地铁车站深基坑土方开挖施工研究

随着全国城市化进程的发展,城市外来人口急剧增加,交通拥堵也成为了各大城市共同面对的一大问题。因此,也带来了城市地下空间开发和利用的热潮,特别是地铁施工。深基坑工程施工的一个重要内容就是土方开挖,土方开挖的组织方式与工程进度、成本有很大关系。本文通过对深圳地铁2号线两个基坑的施工经验的总结,对深基坑开挖要注意的事项提出了自己的见解。     

锦屏深埋大理岩破裂扩展时间效应与控制效果评价

锦屏二级水电站大理岩在高的地应力条件作用下表现出破裂随时间扩展的现象,给引水隧洞的运行期安全产生重大的影响。现场开挖后出现的滞后破裂现象、锚杆应力计和声波测试都反映出大理岩破裂随时间发展的特征。首先采用室内试验和数值分析,证明破裂是大理岩开挖后的主要响应方式,表明锚杆应力计和声波测试在现场测试中具有更好的适用性,而多点位移计敏感性较差。利用GSI随时间指数递减代表大理岩强度随时间递减,进而表征隧洞开挖损伤区随时间的增加而增加,在此基础上,建立应力腐蚀模型SC。将现场已获得的监测数据作为SC模型中相关参数的校核依据,对大理岩的长期力学响应、锚杆受力状态和衬砌结构安全性进行详细分析,采用SC模型得出的特征与现场实际开挖响应具有很好的一致性。     

超深开挖对抗拔桩承载力影响的离心机试验研究

深基坑开挖会改变桩周土的应力状态,影响抗拔桩的承载力。通过离心机模型试验,研究了超深开挖对抗拔桩承载力的影响。采用考虑基底土超固结效应影响的有限元数值模拟分析方法,对离心机试验进行了计算分析,研究超深开挖对抗拔桩承载力影响的内在机理。研究结果表明：坑内土体卸荷,桩侧土体有效应力降低,抗拔桩承载力下降;受基底土超固结效应的影响,桩侧土静止土压力系数要大于正常固结状态,桩侧极限摩阻力与抗拔桩承载力大于正常固结状态;不考虑基坑开挖对桩周土应力水平的影响,以覆土条件下的承载力做为设计取值,偏于不安全;考虑基坑开挖对桩周土应力水平的影响,但不考虑基底土的超固结特性,抗拔桩承载力的取值偏于保守。     

基坑开挖引起的周边土体三维位移场的简化分析

虽然不少经验方法可以用来计算基坑开挖引起的地表沉降以及围护墙水平位移,但是目前基坑开挖引起的地表以下土体位移场的预测缺乏简单的计算方法,而主要依赖于有限单元法。有限元分析中如何选用合理的参数来准确计算开挖引起的土体位移一直是个难题。在有限单元法的基础上,考虑土体小应变特性,基于芝加哥地区实际基坑工程的实测数据,通过反分析方法确定了能够准确计算基坑开挖引起的土体位移的合理计算参数。利用这些参数较为准确地计算了基坑开挖引起的土体位移,总结了基坑周边土体三维位移场的衰减规律,并由统一表达式来表示,同时结合围护墙水平变形与墙后地表沉降的经验公式,通过二次拟合提出了基坑周边土体三维位移场的简化计算方法。通过与有限元计算结果以及实测结果的对比,验证了该方法的合理性。     

流变岩体中椭圆洞室断面开挖过程的力学分析

给出了黏弹性流变岩体中深埋椭圆隧洞断面开挖过程中力学响应的解析解答。通过设定长短半轴随时间变化的函数可模拟施工过程。首先,结合变边界黏弹性问题对应关系和平面弹性复变方法,求得岩体应力及开挖引起位移的统一表达。在推导中,通过建立逆映射函数,分离出参与Laplace变换的时间。然后,对模拟为Boltzmann黏弹模型的岩石材料,给出了积分形式的位移表达式。最后,针对不同类型岩石进行不同开挖方式和速度下无量纲位移及应力的参数分析。分析表明,施工方式对位移与应力有明显影响。给出的解析解答可用于地下椭圆孔型隧道在开挖过程中的力学分析,并可作为实际工程初步设计的手段。     

基坑工程中双排桩支护结构的应用分析

应用ABAQUS有限元分析软件对影响双排桩支护效果的关键因素进行了数值分析,研究了排距、连梁刚度和被动区土体加固对双排桩影响的规律,结合工程实例,将理论计算结果与实测资料对比分析.结果表明,增大排距、提高连梁刚度和加固被动区土体能有效改善双排桩支护效果,进一步揭示了开挖深度与适宜排距的关系,为双排桩设计施工提供参考.     

圆形隧道开挖卸荷效应的动静态解析方法及结果分析

针对地下圆形隧道的开挖卸荷效应,基于岩石动力学和弹塑性理论,在求解其动、静态显式解析解方面进行新的尝试。首先,探讨非均匀应力场中圆形隧洞开挖卸荷的力学模型,研究初始应力的分布规律以及卸荷过程的处理方法。基于Laplace变换和留数定理,给出一种计算隧道开挖时围岩响应规律动态解析解的方法,得到线性卸荷条件下围岩应力和位移的解析表达式。其次,考虑岩体的非线性硬化和软化特性,运用弹塑性解析法,推导出围岩应力和位移的静态解析表达式。对比分析动静态解析结果的差异,结果表明：(1) 卸载阶段,惯性力的存在能减少开挖卸荷对围岩的破坏,保持围岩的完整性,故而在动态解析结果中,围岩的扰动范围小,位移小,应力集中系数低,但应力梯度较高。(2) 动态解中,径向应力一直处于压缩状态,而切向应力先拉后压,有利于径向拉裂纹及层板结构的形成。(3) 卸荷速率存在临界值,当卸荷速率达到临界值时,质点的振幅及频率都达到最大值。     

预应力鱼腹式钢桁架在深基坑支护中的应用

基坑支护应用预应力鱼腹式钢桁架具有可降低支护结构造价、施工方便等诸多优点,属于工具式组合内支撑,可周转使用.介绍了鱼腹式钢桁架的工作机理(即张拉预应力后提高抗弯刚度的原理),列出其主要构件的计算公式,最后介绍了施工工艺流程及主要施工技术措施.     

某深基坑止水帷幕失效后的渗漏治理

深基坑止水帷幕是控制地下水涌入的重要措施之一,止水帷幕是否有效,直接关系到整个基坑工程的安全,一旦止水帷幕出现大规模的渗漏涌漏而失效,势必影响到基坑体系的安全及危害到基坑周边建筑物、地下管线、道路等市政设施.针对某工程一级深基坑止水帷幕失效后,所进行有针对性的基坑综合治理措施的理论与实践研究,采用坑外注浆封堵、坑内挂网喷浆封堵、坑外深井降压等治理措施.基坑监测表明,基坑再未出现渗漏现象,治理效果良好.     

扣件式钢管支架在湿陷性黄土基坑群开挖支护中的应用

以湿陷性黄土地区某集中供热项目管网工程施工为背景,介绍了扣件式钢管支架作为检查井基坑群支护体系的方案设计、安全性验算及施工要求.实践表明,由于黄土基坑稳定性好,因而可以采用扣件式钢管支架作为黄土地区深度＜ 10m的基坑群开挖支护体系.扣件式钢管支护体系具有搭设灵活、施工速度快、能够较好适应基坑群尺寸多变的特点,且能够节约成本,保证施工安全.