以古河道沉积软土区某市域线车站基坑为案例,针对⑥层粉质黏土缺失、多分区、基坑临边重车荷载大等特点,分析不同基坑宽度、不同围护深度、进出洞加固区、换乘段等区域围护墙体测斜变形规律,并总结基坑不同分区的坑外地表沉降变形规律.根据围护墙体测斜数据和地表沉降数据规律,对相关施工控制措施进行了探讨,为后续类似项目提供经验借鉴.
以北京通州某深基坑工程为例,分析基坑开挖卸荷、基坑锚杆施工、基底CFG桩和抗拔桩施工对基坑围护结构和周边环境的影响.结果表明:基坑围护结构及基坑周边地表随着基坑的开挖、围护锚索和基坑内工程桩的施工出现典型的先上浮后沉降的趋势,应力重新分布现象明显.具体表现为基坑开挖卸荷初期引发围护结构及基坑周边地表上浮,随着基坑开挖深度的增加,在基坑侧向位移和基坑锚索竖向分力作用下,围护结构及基坑周边地表开始下沉;在基坑槽底施工CFG桩和抗拔桩削弱了护坡桩嵌固区被动土压力,基坑降水导致土体有效应力增加,产生附加固结沉降,在基坑地下水渗流的联合作用下,围护结构及基坑周边地表呈现二次加速下沉;基坑开挖和基础桩施工对桩顶水平位移和锚索轴力影响较小.根据分析结果,建议类似基坑增加嵌固深度、调整被动土压力区打桩顺序,将有利于围护结构及基坑周边环境变形控制.
西南地区高填方项目场地多为爆破后削山填谷抛填而成.以重庆高填方土石混合料为研究对象,开展了室内物理特性及直剪试验研究,分析了不同固结压力下含石率及含水率对土石混合料抗剪强度指标影响规律.结果表明,土石混合料黏聚力与含石率呈正相关,在含石率从 20%增至 40%时,黏聚力增量效果最明显;初期填料的内摩擦角随含石率增加呈现先增大后减小的趋势,后期随着含石率增加,内摩擦角减量效果显著.黏聚力与含水率整体呈负相关,且含水率从 5%增至 8%的情况下,黏聚力的减小幅度明显;填料内摩擦角随着含水率增大同样呈现先增大后减小的趋势.根据室内试验结果,给出了适用于项目场地抗剪强度指标取值范围,相应的关键参数可以为类似工程提供参考.
基于黄土隧道穿越土-岩交界面的工程实际,运用有限元数值计算手段,结合隧道施工过程中土-岩交界面分布规律,研究土-岩交界面空间分布位置对地表位移及洞内收敛变形特征的影响,得到衬砌结构力学特征与变化规律.研究结果表明,土-岩交界面位于拱底以下时,隧道开挖范围均为黄土,地表沉降与围岩变形均较大,衬砌拱顶附近受拉较大;土-岩交界面位于拱顶以上时,隧道开挖对地表沉降、围岩变形的影响基本不变;土-岩交界面位于拱肩附近时,拱顶衬砌拉应力最小,衬砌结构受力较为有利;土-岩交界面位于拱顶附近时,衬砌在拱腰处压应力显著增大,拱顶处拉应力也较大,此时衬砌结构受力最为不利.根据衬砌结构总位移特征,得到拱肩处锁脚锚杆打设角度可控制为 15°～35°,拱腰与拱脚处锁脚锚杆角度控制为 45°左右.研究成果可为隧道设计施工提供一定的理论依据.
水工隧洞衬砌外水压力折减系数的合理取值是结构设计中的难点.以引汉济渭引水隧洞工程穿越Q2 黄土地层为背景,开展了饱和Q2 黄土的物理力学特性试验,并基于FLAC3D有限差分法及流-固耦合分析原理,研究 6 种因素对外水压力折减系数的敏感程度和变化规律.结果表明,各因素对外水压力折减系数的影响程度从高到低依次为:壁后注浆厚度h＞盾构掘进速度V＞地层渗透系数kl＞开挖扰动范围ws＞壁后注浆水平N＞地下水位高度H,壁后注浆厚度对外水压力折减系数影响最大,当盾构掘进速度V≤9 m/d、地层渗透系数kl≤0.2 m/d时,外水压力折减系数受盾构掘进速度和地层的渗透系数影响较大,其余因素影响较小;考虑到地层条件及施工水平的差异性,饱和Q2 黄土中衬砌外水压力折减系数取值变化范围为 0.35～0.75,平均可取 0.53.
