上软下硬富水灰岩地层中板墙结合点加固

以某地铁车站地下结构施工为例,分析了上软下硬富水灰岩地层结构板墙结合点处不符合设计要求的原因,提出了结合点加固关键技术,并针对性地指出了后续预防措施.鉴于地层富水,结构板墙结构处底板受到的上浮力和侧墙受到的水压力比较大,采用加大钢筋直径或附加筋的方式达到加固目的,确保结构安全,为类似地层中类似问题的处理提供可操作性的借...     

基于叠合墙技术富水软土地层地铁车站抗浮设计优化研究

苏州市轨道交通5号线苏嘉航站围护结构设计采用叠合墙体系,使用理论分析方法与Midas GTS数值计算方法对富水软土地层中的中庭无柱大跨结构地铁车站的抗浮设计进行优化研究,以充分发挥叠合墙的抗浮能力。研究结论如下:叠合墙技术有利于控制结构上浮变形,通过将地下连续墙与内衬侧墙叠合连接形成整体,充分发挥地下连续墙抗浮作用,其所提供的抗浮力可至少节约20%的抗浮措施设计数量;叠合墙体系增加了车站整体刚度,主体结构各部位可协同抵抗上浮变形,弥补中庭无柱大跨结构的缺点。该研究结果可为类似条件下地铁车站的设计、施工提供借鉴与参考。     

锚杆施工在地铁车站抗浮中的应用

锚杆施工在地铁车站抗浮中的应用广州地铁花地湾站是广州地铁第一个地下车站，位于珠江南岸，地下水位较高，车站底板结构深埋于地下，受地下水压力大。为此在列车运行的左右线位置（即暗梁处）设置了底板锚杆，作为抗浮措施。锚杆落在中风化泥沙岩中（ｋ２ｄ２６）。本工...     

某地下车库抗浮破坏分析及处理

通过对某工程地下车库抗浮破坏及底板上浮高度进行分析,确定抗浮失效的破坏形式及特征.利用有限元软件SAP2000建立地下车库模型,分析计算不同水压力要求时地下车库各构件的受力状态及破坏机理.分析结果表明:持续暴雨导致建造过程中结构抗浮能力不足,同时抗浮设计水头取值不足,地下车库易发生抗浮失效,并对不同的破坏部位提出相应的上浮处理建议.     

地下室抗浮设计分析

正由于城市土地资源的限制,人们越来越多地索取上、下空间资源来用于城市的建设,大量的地下车库、商场、防空地下室、地铁等地下结构应运而生。地下室的埋深较深、地下水位较浅时,会产生地下室的抗浮设计问题。忽视地下室的抗浮设计将导致严重的工程事故[1],如地下室的整体上浮导致结构梁、板、柱破坏、地下室底板由于水压导致板出现破坏性裂缝……因此,地下室的抗浮设计在实际工程中不可忽视。本文概述了抗浮设计的依据、基本过程及方法,希望对工程设计人员有所帮助。     

某地铁车站抗浮设计研究

当地铁车站处于高地下水位中时,应验算其抗浮稳定性,尤其是当车站结构尺寸大且体形复杂、底板埋深较深但顶板覆土较浅,抗浮设计成了设计的重中之重。本文系统介绍了常见地铁车站的抗浮措施,结合具体工程,分析了各抗浮措施的适用性,比较了抗拔桩和压重法,进行了计算,可为地铁车站设计提供指导。     

抗拔桩与主体结构相互作用的三维有限元分析

由于沿海地区地下水位埋藏较浅,常常设计抗拔桩作为地下结构的抗浮措施,而抗拔桩设计最关键的问题为桩的受力状态、承载力以及和主体变形协调的问题。结合广州市某深挖地铁车站抗拔桩设计实际情况,采用ANSYS有限元分析软件,建立了车站主体结构和抗拔桩共同作用的计算模型,进行了车站主体结构与抗拔桩的三维有限元计算。分析研究了在水土各项压力及自重作用下,车站抗拔桩的抗浮应力及变形特征,并着重研究了车站底板、底纵梁及抗拔桩的应力、变形规律。     

抗拔桩与主体结构相互作用的三维有限元分析

由于沿海地区地下水位埋藏较浅,常常设计抗拔桩作为地下结构的抗浮措施,而抗拔桩设计最关键的问题为桩的受力状态、承载力以及和主体变形协调的问题.结合广州市某深挖地铁车站抗拔桩设计实际情况,采用ANSYS有限元分析软件,建立了车站主体结构和抗拔桩共同作用的计算模型,进行了车站主体结构与抗拔桩的三维有限元计算.分析研究了在水土各项压力及自重作用下,车站抗拔桩的抗浮应力及变形特征,并着重研究了车站底板、底纵梁及抗拔桩的应力、变形规律.     

土岩地层地铁车站钢托座抗浮结构抗浮特征研究

结合土岩地层下部基岩强度高的特点,在地铁车站抗浮设计中提出了一种新型抗浮结构,即钢托座抗浮结构,且在某地铁车站抗浮设计中得到了应用,但目前其抗浮特性及力学效应尚不明确。基于此,采用有限差分软件FLAC 3D,在相同抗浮控制指标下对比“抗拔桩”和“钢托座抗浮结构+抗拔桩”两种不同抗浮措施作用下地铁车站结构的变形与受力情况,阐述了钢托座抗浮结构的抗浮特征。结果表明,钢托座抗浮结构承担56.53%地铁车站所受地下水浮力,对结构抗浮有显著效果。与仅采用抗拔桩的工况相比,钢托座抗浮结构能节约62.73%的抗拔桩工程量,但会改变车站主体结构的内力与应力分布情况。钢托座抗浮结构能减小车站周围地层沉降,减小最大以及最小主应力水平,对最大主应力分布的影响较大。     

压顶梁与抗拔桩对地铁车站结构内力和变形的影响分析

地铁车站抗浮设计时,选择合适的抗浮措施不仅能节省工程投资,还能提高地铁运营的安全性。为了研究压顶梁和抗拔桩对车站结构内力和变形的影响,对抗浮措施的选择提出合理建议,以成都某地铁车站为例,对不同抗浮措施的3种工况进行结构数值计算。对比3种工况的计算结果,表明抗拔桩对车站结构的内力和变形有改善作用。考虑工程投资的经济性,建议车站抗浮措施优先采用压顶梁,当采用压顶梁无法满足抗浮稳定性计算,或车站结构变形过大、结构整体配筋率过大时,可增设抗拔桩以满足抗浮稳定性计算,并改善车站结构内力和变形。     

可液化场地地铁车站结构地震破坏特性振动台试验研究

模拟大震主、余震地震动作用,开展了石膏模型的三层三跨地铁地下车站结构地震破坏特性的振动台试验,测试与分析了可液化地基土的加速度、振动孔压、地表震陷和模型车站结构的加速度、水平向相对位移、应变、侧墙动土压力反应及其空间效应,再现了喷水冒砂、地表裂缝、震陷及模型车站结构上浮、构件裂缝及局部破损等宏观震害现象。研究结果表明：在主震作用时,地基土液化持续时间长、振动孔压消散趋势不明显,地基土的加速度放大效应降低,液化地基呈现出显著的减震与低频集中效应;余震作用时地基土振动孔压的消散较为明显;模型结构峰值加速度反应沿高度增大,侧墙动土压力反应沿高度呈中间小、两端大的分布模式;模型结构中柱的峰值应变反应最大,且中柱左右两侧的峰值应变与损伤程度沿高度呈S形分布;可液化地基土与模型车站结构的地震反应存在显著的空间效应现象。     

可液化场地下盾构扩挖地铁车站结构地震破坏机制振动台试验

 开展近远场水平地震动作用下可液化地层中盾构扩挖地铁车站结构振动台试验,分析模型地基土层的侧向变形、孔压比、加速度、宏观现象和动土压力以及结构的加速度、应变等物理量。研究结果表明,可液化模型地基在激振时经历先震密而后上浮的物理过程,震后有明显的喷砂冒水现象;地基土层侧向发生的是剪切型变形,其左摆与右摆过程中的峰值位移出现明显的不对称现象;小震时,模型地基中的加速度放大系数从下部到表层逐渐增大,中震及大震时,表现出先减小后增大的趋势;地震波沿模型地基向上传播的过程中,出现明显的高频滤波、低频放大的现象;可液化地基的孔压在地震作用下经历“急增长、慢消散”的变化过程;地下结构的存在对其周围地基孔隙水压力的增长(砂土液化)有明显的抑制作用。随着输入地震动强度的增加,动土压力明显增大,地下结构上、下方的土压力差值是结构发生液化上浮的内因,结构本身在强震过程中逐渐从弹性状态向弹塑性转化;液化场地条件下的结构侧方动土压力有随着埋置深度的增加而增加的趋势;可液化场地条件下盾构扩挖地铁车站结构的地震破坏机制是：中柱率先发生剪压破坏,而后是隧道开口部位与拱肩破坏,随后是侧墙与顶板的连接部位受拉破坏,最终形成机构而发生倒塌。     

新建地铁车站上穿既有地铁结构的变形控制

以北京地铁4号线西单站上穿既有1号线区间隧道工程为背景,对新建地铁车站近距离上穿既有线过程中既有地铁结构的分步变形控制标准及技术进行研究,主要得到以下结论:(1)施工前对既有地铁结构进行检测与评估,既有1号线区间结构已超出安全临界状态,需对既有结构二衬进行加固。(2)采用FLAC3D软件建立三维地层-结构模型,基于变位分配原理,将上浮变形控制值按关键施工步序分解,按照控制值的70%、80%作为预警值、报警值,制定分步变形控制标准。(3)施工过程中,按照浅埋暗挖法“十八字”方针,采取既有结构周围土体袖阀管深孔注浆加固、中空预应力抗浮锚杆等技术抑制既有结构的上浮变形等措施。(4)既有结构的最大上浮值为2.1 mm,左、右线第2层、第3层导洞的开挖是引起既有线上浮的主要原因,纵向变形模式基本符合正态分布曲线;轨道结构累计最大上浮值为2.9 mm。     

建筑物抗浮设计中几个问题的分析

对于不同赋存状态的地下水产生的浮力、浮力折减和抗浮验算等问题,通过分析,发现赋存状态不同的水,只要具备产生浮力的条件,就会对建筑物产生浮力;地下水对建筑物的实际浮力比理论值要小,其实际大小与地下水位、基底土层等因素相关;抗浮验算时应采用总安全系数法。     

超静孔隙水压下软土卸荷蠕变特性试验研究

考虑超静孔隙水压作用的软土卸荷力学特性对富水软土地区地下空间开挖变形和稳定性分析具有重要作用。以深圳地区淤泥质软土为研究对象,开展不同初始超静孔隙水压作用下的K_0固结不排水三轴卸荷强度试验和卸荷蠕变试验。试验结果表明:初始超静孔隙水压越大,固结围压越小,软土卸荷破坏越具有突然性;软土卸荷强度应力-应变曲线大致呈双曲线型,其双曲线函数拟合结果表明,卸荷强度随着初始超静孔隙水压的增大而大致线性减小。卸荷蠕变对初始超静孔隙水压敏感性很大,卸荷蠕变破坏时的偏应力约为卸荷强度试验中偏应力的90%。UU0.5应力路径相对于UU0.0应力路径更容易发生卸荷强度破坏和卸荷蠕变破坏,在实际工程中,应尽可能控制软土侧向卸荷比和超静孔隙水压的大小。     

某缓建基坑泄压抗浮技术应用

某基坑上部结构缓建,上部荷载无法满足地下部分抗浮要求,结合基坑施工条件,采用了泄压抗浮技术。对于不同的工况提出了不同的泄压孔施工方式,浅基坑采用底板埋设泄压孔的方式,地铁深基坑采取沿基坑边施工降压深孔的方式,两者施工位置及施工节点不同,浅基坑采取自泄,地铁深基坑需在孔内布设水泵定时抽水。利用VISUAL MODELFLOW模拟了泄压孔泄压效果,并通过基坑底板下布设电子水压计监测结果灵活调整泄压孔。此技术集抗浮原理、泄压孔设计、施工方法于一体,为相关工程提供了参考依据。     

地下结构对地下水渗流场水位改变的数值分析

地下结构抗浮设计中浮力往往采用静水压力进行计算,当存在渗流情况时,往往需要采用流网法或者有限元方法进行分析,缺乏较为简单实用的方法,特别是在分层土体中。且原渗流场往往受到结构影响会产生改变。针对考虑渗流情况下地下结构抗浮计算较为困难的问题,开展数值模拟分析,分析地下结构埋深、尺寸对结构周边渗流场的影响,建立考虑渗流条件下结构周边水头的简化修正公式,修正渗流条件下静水浮力的计算。     

高层建筑地下室上浮变形特征及处置措施研究

以神华准能办公大楼地下室上浮整治为工程背景,通过现场监测、试验等手段对办公楼地下室上浮变形特征、整治设计参数进行分析,提出泄水降压+抗浮锚杆综合整治的工程措施,详细介绍了抗浮整治过程。该地下室上浮属施工控制不当导致力学条件失衡,从而引起结构构件工后失效,变形特征主要表现为地下室梁、柱节点处产生水平裂缝、墙体产生45°斜向裂缝,柱体节点产生明显压曲现象。此类工程仅仅依靠泄水降压并不能够彻底地整治,需结合抗浮锚杆等主动措施。抗浮设计时通过设置监测井确定抗浮水位、采用抗拔试验确定锚固体与土层的粘结强度标准值,保证设计参数的合理性。对于类似地下室上浮工程,采用泄水降压+抗浮锚杆措施,工艺简单,经济性好,整治效果显著。     

地裂缝场地地铁车站动力响应振动台试验研究

地震和地裂缝耦合作用严重威胁着地铁工程的安全.通过开展地裂缝场地(穿越地裂缝)地铁车站结构模型的振动台试验,分析了地震作用下地裂缝场地土的加速度反应、裂缝发展和车站的加速度、应变等动力反应规律.试验结果表明:模型土在临近地裂缝的一定范围内地震响应较大,且距地裂缝相同距离处,上盘的加速度响应整体上大于下盘;地裂缝场地地铁...     

给水排水构筑物的抗浮设计

针对给水排水构筑物的抗浮设计问题,强调了给水排水构筑物抗浮设计注意事项,介绍了配重抗浮、锚固抗浮及降水抗浮等抗浮设计方式,提出了具体的建议,以合理解决构筑物的上浮问题。