近接地铁隧道的基坑开挖土体扰动影响测试研究

近接地铁隧道的软土基坑开挖会对周边土体产生扰动,其应力状态和力学性质将发生变化,进而影响邻近隧道的变形和稳定。为此,本文在现有施工扰动评价方法的基础上,以近接宁波轨道交通3号线某区间盾构隧道的JD08地块基坑工程为例,采用现场原位测试方法,研究了基坑开挖前、开挖后周边土体的变形、水土压力和静力触探指标变化,分析了基坑开挖对周边土体的扰动作用以及扰动度分布规律,结果表明：近基坑侧的测点的锥尖阻力衰减(扰动度)主要分布在20%～40%之间;邻近地铁隧道侧的测点的锥尖阻力衰减总体上小于20%,基坑开挖卸荷影响较小。本基坑所采用的地连墙支护有效减小了基坑开挖对周边地层的扰动,确保了邻近地铁隧道的安全和稳定。     

基于多功能CPTU测试的基坑开挖扰动深度确定方法

基坑开挖卸荷扰动区深度的确定是基坑设计的重要指标。现有的关于扰动区深度的确定大都采用室内试验方法,无法反映土体的原位应力状态。基于多功能孔压静力触探(CPTU)原位测试,对南京、无锡、常州3个基坑工程进行开挖前、后的原位测试,分析了开挖卸荷对锥尖阻力q_t、侧壁摩阻力f_s、摩阻比R_f、电阻率ρ的影响;进一步结合室内卸荷回弹试验,提出了基于原位测试的基坑开挖扰动深度确定方法。结果表明,对于粉土和粉砂地基,开挖卸荷会使锥尖阻力和侧壁摩阻力降低,且随着土体埋深增加,其影响程度逐渐减小;对摩阻比和电阻率影响则较小;基坑开挖扰动区深度为CPTU锥尖阻力qt衰减20%时对应的深度距坑底开挖面的距离。     

超深地连墙施工对周边环境影响现场试验研究

为研究软土中超深地连墙施工对周边土体和建筑物的影响,文章依托苏州地铁5号线某车站基坑地连墙施工,以3幅相邻地连墙槽段为研究对象,展开施工全阶段监测。监测内容包括土体侧向位移,地表沉降,土体深层沉降,水土压力及临近建筑物沉降。地连墙施工过程中,成槽开挖引起地层应力释放,土体变形明显且变形随着深度增加而减小,地表沉降在垂直于槽段方向随距离增加而减小;混凝土浇筑对土体应力补偿,抑制地层变形;混凝土硬化阶段,土体应力轻微释放,地层变形趋于稳定;成槽开挖施工对地层扰动最大,引起地层变形最为显著。槽段连续施工时,相邻槽段对土体影响有限。地连墙施工引起周边建筑物沉降和倾斜较小,建筑物结构刚度和基础形式对建筑物变形控制起到重要作用。     

基于多功能CPTU测试的基坑开挖扰动深度确定方法

基坑开挖卸荷扰动区深度的确定是基坑设计的重要指标。现有的关于扰动区深度的确定大都采用室内试验方法,无法反映土体的原位应力状态。基于多功能孔压静力触探(CPTU)原位测试,对南京、无锡、常州3个基坑工程进行开挖前、后的原位测试,分析了开挖卸荷对锥尖阻力qt、侧壁摩阻力fs、摩阻比Rf、电阻率ρ的影响;进一步结合室内卸荷回弹试验,提出了基于原位测试的基坑开挖扰动深度确定方法。结果表明,对于粉土和粉砂地基,开挖卸荷会使锥尖阻力和侧壁摩阻力降低,且随着土体埋深增加,其影响程度逐渐减小;对摩阻比和电阻率影响则较小;基坑开挖扰动区深度为CPTU锥尖阻力qt衰减20%时对应的深度距坑底开挖面的距离。     

基于CPTU测试的高速公路改扩建新老地基土工程特性评价研究

软土地基上进行高速公路扩建项目面临着极大的挑战,必须对新老地基土体的工程特性进行全面的评价。传统室内试验方法会对土体产生扰动,而且时间长、成本大。孔压静力触探(CPTU)技术作为一种新型的原位测试方法,可以测试锥尖阻力、侧壁摩阻力与孔隙水压力等参数,而且具有多功能、连续性、高精度等优点,在国外得到广泛的应用。采用多功能CPTU技术对京沪高速公路扩建工程新老地基土体进行原位测试,基于承载力理论与孔穴扩张理论分别解译了新老地基土体的应力历史、变形与固结特性参数。研究发现:该方法可以更准确地确定软土层的分布、厚度和深度,可为进一步分析新老路基差异沉降的计算提供科学依据,更好地指导路基拼接相互作用与地基处理的设计和施工。     

水域CPTU与DMT在土体强度特性评价中的应用

基于多元原位测试数据融合的研究方法在岩土工程勘察中已成为趋势，在提高预测参数精度和评价土体强度特性中具有明显优势。为解决水域工程勘察中取样困难、岩土参数空间变异性大、土体力学特性存在区域性和结构性的难题，以江苏省海太过江通道工程为研究对象，基于水域孔压静力触探试验CPTU、水域扁铲侧胀试验DMT和室内土工试验，研究了场区软黏土的不排水剪切强度、砂性土的内摩擦角以及不同土性指标土层的侧限模量。结果表明：CPTU和DMT均可提供丰富的土体物理力学参数，对土体的强度特征参数响应灵敏，联合2种试验的参数表征土体强度特性具有可行性；基于CPTU锥尖阻力、净锥尖阻力得到砂性土有效内摩擦角偏大，而基于DMT侧胀水平应力指数KD得到的有效内摩擦角略小；DMT侧限模量与CPTU锥尖阻力之间具有良好的相关关系，通过拟合关系式可将刚度与强度联系起来，该关系式还考虑了土性指标的影响，可作为一种新方法来预测土体侧限模量。     

扰动对软土强度影响规律研究

在Z.Hong和K.Onitsuka扰动度定义的基础上,推导得到扰动后土体屈服应力与扰动度之间的关系,并分析不同灵敏度土体扰动对屈服应力衰减的规律。研究结果表明,扰动对高灵敏度土体屈服应力衰减影响非常大。在屈服应力与扰动度关系的基础上,分析土体十字板抗剪强度、静力触探锥尖阻力和压缩模量等参数与扰动度之间的关系;进行室内振动试验模拟土样扰动,而后进行不同振动时长的固结试验和无侧限抗压试验,室内振动试验结果验证了分析的可靠性和合理性。     

敏感易扰动冲洪积和冲湖积层地连墙施工控制技术

徐州地铁3号线徐州火车站地铁站深基坑地连墙围护结构需穿越厚度较大的冲洪积地层,地层力学强度指标低,自稳能力差,对施工扰动敏感,极易由于成槽施工导致塌孔,成为工程施工难点。在研究场区地质与水文地质条件的基础上,分析了敏感易扰动性土层引发的各种工程问题,有针对性地制定了地连墙施工流程,在地连墙成槽、泥浆配比、柔性和刚性接头等方面进行了施工控制。实施成果表明,所采取的施工技术有效保证了敏感易扰动冲洪积和冲湖积土层的稳定,车站基坑地连墙成功实施。     

结构性土体的施工扰动及其对沉降的影响

天然结构性土体在工程实践中易受扰动,导致结构强度降低,工程性质改变。这种施工过程中土体受到的原位施工扰动有别于现场取土、应力释放等引起的试样扰动;在天然土体原位扰动机理的分析研究基础之上,提出了针对原位扰动土的折线形原位压缩曲线。根据天然结构性土体e–lgp’曲线以结构屈服应力和转折应力为界的分段特性,考虑加载过程中压缩性的变化,结合工程实例的计算,讨论施工扰动度的评价,介绍如何利用原位压缩曲线以及扰动后土体的压缩曲线计算地基的最终沉降,分析原位扰动引起的最终沉降变化规律。结果表明:本文提出的方法合理地预测了施工扰动对最终沉降的影响。     

基于随机场理论的江苏海相黏土空间变异性评价研究

土体空间变异性分析是进行岩土工程可靠度设计的理论基础。采用随机场理论,提出了典型江苏海相黏土的随机场特征及参数,对基于孔压静力触探(CPTU)测试数据的空间变异性进行了系统分析。由于竖直方向上CPTU锥尖阻力数据的样本容量较高,通过对锥尖阻力进行一次多项式去趋势来获得平稳的波动分量,并利用常用的5种自相关模型拟合波动分量的自相关系数。采用修正的Bartlett统计公式来检验波动分量的平稳性,选取最优的竖直波动范围。竖直变异系数由波动分量和去趋势函数来确定。鉴于水平方向上的CPTU锥尖阻力数据的样本容量较小,采用平均零跨距法估计水平波动范围,水平变异系数由总体变异系数来表示。结果表明,竖直向和水平向上江苏海相黏土较报道值显示出更强的空间变异性。     

大直径潜孔锤和双轮铣在地连墙施工中的应用

在厦门R1铁路线机场段进行地连墙的施工建设,超硬岩硬度达到160 MPa时采用大直径潜孔锤和铣槽机相结合的技术,相对传统成槽技术能有效保证地连墙成槽时槽壁垂直度、槽壁的光滑程度,最大程度降低塌孔风险,大大提高了成槽终孔的效率.针对厦门城际铁路R1线机场段地连墙成槽施工技术进行分析研究,详细介绍了大直径潜孔锤和铣槽机配合成槽终孔的施工方法,对地连墙在超硬岩、大起伏岩面地层中成槽技术发展具有极大工程意义.     

地连墙施工引起的土体变形实测与数值分析

当基坑施工引起的变形需要严格控制时，常常采用刚度大、整体性较好的地下连续墙作为围护结构。过去在工程设计时一般不考虑基坑围护结构施工引起的土体位移，然而很多工程实例表明围护结构施工可引起可观的土体变形。以天津地区嘉海一期基坑工程的地连墙施工过程为监测对象，实测结果表明地连墙施工对土体测斜值、孔隙水压力等都有明显影响。采用三维有限元数值模拟地连墙施工，结果与现场实测数据拟合良好。进一步分析搅拌桩隔离墙(是否存在，不同嵌固深度)、地表建筑物(不同荷载、不同距离)以及两种情况综合作用工况下，地连墙施工造成的土体变形。     

施工扰动作用下基坑抗隆起稳定性分析

施工扰动的方式千变万化且错综复杂，影响到周围土体工程性质的变化。长期以来，在基坑的开挖理论与分析方法上，都是以原状土为研究对象的。在前人的研究基础上，提出了施工扰动度的概念，建立了施工扰动度的表达式，并且建立了考虑开挖扰动的基坑抗隆起安全性分析模型，还给出了计算实例。研究结果表明，施工扰动对基坑安全系数有较大的影响，应采取综合措施控制施工对土体的扰动。     

基坑中基于CPTU软土不排水强度确定及应用

不排水抗剪强度是土的重要力学特性参数。在岩土工程施工期稳定性分析中,需用不排水抗剪强度值。目前,不排水抗剪强度的确定主要有室内试验和十字板剪切试验。但前者受土样扰动影响大,后者十字板强度是土体各滑动面上抗剪强度的较小值,在基坑工程验算坑底隆起时,结果不够准确。本文首先总结了国内外基于CPTU的Su确定方法,在典型软土基坑工程中进行了孔压静力触探试验,根据不排水试验值与锥尖阻力的关系,反演出圆锥系数的值。基于反演的圆锥系数,把CPTU预测的不排水抗剪强度应用到基坑的隆起分析中,与基于室内试验数据和基于十字板强度的计算结果进行了比较,结果表明:基于CPTU的软粘土不排水抗剪强度指标计算结果合理,符合工程实际,值得在工程设计中推广。     

遇到雨污干管时地连墙成槽施工探讨

针对地连墙成槽时遇到雨污干管的施工难题,结合工程实例,介绍了地连墙遇到雨污干管的解决方法,应用在实际施工中取得了较好的效果,对类似工程施工具有借鉴作用。     

超深地连墙施工中槽壁加固对地层变形控制研究

地下连续墙在基槽开挖前通常需进行槽壁加固。随着地连墙开挖深度增加,穿越地层条件更为复杂,槽壁加固措施尤为重要。对工程中常用的水泥搅拌桩、高压旋喷桩及压密注浆法三种槽壁加固措施进行对比分析,利用数值方法对槽壁加固进行仿真模拟,分析不同加固条件下地层变形规律。针对苏州地铁5号线某基坑地连墙工程,对地连墙施工诱发地层变形进行数值模拟,通过与现场实测对比研究发现,槽壁加固能很好抑制地层变形,有效降低施工对周边地层扰动。     

基于位错理论的饱和土渗流特性CPTU评价研究

孔压静力触探（CPTU）测试数据通常用于土层划分和岩土工程设计参数评价。国际上CPTU测试技术的最新进展之一在于采用测得的锥尖阻力、侧壁摩阻力和孔隙水压力快速、连续地获得饱和土的渗透系数,以避免孔压消散试验费时的缺点。首先简要回顾了基于CPTU测试资料确定饱和土渗透系数的的研究成果,并进行了分析与改进,提出了基于位错理论和圆柱面径向流模型的水平向渗透系数预测新方法。选取典型场地进行了CPTU测试,并在黏性土场地采用薄壁取土器获得无扰动的原状试样,进行室内水平向渗透试验,在无黏性土场地进行现场钻孔抽水试验。以室内渗透试验和现场抽水试验的结果为参考,对3种基于CPTU连续评价饱和土渗透系数的方法进行了对比分析。研究表明,位错理论适用于评价饱和土的原位渗透系数,然而准确性与所采用的渗流模型有关。对国际标准CPTU探头,孔压过滤环位于锥肩（u₂）位置时,采用圆柱面的径向流模型能够获得最为准确的水平向渗透系数预测结果,采用球面流或半球面流模型时趋于低估土层的渗透性。     

土体取样扰动度的定量评价方法与试验研究

对土体取样扰动度的定量评价方法进行了总结,通过室内土样扰动试验对几种较为常用的扰动度定量评价方法进行了对比研究,并针对不同振动时长的扰动土样进行了无侧限抗压强度试验,对建立土体扰动度的定量评价体系具有重要意义。     

基于CPTU评价桩基水平承载特性研究综述

根据基于孔压静力触探(CPTU)测试技术评价桩基水平承载特性的相关文献,对目前CPTU测试技术评价桩基水平承载特性的方法进行了综述,对比了CPTU测试技术以及另外几种原位测试技术——旁压仪测试(PMT)、扁铲侧胀仪测试(DMT)、标准贯入仪测试(SPT)分析水平受荷桩承载力和变形的原理以及预测结果。通过分析不同方法的评价结果,归纳了几种技术各自的优势和不足。分析结果表明:与其它三种技术相比,CPTU能够获得连续的数据,采集数据量大,测试精度高,既可以与桩基水平承载力直接建立关系,又能通过估算土体参数设计p-y曲线,在评价桩基水平承载特性方面具有广阔的应用前景。侧壁摩阻力和孔隙水压力对锥尖阻力与桩侧土抗力关系的影响有待进一步研究。     

大口径顶管施工对周边环境扰动实测分析

顶管施工技术广泛应用于给排水管道工程,其口径随给排水需求的增加,有越来越大的趋势。结合某顶管工程现场监测数据,包括地面隆沉、深层土体移动、分层沉降、孔隙水压力、土压力数据,在前人顶管施工扰动机理研究的基础上,研究大口径顶管施工引起的土体扰动。通过实测分析,明确顶管施工过程对周围土体扰动的影响范围和岩土体动态响应规律,为信息化指导顶管施工提供依据。在顶管施工过程中测定土层的超孔隙水压力变化,提前对施工中引起的土层移动作出超前预测预报。