基于弱透水层承压水基坑突涌预测研究

在深基坑工程中,基坑发生突涌是导致基坑工程事故的最直接原因之一。本文从土颗粒的微观结构入手,认为土颗粒表面存在吸附的结合水。坑底为弱透水层,即粗细颗粒都存在时,需要水土合算与水土分算间的过渡分析计算思维,即利用统一后的计算方法来得到土中广义渗流力、广义强度参数及广义浮重度。结合力学平衡方程,推导出新的抗突涌验算公式。然后结合工程实例建立物理模型进行离心试验,将离心试验结果与理论验算结果进行比较,结果表明新公式预测基坑突涌比传统公式更为准确。     

渗流作用下的基坑变形分析

以深厚饱和软土地区的南京某基坑工程为例,基于地下水渗流因素对基坑变形数据系统分析,总结其在渗流作用下的变形规律.进一步借助有限元软件Midas/GTS的渗流模块,开展考虑渗流前后的基坑变形模拟分析.研究表明:考虑渗流作用下的地表沉降量较之前增加约22.9％,经分析,该部分除固结沉降外多由渗流诱使地连墙位移所致;另外,渗流力对地连墙底部作用尤为明显,其位移量较未考虑渗流增大2.9mm,故渗流作用下地连墙底部加固问题应在基坑施工时给予足够的重视.     

考虑渗流-应力耦合作用的基坑边坡稳定性分析

介绍了岩土体中渗流场与应力场的耦合作用机理,选取某基坑边坡工程中的一个典型剖面,采用FLAC3D软件建立计算模型,对比分析渗流-应力耦合与不耦合两种工况下的边坡稳定性。结果表明,在渗流场与应力场不耦合或耦合作用下,边坡的位移最大值分别为10.67cm和9.85cm,水平应力最大值分别为0.099 MPa和0.276 MPa,安全系数分别为1.5和1.1。渗流场与应力场的耦合对边坡稳定性的影响效果明显,使边坡安全系数降低了约26.7%,因此地下水对边坡的作用不能简单以孔隙水压力代替,考虑渗流场与应力场的耦合效应更符合实际。     

承压水地层管廊基坑开挖变形特征及抗突涌稳定性分析

管廊穿越富水软弱地层时,对其安全建设产生了不容忽视的影响。为了研究富水地层管廊基坑开挖变形的稳定性,依托济南新东站开源路富水地层管廊基坑工程,分析影响基坑开挖变形的关键因素,提出基坑周边土体变形破坏影响因素的敏感性评价指标,建立基坑底板抗突涌稳定性系数及隔水层临界厚度公式。结果表明:随开挖深度和承压水头增加,水平位移具有分层现象,深层呈“月牙形”,最大变形位于基坑底部两侧下部,呈现向桩后和基坑中心靠拢趋势;地表沉降呈凹槽形,从基坑边向两侧呈先增大后减小趋势,而隆起变形越靠近基坑中心越大,施工中应注意基坑底部两侧向中间过度时出现的较大隆起值。基坑周围土体变形破坏影响因素指标敏感性大小依次为开挖深度、加固厚度和承压水头,施工时要适当采取降水措施,预留足够的隔水层厚度,加固坑底以增强其稳定性,更要适当控制基坑开挖深度;与传统法相比,考虑土体抗剪强度所计算的基坑抗突涌稳定性系数较大,隔水层临界厚度较小,与现场情况更加吻合。     

钢筋混凝土斜截面抗剪强度分析

钢筋混凝土结构的抗剪问题可谓是一个古老的问题,国内外学者对此做了大量研究,但鉴于钢筋混凝土梁抗剪机理复杂,影响因素众多,至今钢筋混凝土梁的抗剪理论尚不完善.下面结合现有研究成果,对斜截面的抗剪机理进行整合分析。     

地下水渗流对基坑支护结构上水土压力的影响分析

暴雨或长时间的降雨、地下水管的渗漏等是造成地下水渗流的重要条件，对基坑支护结构的安全影响大，也是为何基坑事故多发生在降雨之后的根源。分析了基坑开挖过程中地下水渗流产生的条件，并从地下水渗流对土体强度的影响、对作用在支护结构上水压力的影响、对土体自重应力的影响3个方面进行了分析。认为地下水渗流增大了支护结构上的土压力，对于粘性土判断采用“水土合算”或“水土分算”的依据不只是土体渗透性的大小，关键在于渗流是否发生。在支护结构的土压力计算中，只要支护结构在开挖和使用阶段基坑外侧存在地下水渗流，对于粘土和粉土应当采用水土分算的计算方法。因此，在基坑工程中，预防和阻止地下水渗流的发生是相当重要的一个环节。     

考虑渗流作用的非止水支护土压力计算

为了得出渗流作用下基坑中采用非止水支护结构土压力计算新方法,采用理论分析侧向圆弧渗流对土压力的影响,得到土压力的渗流等效系数,并采用算例结果分析的方法对土压力进行验证。研究结论表明,对于现行设计规范的土压力计算中没有考虑渗流的作用而又相似的基坑工程提供了可参考的土压力计算,并有助于新土压力计算理论的形成。     

地下水渗流对基坑侧压力的影响

为研究地下水渗流对基坑侧压力的影响,针对经典算法结果偏差较大的现象,从理论上分析了地下水渗流对基坑主动区侧压力和被动区侧压力的影响机理,考虑了地下水的渗流作用,采用有效应力原理,提出了计算基坑支护结构侧压力的新方法。实例分析结果表明,新方法的计算结果与实测值相符,更能反应工程实际情况。     

考虑渗流作用的基坑旋喷封底隔渗体设计方法

针对深基坑旋喷封底隔渗体的设计和计算问题,将基坑旋喷封底隔渗体假定为四周固支的矩形弹性薄板,并考虑其渗流作用,提出了基坑旋喷封底隔渗体的设计方法.随后,对某城市地下两层车站基坑深层旋喷封底隔渗体参数进行计算分析.结果表明:基坑旋喷封底隔渗体设计时须着重关注结构拉裂破坏模式.由于渗流平衡方法忽略了基坑旋喷封底隔渗体的材料...     

不同土质条件下基坑渗流场渗透特性分析

控制地下水对基坑开挖和周围环境的负面影响，是基坑工程特别是深基坑工程设计与施工的重要组成部分．采用三维有限元法分析了基坑渗流场的分布特性，比较了不同土质条件下渗流作用对基坑土体渗透稳定性的影响，较好地反映了基坑渗流场中等势线、流速矢量以及水力梯度等渗流要素在不同土质条件下的变化规律，探讨了工程中可能出现的不利因素．分析表明，在均质各向同性非成层土中，基坑角点和溢出点附近水力梯度最大，是整个基坑最易发生渗透破坏的地方；在成层土情况下，水头等势线有向渗透系数小的土层聚集的趋势．对比各种分析结果，当水平向渗透系数大于竖向渗透系数时，基坑最容易发生渗透破坏．     

渗流对深基坑开挖及支护过程的影响

利用FLAC3D软件对哈尔滨市金都大厦项目深基坑工程进行基坑开挖卸荷过程与支护过程的数值模拟,分析考虑渗流与否两种情况下,基坑侧壁沿长度方向和深度方向的变形分布及支护结构的内力分布情况。计算结果表明,考虑渗流作用后,随着土层应力的释放,基坑侧壁的最大位移和基底的隆起量均有所增大;桩身弯矩有所增加,最大弯矩发生在桩长的中部偏上处,呈中间大两头小的规律;降水开挖过程中桩体变形量及锚杆轴力也增大。该结果为进一步研究深基坑工程中渗流对支护体系的影响提供了参考。     

西北地区地铁基坑降水对周围环境影响的计算方法

为保证西北地区地铁建设的顺利进行,通过对西安和兰州的地铁车站深基坑降水工程进行研究分析,总结地铁车站深基坑降水引发基坑周围地面沉降变形的附加沉降估算公式和考虑渗流力作用的沉降计算公式,并结合实际工程对两种理论计算结果与实测沉降结果进行对比分析.结果表明:附加沉降估算公式的计算结果相对于实测沉降结果偏保守,应代入经验系数使结果更符合实际情况;考虑渗流力作用的沉降计算公式相比于附加沉降估算公式在精度上有很大提高,与实测沉降结果较为接近,可作为西北地区地铁基坑降水对周围环境影响的计算公式.     

临河富水砂卵石层深基坑降水方案分析

对于临河深基坑,临河侧地下水控制是基坑设计的关键问题。本文针对某临河富水砂卵石层深基坑工程,分别采用《建筑基坑支护技术规程》（JGJ 120-2012）、《管井技术规范》（GB50296-2014）和临河基坑涌水的理论公式进行降水方案设计,并采用地下水渗流数值方法辅助计算,优化了临河基坑降水的设计方案。根据《建筑基坑支护技术规程》、《管井技术规范》降水计算结果,基坑管井间距为20m,然而工程实践中发现基坑靠近河流侧出现了积水。结合临河基坑的理论公式和典型管井段的数值模拟结果,优化靠近河流侧的基坑降水方案,确定基坑靠河流侧的管井井距在9m-10m之间,并据此成果在沿河侧新增了13个降水管井,解决了本项目临河侧基坑积水问题。     

深基坑预应力锚杆锚固段应力分布规律与应用

基于凯尔文问题的位移解,推导了用于深基坑支护中的预应力锚杆锚固段剪应力与轴力的分布规律.对岩体与土体两种不同介质条件下预应力锚杆的受力分析表明,不同岩土体介质条件下,预应力锚杆破坏方式不同,要以最薄弱环节作为锚杆设计控制标准;锚杆剪应力沿锚固段呈对数螺旋曲线型分布,最大剪应力往往发生靠近锚固段初始位置处;锚杆轴力沿锚固段逐渐衰减,单纯通过提高锚固段长度来增加锚杆的极限拉拔力有一定的限度.通过对一工程实例的理论与试验对比分析,其弹性范围内的理论解与试验数据基本相吻合,从而为预应力锚杆的设计提供了理论依据.