因泥水盾构刀盘被砂土裹牢受困无法转动而被迫停工。分析该工程盾构刀盘受困的原因,介绍处理措施及其环境影响,在此基础上提出预防泥水盾构刀盘在砂性土层掘进束缚受困的措施。分析表明：泥水盾构刀盘粉砂土地层中束缚受困后,切口正前方地面开槽,通过高压喷射水流冲射刀盘上附着砂土使其离散脱落的措施是安全可行的;开槽时应加强对周围环境的监控,避免开槽引起周围土层和已建成隧道结构的位移过大。泥水盾构在粉砂土层中掘进时,为避免刀盘被砂土束缚而无法转动,应保证泥水循环的通畅连续,确保泥膜质量,并适当提高泥水压力以维持开挖面稳定,提高泥水携带砂土的能力;盾构非掘进状态下,应定时转动刀盘,避免长时间停机、开挖面无泥水循环时砂土塌落沉淀附着刀盘。     

泥水盾构隧道施工引起的地面沉降分析及预测

通过对杭州庆春路过江隧道泥水盾构施工地面沉降监测数据的分析,总结了地面沉降的特点及影响因素,并结合实测数据给出了地面沉降的修正双曲线预测公式。分析表明：Peck公式适用于杭州软土地层中泥水盾构施工引起的地面沉降预测,其中地面沉降槽宽度参数K取值0.25～0.32,地层损失率V1取值0.04%～0.33%。地面沉降主要为盾构脱离0～5d或6d内的盾尾沉降以及扰动土体长期固结沉降,分别约占总沉降量的57.27%和41.08%。适当提高切口泥水及同步注浆压力使地面微隆,可以抵消部分地层损失,减少地面沉降。由地层损失引起的横断面地面沉降曲线较规则,基本呈现高斯曲线分布;而地面隆起变形较无规则,会使沉降曲线偏离高斯曲线分布。引入新参数C后的修正双曲线模型可用于泥水盾构软土地层中施工引起的地面沉降的预测。     

软土地层盾构隧道施工引起的地面隆陷研究

 基于Mindlin解,经数值积分求得盾构掘进时切口附加推力、盾壳对周围土体的摩擦力及同步注浆附加压力引起的地面竖向位移,并以杭州庆春路过江隧道盾构施工引起的地面实测位移对其进行验证。分析结果表明,基于Mindlin解求得的切口附加推力、盾壳摩擦力及同步注浆附加压力引起的地面位移,与地层损失沉降叠加,可用来预测盾构掘进引起的纵向地面隆陷;盾尾同步注浆所致横断面地面隆起符合高斯分布,考虑注浆所致地面隆起后的修正Peck公式,可预测盾构掘进所致地面隆起,并提高地面沉降参数反分析的精度。