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复合地层条件下盾构穿越房屋群及河流沉降控制技术

复合地层条件下盾构穿越房屋群及河流沉降控制技术
复合地层条件下盾构穿越房屋群及河流沉降控制技术

盾构施工质量保证措施

1.1管片质量保证措施 (1)管片生产质量保证措施 1)严格控制管片模具的精度,按照精度要求对管片钢模定期进行检查和校正。 2)要求混凝土所使用的原材必须符合设计及施工规范的要求,应有出厂合格证和相应的试验报告。 3)严格审查管片生产工艺和质量保证措施,认真做好过程控制。指派专门的管片质量检查人员每周不定期去构件厂检查管片生产过程的质量、原材料及生产工艺的控制情况,要求构件厂提供从原材、生产及试验的所有资料,并结合检查记录分析等形成质量周报,并报业主及监理等单位。 4)要严格做好出厂检验及现场的验收工作,事先制定出厂检查及现场质量验收标准。 5)事先计划好现场管片的存放、运输及拼装作业。要有管片的使用计划。 (2)管片拼装质量保证措施 1)选取管片时要多方面考虑,选取管片时也要本着“勤纠偏、小纠偏”的原则进行,以减小片拼装时的错台。 2)确保质量合格、管片类型符合工程师指令的管片才准进洞。 3)严格按指定的拼装工艺进行拼装。 4)拼装过程中经尺量管片错台符合拼装要求后,再将管片就位。 (3)管片衬砌防水质量保证措施 1)确保管片的自身防水符合设计要求,并对管片弹性密封垫入洞前进行严格的验收。 2)严格控制拼装工艺,提高管片拼装的质量。 3)在管片拼装前先于弹性密封垫上涂抹润滑剂,以减少弹性密封垫在拼装中出现的错位。 4)安装管片螺栓接头前检验止水垫圈完整方可安装螺栓。 5)盾构掘进时盾尾空隙注浆要严格控制配比,以形成稳定均匀的管片防水层。

(1)盾构施工轴线控制措施 1)所使用盾构机须装备有高度现代化的自动实时监控测量指引系统。 2)在盾构隧道施工之前,要严格按要求建立起一套严密的人工测量和自动测量控制系统,根据自动的精度和工程的精度要求决定人工控制测量和复核的内容及频率。 3)认真做好盾构机的操作控制,按“勤纠偏、小纠偏”的原则,通过严格的计算,合理选择和控制各千斤顶的行程量,从而使盾构和隧道轴线在容许偏差范围内,切不可纠偏幅度过大,以控制隧道平面与高程偏差而引起的隧道轴线折角变化不超过0.4%。 4)合理使用超挖刀和铰接千斤顶来控制盾构机轴线,从而实现对隧道轴线的线形控制。 5)管片的类型和拼装方式的控制,依据隧道中线和设计中线以及盾构机和管片的关系,通过计算修正曲线来确定管片的类型和超前量。 (2)盾构施工沉降控制措施 认真进行现场环境条件的调查,并结合线路的走向做好地面的监测工作。准备进行的与沉降有关的监测项目有:地表沉降监测、地面建(构)筑物变形监测、地下管线变形监测、河底沉降监测、隧道收敛监测。 1)监测点的观测频率、范围与数据处理 2)盾尾注浆压力和注浆量是直接影响地面沉降的关键因素,在施工中要严格按规定程序和下达的施工指令进行注浆操作,精确控制注浆压力和注浆量。 3)严格控制盾构机的姿态 在盾构掘进施工过程中,盾构姿态变幅越大,盾构机越难控制,对地面沉降的影响也越大,要坚持“勤监测、勤纠偏、小纠偏”的原则,尽量实现盾构的平缓推进;严禁一次性大幅度纠偏,造成过大超挖和对周围土层的扰动。每次盾构机的纠偏量应不超过3cm(0.5%D)。 1.3联络通道施工质量保证措施 (1)测量放线准确,从地面引测后,尽早从隧道内进行检测。 (2)衬砌之间的防水板接缝严密,焊钢筋时设隔垫板保护。

武汉地铁2号线盾构施工对地表沉降影响分析

武汉地铁2号线盾构施工对地表沉降影响分析 【摘要】对武汉地铁2号线盾构掘进施工过程中地表沉降监测数据统计,并根据Peck理论进行拟合对比分析,得到盾构施工引起纵横断面地表沉降的特点:纵向上,盾构机切口前30m以内和后50m以内为影响区域,其中又以切口后50m为显著影响区,盾构通过该区域产生的沉降占总沉降量的80%~90%,盾构对某断面上影响范围在沿盾构中心轴线向左右两侧延伸10~18m;对武汉粉质黏土夹粉土粉砂层,盾构掘进引起的地表沉降数据累计变化控制指标宜为-40mm,盾构机切口通过监测断面6~20m范围内单次平均变化速率控制值宜为-15mm/d。 【关键词】地铁;盾构施工;地表沉降;Peck公式 武汉汉口地区工程地质、水文地质非常复杂,既有深厚软土,又有粉土、粉砂、互层及承压水的影响。在此种地质条件下进行地铁盾构施工,对变形控制有更加严格的要求。本文结合Peck理论对武汉地区盾构施工引起地表沉降变化情况进行初步分析,以期得到适用于武汉特殊地质情况下盾构施工对地表扰动的沉降控制标准。 1、工程概况 武汉地铁2号线一期工程某区间位于汉口,线路周边各种建筑物密集、地下管线密布,场地地貌为长江北岸冲积I级阶地。盾构起讫里程为:CK4右+743.906~CK5右+758.399,右线长1 014.493m,左线长1 017.576m,总长2 032.069m。区间设一个联络通道,与泵房合建,里程为:CK5(右)+220.000;设有2个平面曲线,最小曲线半径700m,线间距12~15m。线路最大纵坡坡度14‰,最小坡度2‰,区间结构平均覆土厚度约11m。 该区间隧道为外径6m、内径5.4m、管片拼装衬砌的单洞圆形隧道,管片环宽1.5m,管片采用C50,P12混凝土。 区间左线掘进采用新购法国维尔特EPB盾构机,开挖直径6 280mm,护盾直径6 262mm,主机长9.5m,整机长约77m,盾构及后配套总重450t(主机约300t),最小转弯半径250m,最大坡度35‰,整机使用寿命10km。 2、水文地质条件 盾构区间地层物理力学指标如表1所示。盾构隧道掘进地层主要在③4,③5层。地层静止水位埋深3.8m左右,且与长江、汉江有较密切的水系联系,整个盾构施工全部在地下水位以下。 3、地表沉降监测方法 3.1监测点布置 隧道纵向上沿中心轴线每隔20m布设一个监测断面;横向上,每个断面沿轴线中心点向两边每隔3m布设一个监测点,共5个。为减小路面结构对观测效果的影响,所有沉降监测点均埋设于原状土层内,由套管保护至地面。监测点埋深约1.5m,到原状土为止。

桥梁沉降控制技术措施

桥梁沉降控制技术措施 为控制桥梁沉降,对影响桥梁沉降的地基、桩基、承台、墩身、梁体、混凝土等采取如下方法和措施: ⑴地基、地质条件控制方法与措施 ①钻孔桩地质条件判定与核实 工程地质比较法:根据设计文件中所附地质条件说明,对钻孔中出砟的岩性和结构进行观察分析,与设计进行对比,判定其条件是否满足设计要求。若不满足设计要求,则据实进行变更。 ②补充钻孔勘探对地质条件进行判定与核实 当出现下列情况之一时,进行补充钻孔勘探,以对地质条件进行判定与核实: 当对地质资料发生怀疑时; 当实际地质情况与设计提供的地质情况不一致时; ⑵桩基、承台施工中的控制方法与措施 ①桩基础施工 采用泥浆护壁时,选用优质高性能泥浆,提高悬浮能力,降低泥皮厚度,并结合机械和高压风清孔、电子测孔仪检测孔底沉渣厚度等,从而提高成孔质量,有效降低沉砟厚度。 提前准备好钢筋笼、吊车,在成孔后尽快下钢筋笼、灌注混凝土,缩短空孔时间(将空孔时间控制在10小时以内),避免桩周土体对桩体的摩擦能力降低。 对成桩质量进行逐桩检测,确保不留隐患。 ②承台施工中的控制方法与措施 对桩顶与承台的连接面,认真清理干净,不留松散部分。对桩头凿除部分,确保将全部夹杂泥浆、石砟的部分凿除。 承台施工中,对承台下的土体尽量保持原状,尽量不受水浸泡,以期使其发挥一定的抗变形作用。 承台开挖后尽早浇筑混凝土,以免基坑暴露过久或受地表水浸泡而影响承载力。 ⑶墩身施工中的控制方法与措施 对桩顶与承台的连接面,认真清理干净,不留松散部分和浮浆。 墩身一次连续灌注。当分段浇筑时,其间隔时间尽量不超过3天。并对接触面严格按施工缝处理,加强对接缝处混凝土的振捣。 合理安排工期,墩身混凝土灌注至少在架梁前一个月完成,并尽可能提前,以使混凝

复合桩基的研究现状以及成果

复合桩基论文 姓名:赵军 学院:土木建筑工程学院学号:2008301550176

摘要:本文对复合桩基的概念及作用机理进行了阐述,并对桩、土、承 台三者共同作用的产生条件、作用机理进行了初步分析,同时对群桩一 土一承台结构共同作用的目前上较为流行的几种分析方法以及使用条件 进行了略述,而且对复合桩基在国内外历史与现阶段的异同做了简述特 别是对公路桥梁上复合桩基的应用可能及发展前景进行了展望。 关键词:复合桩基承台、作用机理公路桥梁沉降 第一部分 复合桩基的概念承、载力确定、设计思想等 一、复合桩基的概念 础设计中,经常会遇到下述情况:如果用天然地基上浅基础方案,地基强度要示能基满足或相差不大,但地基变形验算结果,往往沉降过大无法满足设计要求,这是就可考虑采用沉降控制复合桩基(也称减少沉降量桩基、疏桩基础等)方案。它是一种介于天然地基上浅基础和常规桩基(按单桩设计承载力确定桩数)之间的一种基础类型,和常规桩基不同,沉降制复合桩基主要根据建筑物容许沉降量要求确定桩数。1979年童羽湘基于群桩基础工作机理的分析,提出了分不同情况按沉降设计桩基础的初步设想。80年代中后期黄绍铭等人,提出了减少沉降的设计思想与方法,1991年在《减少沉降桩基础的设计与初步实践》一文中进行了阐述,认为减少沉降量桩基实际上是以变形控制为原则,考虑桩与承台共同作用,介于天然地基上浅基础与桩基础的一种型式。自1987年开始管自立开始进行桩基设计新探索,提出用桩来补偿天然地基,改善天然地基的新构思,从而利用天然地基承载力来减少桩基和疏化桩基,使桩基与天然地基达到互补效应。并称之为疏桩基础。90年代初宰金珉教授提出了复合桩基的设计方法,并将复合桩基定义如下:按大桩距布置的低承台摩擦群桩或端承作用较小的端承摩擦群桩承台底土体共同承载上部荷载,纯桩基础与天然地基之间的新型基础形式。 二、复合桩基作用机理 桩基是以桩与桩间土共同作用为前提,以沉降控制为标准作为其设计指导思想。单桩非线性工作性状在复合桩基工作过程中的主导作用。桩一土一承台共同作用是指桩、土和承台在外荷载作用下各方受荷与变形发展过程中相互协调、相互制约、相互依存以及相互矛盾的过程。 承台的作用:(1)产生土中应力,当排水固结达一定程度时它提高承台下地基土的承载力,也提高桩土间的侧壁法向应力和摩擦阻力及其极限值,起“加强作用”;(2)迫使桩间土

盾构施工近距离下穿地铁线路沉降控制技术

盾构施工近距离下穿地铁线路沉降控制技术 发表时间:2019-04-28T10:00:34.173Z 来源:《基层建设》2019年第6期作者:史天增[导读] 摘要:地铁工程的大量建设,让城市中盾构施工变得越来越多,如何控制盾构施工下穿地铁线路的沉降是施工中的一个重难点,对于保证地铁施工的高质量和安全性具有重要意义。 中铁十一局集团城市轨道工程有限公司摘要:地铁工程的大量建设,让城市中盾构施工变得越来越多,如何控制盾构施工下穿地铁线路的沉降是施工中的一个重难点,对于保证地铁施工的高质量和安全性具有重要意义。本文从盾构施工下穿地铁线路的五个阶段出发,结合工程实例,对不同阶段采取了有针对性的控制措施,保障了地铁施工的安全。 关键词:盾构施工;下穿地铁线路;沉降控制 一、工程概况 某市地铁区间为单洞单线区间,区间起点为机场北站,终点为吊出井,起点里程为YDK41+437.900,终点里程为YDK42+343.576(ZDK42+335.972),区间长度905.676m(左线898.072m),线路埋深在19m~27m之间,最小线间距12.05m。区间线路自机场北站先后以24‰、28‰及4‰坡度向下直至吊出井。机~吊区间右线在机场北站大里程端(对应里程:DK41+437.9)始发掘进,始发直线掘进211m后在里程DK41+659.8(对应环号:142环)处先后下穿既有运营的11号线右线、11号线入场线、11号线出场线及11号线左线。 盾构施工近距离下穿地铁线路是施工难点,特别是结合地下不良地质条件的影响,使得土体易受施工影响发生沉降,施工控制难度加大。 二、盾构施工下穿地铁线路沉降控制措施分析 盾构施工造成的土体沉降主要是因为施工过程对于土体的扰动和水土流失造成的。其可以分成五个阶段,第一阶段,盾构施工还未达到断面,地下水位降低导致沉降;第二阶段,盾构通过该断面前,因控制不足,导致前方土塑性变形引起沉降;第三阶段,盾构通过断面,由于刀盘与盾体之间存在15mm间隙及超挖、纠偏、盾构外侧与土体之间接触导致沉降;第四阶段,盾构通过该断面后产生的弹塑性变形,因衬砌处理不当导致的沉降;第五阶段,盾构通过断面后,发生的后续沉降。针对沉降五阶段分别采取不同控制措施: 1.前期沉降控制措施 为保证盾构顺利掘进上软下硬地层,在出入线与正线之间用A600@150垂用高压旋喷桩对隧道上软下硬段进行预加固处理。加固区域和深度见下图所示。 图1 盾构通过区域加固示意图盾构机下穿11 号线隧道前,在11号线隧道出入线洞内对11号线隧道下方土体进行注浆加固。注浆范围: (1)隧道深度范围内,加固范围为:既有地铁11号线隧道底部至强风化花岗岩岩面,若强风化花岗岩岩面位于机~吊区间隧道拱顶以下,则加固至机~吊区间隧道顶。 (2)在地面上使用WSS斜孔注浆对下穿11号线正线影响区进行使用WSS注浆进行预加固处理。 2.开挖面沉降控制措施 盾构掘进开挖面沉降主要通过土压控制、出土量、掘进参数调整进行控制。为了保证开挖面的稳定,保持开挖面土压平衡、对土仓压力进行实时监测,对土压设定进行试验。根据开挖面土压平衡、控制出土量。对总推力、推进速度、刀盘扭矩、千斤顶压力进行监测并分析其随地层条件变化的规律。 3.盾构通过时沉降控制措施 本工程选用海瑞克盾构机,刀盘设计直径为6980mm,前盾直径为6950mm,刀盘较盾体直径大30mm,为减少该阶段沉降,应尽量缩短盾体通过时间,因此需保证盾构能连续掘进,防止盾构机发生不必要的停机。而当盾构机应特殊原因在下穿地铁期间时,通过盾构机盾体上的径向孔向盾体周边注入厚浆土,以填充盾体周边的孔隙,减小盾体通过阶段的沉降。 4.盾尾空隙沉降控制措施 (1)同步注浆 盾尾与管片脱离后,管片与土体间会出现14cm建筑孔隙,掘进过程中盾尾同步注浆管在建筑孔隙中注入同步浆液填充,以防止盾尾与管片脱离后土体坍塌,造成地面沉降过大。 ①注浆量 同步注浆量理论上是充填盾尾建筑空隙,但同时要考虑盾构推进过程中的纠偏、浆液渗透(与地质情况有关)及注浆材料固结收缩等因素。注浆量按下式进行计算: Q=V?λ 式中: Q——注入量(m3) λ——注浆率(取1.2~1.5,曲线地段及沙性地层段取较大值,其它地段根据实际情况选定) V——盾尾建筑空隙(m3)

盾构法隧道施工引起的地面沉降的原因与对策

盾构法隧道施工引起的地面沉降机理与控制 摘要:本文首先分析了盾构法隧道引起的地面沉降规律和沉降 影响范围,总结了盾构隧道地面沉降的主要影响因素;指明地面沉 降主要源于开挖面的应力释放和附加应力等引起的地层变形,并对地铁施工中的地面沉降安全判断标准和控制原则进行了探讨,为城市地铁工程建设提供有益的参考。 关键词:盾构隧道地铁工程地面沉降沉降控制 中图分类号:u45 文献标识码:a 文章编 号:1672-3791(2012)06(b)-0071-02 abstract:this paper analyzes the shield tunnel caused by land subsidence law and settlement of affected areas,and summarizes the main factors of land subsidence of the shield tunnel;specified land subsidence is mainly due to the excavation surface stress release and the additional stress causedstrata deformation,land subsidence and subway construction safety criteria and control principles are discussed to provide a useful reference for the construction of urban subway project. key words:shield tunnel;subway project;land subsidence;subsidence control 盾构法具有不影响地面交通、对周围建(构)筑物影响小、适应复

公路路基沉降病害及施工控制技术 郭胜利

公路路基沉降病害及施工控制技术郭胜利 发表时间:2019-08-06T14:17:46.627Z 来源:《房地产世界》2019年4期作者:郭胜利 [导读] 在高速公路的施工阶段,需要全面提升工程施工技术,有效解决所存在的路基沉降问题,大大提升了公路工程的建设施工速度。济宁鲁南公路工程公司山东济宁 272000 摘要:路基沉降问题是当前高速工程中非常常见的病害问题,出现该问题之后,就会导致工程结构的稳定性下降,如果未能采取有效的措施来处理这一问题,就会导致工程无法正常进行,严重者会造成重大的滑塌事故,安全隐患比较大,建筑工程的施工也会受到很大影响。因此在高速公路的施工阶段,需要全面提升工程施工技术,有效解决所存在的路基沉降问题,大大提升了公路工程的建设施工速度。 关键词:公路工程;路基沉降;病害 引言 随着社会的发展,大型民生项目建设的步伐也在加快。公路是关系国家竞争力和人们生活质量提高的关键项目,长时间以来始终受到政府部门和人们的广泛重视。而在公路施工中,唯有做好路基项目建设工作,方可为后期公路施工进度打好基础。所以,研究公路路基建设的质控对策是十分重要的,唯有科学合理的结论,方可更好提升公路建设质量。 1公路路基项目常见病害 1.1填料缺少适宜性 路基建设中,因为员工缺少必要的实践经验,在购置施工材料时极易忽视其性质,选取不合适的填料,下降了填料的适宜性,进而影响着路基建设质量,这样既会增多路基建设成本,甚至会延迟工期,影响着工程总体收益。 1.2中线移位现象 受到工作人员素质、工艺技术等因素的制约,路基施工阶段极易产生导线点破坏等现象。而且,目前工作人员忽视中线复查工作,也没有重视对控制桩的维护,进而造成中线偏移现象,与《路基施工标准》的内容相违背。 1.3存在安全生产问题 公路项目的建设环境比较复杂,尤其是地形环境,在施工阶段极易出现淤泥路段、软弱地基以及斜坡等,若未对这些地方采用科学的处理方法,将会导致路基出现严重的安全隐患,在后续投运过程容易产生滑坡、局域沉降等情况。 2公路产生路基沉降的原因 2.1地理因素导致的路基沉降 此处所指的地理因素主要就是地形与地势方面的因素。当前我国的公路建设数量持续的增大,公路网持续的扩张,很多复杂地形中也在大力开工建设高速公路项目,特别是很多的山岭与丘陵的地区中,地势变化非常明显,为了使整个高速公路项目运行更加的稳定,很多情况下都需要将路基建设得比较高。在这种情况之下,路基的高度逐渐提升,就容易发生沉降的问题,难以进行有效控制。 2.2水文因素导致的路基沉降 水文因素的影响是当前路基沉降中比较普遍的影响因素,目前我国的高速公路施工项目周边区域都存在地下水与江河水,路基表面也会直接受到这些水源的侵蚀或者冲击,路基底层也会因为地下水的移动而存在严重的冲击,进而导致路基出现沉降的问题,因此在进行高速建设施工的过程中,对于临近水源的工程施工项目需要多加注意,且进行准确的路基沉降监测和控制,从而可以保证公路工程的质量达到使用的需要。 2.3气候因素导致的路基沉降 这一方面的因素一般都是出现在我国的北方地区中,南方的昼夜温差比较大的地区也容易出现这一问题。具体分析,主要就是自然环境中的霜雪、严寒以及温差过大的情况下对于路基产生不良的影响,从而出现沉降问题。比如,气候比较寒冷的地区中进行路基的建设施工,很多情况下水源会冻结,只要温度上升,冰雪融化就会导致路基结构内部含水量的提升,承载性能自然会有所下降,路基沉降问题就会出现。这种路基沉降问题通常需要进行施工时间的调整来控制,但是因为高速公路施工周期一般比较长,要想全面消除这一问题难度比较高。 2.4土壤因素导致的路基沉降 土壤主要就是路基建设过程中所应用的工程材料土壤。从成本方面来考虑,也要考虑到工程的便捷性,路基施工的土壤需要从施工周边区域中进行选取,但是很多情况,施工周边的区域中土壤未必能够满足路基施工的需要,特别是要求比较高的高速公路施工项目。如果工程中应用大块的红砂岩,该种材料压实度会非常低,风化与渗透都比较强,所以整个土体结构的稳定性都非常差,未能够有效的调配就应用到工程中,就会导致路基出现沉降的问题。的控制,该方面容易受到工程机械、填筑施工的速度以及施工工艺方面的影响。 2.5设计因素导致的路基沉降 设计因素对于路基沉降的影响是非常直接的,主要是因为设计错误所导致的。高速公路设计方案确定的过程中,首先就是要进行交通量的预估,然后才能进行承载载荷的计算,从而确定路基的承载能力。但是如果交通量超出了规定的要求,公路路基需要长期承受汽车动载荷的影响,预期之外的路基沉降也会出现。这种沉降多数都是在公路施工结束之后所存在的,具备有明显的滞后性,所以控制难度较高。 1.6施工因素导致的路基沉降 从上文中可以发现,施工的过程中需要进行路基沉降的控制,该方面容易受到工程机械、填筑施工的速度以及施工工艺方面的影响。比如,目前我国很多的高速公路为了严格的控制含水量参数,为进行路基的沉降控制,很多情况下都是进行水平填筑施工,施工效果比较高。填筑施工的速度选择与控制要结合工程的沉降来控制。 3高速公路路基沉降及施工控制技术 3.1沉降监控技术 沉降监测是进行路基沉降与变形控制的方法,具体的施工流程如下所示:施工准备→观测布点→结构的统计和分析→结果综合分析→

按沉降变形控制设计桩基础

仍应保持接触或连接,即在接触或连接点上满足变形协调条件。倘若桩基由于某种条件或某种因素的影响,承台、筏板与地基土脱离接触,这时上部荷载由桩承担,就谈不上桩、土与筏板的共同作用。因此变形协调条件是共同作用发生的前提。 本工程在建设过程中,随着上部荷载的增加,桩顶压力与土压力逐渐增大,桩尖亦有一定的刺入位移(例如施工至第三层时,沉降值为1.67mm ),说明桩、土、筏能共同作用,本工程的基础设计是成功的。 2、桩与筏的荷载分担是一个复杂问题,它涉及诸多影响因素,如地基条件,孔隙水消散、施工方法、桩的数量、桩的间距、桩长与压缩性以及上部结构刚度等等。根据福州地区近二十座工程的实测资料,其基础底板的荷载分担比在15%-35%之间,本工程在装修阶段所测得的土压力值为71.49kpa ,计算其筏板分担比为71.49×1279/326236=28%,也在此范围之内。 3、采用同济启明星计算软件SCPF v2.0,它基于以边界积分法为基础,以Mindlin 应力解作为初始基本解,并引入沉降调整系数,较符合桩筏基础共同受力的特性。用分层总和法计算地基变形也较好地反映基底下不同土层的变化特性。该设计方法在上海经过大量工程的检验,获得了许多成熟的经验,并已广泛使用。SCPF v2.0软件在本工程中应用,尽管因不同地区地质条件及地基上的差异性,与测试数据相比仍有一定的误差,但仍不失为福州地区设计高层建筑 基础首选的方法,尚需在今后有更多的工程实践和经历一 段检验与反复修正的调整阶段。 必须注意的是,该程序在计算中具有“专家选项”的功能,点击该按钮,可在对话框设置“桩基土弹性模量系数”,即E s /E 1-2及“单桩极限承载力”,以便根据本地区实际的地质情况,修改计算参数。 4、在福州地区的地质条件下,采用桩筏与地基的共同作用理论设计基础,由于充分利用了地基土的承载力,可以降低基础的工程造价,缩短工期,具有显著的经济效益和社会效益。以本工程为例,常规的基础设计需要的桩数为364根,桩基造价112.3万元,桩基部分所含建筑物每平方米造价为70.2元/m 2。而考虑桩筏土共同作用设计的桩基,仅需桩数232根,桩基造价75.2万元,每平方米造价为47元/m 2,经济效益是显著的,可节省桩基造价25%-30%左右。 参考文献 [1]董建国、赵锡宏 高层建筑地基基础———共同工作理论与实践 同济大学出版社 1997年 [2]杨敏、艾智勇 沉降控制设计桩基础的理论、方法与计算 同济大学地下建筑与工程系 1997年[3]同济启明星SCPF v2.0用户手册及理论方法 上海同济大学地下建筑与工程系1998年[4]宰金珉宰金璋 高层建筑分析与设计———土与结构物共同作用的理论与应用 中国建筑工业出版社1993 ?地基基础? 按沉降变形控制设计桩基础 杨建峰 林颖孜 张善庆 (福建省建筑设计研究院 350001) 提要:在基础设计中,根据工程的特点及工程地质条件,按沉降变形控制设计桩基础。采用桩-土-筏板共同作用的模型,降低基础造价,取得了较明显的经济效益。 关键词:沉降 复合基础 桩-土—筏板共同作用 To Design Piles Foundation By Controlling Subsidence And Deform ation Y ang Jian feng Lin Y ingzhi Zhang Shangqing (Fujian Architectural Design &Research Institute 350001) Abstract :On foundation design ,according to the feature and geological situation of each project ,piles foundation is designed by the controlling of subsidence and deformation.By using the combined action m ould of piles ,s oil and raft ,the building reduces it ’s foundation costs ,thus ,gains it ’s outstanding econonic benefit. K eyw orks :Subsidence C om posite foundation C ombined action of piles s oil and raft 一、工程概况 某住宅为一幢八层半框架结构的建筑物,建筑平面尺寸为50.6m ×16.7m 。底层为开敞的停车间,建筑总高为24.8m 。 二、工程地质概况及基础型式确定 1.本工程场地地貌上属福州平原西部,为一套全新和上更新统冲、海积以及更新统残积层,周边无明显断裂构造。地质剖面如图1所示,物理力学性能详见表1 。 图1 工程地质剖面 2.基础选型 (1)采用天然地基设计筏板基础,表层填中粗砂分层灌水振实,经计算建筑物整体沉降为250mm ,沉降较大,不满足使用要求。 (2)采用Φ500沉管灌注桩,以粉质粘土为持力层,按常规桩进行设计,因单桩承载力设计值不高,约为500kN ,桩数较多,若以残积砂质粘性土为持力层,桩长太长,桩身质量难以保证。 各土层物理力学性能 表1 指标 岩土层名称qs (kPa )qp (kPa )fk (kPa )E s1-2(MPa )E s2-3(MPa )杂填土20110 3.27淤泥1053 2.04粉质粘土5527002107.012.16淤泥质土 15 70 3.9 6.59 残带砂质粘性土402300220 4.639.89 (3)本工程确定采用桩—筏—土共同作用,按沉降变形控制来进行桩基设计,采用Φ500沉管灌注桩,桩长15m 左

盾构下穿建筑物沉降分析与控制技术研究-本科毕业论文

盾构下穿建筑物沉降分析与控制技术研究-本科毕业论文

中国矿业大学(北京) 本科生毕业设计(论文) 中文题目:盾构下穿建筑物沉降分析与控制技术研究 英文题目:Research on Subsidence Analysis and the Relevant Encountering Measures for TBM undergoing the Buildings 姓名:学号: 学院: 专业:班级: 指导教师:职称: 完成日期: 2012 年 05 月 31 日

中国矿业大学(北京)本科生毕业论文任务书 学院专业 班级学生姓名 任务下达日期:2012年1月18日 完成日期:2012年5月31日 题目:盾构下穿建筑物沉降分析与控制技术研究 专题题目: 主要内容和要求: 1、盾构工法的发展和应用: ①盾构工法发展概况。 ②盾构工法在中国的应用。 2、盾构施工沉降问题的提出: ①阐述对盾构施工沉降的认识。 ②国内外盾构施工沉降分析及控制技术研究现状。 3、对盾构下穿建筑物沉降问题的认识: ①简述盾构下穿建筑物的安全风险。 ②对盾构下穿建筑物沉降规律进行分析与归纳。 4、盾构施工引起建筑物沉降控制技术分析: ①分析盾构施工引起建筑物沉降的主要影响因素。

②阐述控制建筑物沉降的方法及其适用条件和优缺点。 ③工程实例分析与研究。 5、结论和展望: ①谈谈自己对盾构下穿建筑物的理解,通过研究人们对盾构下穿建筑物沉降的分析、控制和处理方法得出自己的结论以及对今后发展趋势的展望。 ②对完善盾构下穿建筑物沉降控制方法以保证施工安全,提出自己一家之言。

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沉降控制技术

客运专线路基沉降控制与变形观测技术研究 一、成果简介 1、工程概况 京津城际轨道交通工程是我国已开工的第一条全线采用无碴轨道,设计时速350km/h的铁路客运专线。为保证列车能高速运行,除了对施工质量采取高标准之外,对线下工程的沉降控制也非常严格。 京津地区的地质为松软土,此类地质对路基沉降控制的危害较大,路基基础(京津项目 DK81+228.08~DK84+210.22)处理采用桩板结构(CFG桩和PHC打如管桩+钢筋混凝土筏板)。部分段落设扶壁式钢筋混凝土挡墙,基床表层以下路基采用A、B组填料填筑,基床表层采用级配碎石填筑。在对京津城际路基进行高标准、严要求的施工过程中进行沉降控制及变形观测技术研究很有必要。 另外,京津城际轨道交通工程的无碴轨道板采用的是德国博格公司的博格板技术,对于国外无碴轨道路基施工来说,施工周期一般较长,少有工期紧张的情况出现,一般是要等到预压土预压自然沉降后,工后沉降满足施工要求后再铺设轨道板。而在国内,大部分工程项目都有工期紧张的现象存在,在没有自然沉降的过程时,沉降控制就起了决定性的作用。 2、主要技术内容 (1)、沉降观测应独立建网,精度按二等精度(即变形点的高程中误差±0.5mm,相邻变形点的高程中误差±0.3mm)控制。为了检查水准基点本身的高程有否变动,可将其成组地埋设,每组三点,并形成一个边长约为100m的等边三角形。水准基点采用钢管桩设置在稳固和观测方便的位置,其打入深度不小于6m,桩顶部50cm深度采用混凝土加固,并在地面上浇筑 1.0m×1.0m×0.2m的混凝土观测平台,桩顶露出平台15cm。 (2)、观测断面设置:路基沿线路方向每50m设置1个观测断面,过渡段设2个观测断 面,分别设置于台后5m和20m处;涵洞的过渡段中部各1个观测断面。每个观测断面上设剖面沉降管、观测桩、沉降板及挡墙观测点。 (3)、观测频率 填筑、堆载阶段:1次/天;路基施工完毕:1次/周;无砟轨道铺设后:1次/2周。 (4)、无砟轨道铺设条件评估 路基填筑完成或堆载预压后,最终的沉降预测时间应满足下列条件: S(t)/S(t=∞)≥75?

盾构近距离下穿既有隧道沉降控制技术

盾构近距离下穿既有隧道沉降控制技术 盾构近距离下穿既有隧道沉降控制技术 摘要:深圳地铁3号线购物公园站~福田站区间盾构施工需下穿已运行的1号线隧道,其中两隧道最小净距为1.23米。通过对工程现场条件综合分析及力学模型研究和计算,综合各方论证结果,确定施工方案并进行盾构施工关键技术研究,为下穿施工中提供全面的技术参数,施工完成后,既有运行线内各项控制指标得到了有效控制,未对已运行线结构及道床、轨道产生不利影响。 关键词:盾构隧道;实时监测;控制指标;参数;沉降 中图分类号:U456.3文献标识码:A 文章编号: 1前言 1.1工程背景 深圳地铁3号线购物公园站~福田站区间右线下穿隧道与正在 运营的深圳地铁1号线隧道之间的最小净距为1.46 m,左线最小净距为1.23 m。区间下穿隧道主要位于全风化花岗岩层和强风化花岗岩层,隧道覆土厚度约为18m,线路坡度为-5‰,采用通用型管片,管片外径6.0m,内径5.4m,管片厚度300mm,管片宽度1.5m,分块数为6块(一块封顶块、两块邻接块、三块标准块)。 1.2难点及风险分析 1、技术难点 新建地铁与下穿的既有运行线最小净距1.23米,盾构掘进对既有运行线影响较大,根据深圳市地铁公司《城市轨道交通安全保护区施工管理办法(暂行)》规定,运营线路轨道竖向变形±4mm,两轨道横向高差<4mm,水平及水平三角坑高低差<4mm/10m,轨距+6mm~-2mm;控制指标严格,对盾构掘进控制要求高。 2、工程安全方面存在的风险 正在运营的地铁1号线因沉降过大影响营运,甚至造成停运的风

险,社会责任重大;下穿区域全强风化地层中存在球状风化体的风险;盾构机选型及后配套设备故障导致停机引起的安全风险。 2施工模型研究及方案确定 2.1施工模型研究 1、施工力学行为数值分析―力学模型 1)正交段最小净距仅为1.2m,上洞埋深为10.6m; 2)综合判定围岩级别为Ⅴ级,夹土体围岩按加固考虑; 3)主要模拟新建隧道开挖对既有1号线运营线隧道的影响; 4)采用FLAC3D进行力学分析。 图1力学模型示意图 2、施工力学行为数值分析―计算结果 1)地表沉降为7.7mm,既有隧道(1号线)最大沉降3.9mm,附加拉应力达到1.25MPa。 2)上下两洞之间地层的最大主应力值将达到0.25MPa,下洞(3号线)最大轴力为616kN,最大弯矩为28kN?m,均位于两侧边墙部位。 目标地表与既有1号线隧道随施工的下沉情况如图2和图3所示。 图2目标面地表随施工沉降情况图3既有隧道(1号线)随施工下沉情况 2.2控制指标 根据深圳市地铁集团《城市轨道交通安全保护区施工管理办法(暂行)》的规定,参照多次专家论证会的论证意见,新建盾构隧道施工对既有1号运行线影响的控制指标按三级预警制度进行管理,即,预警值、报警值、控制值三级。预警值取控制值的50%,报警值取控制值的80%,结构变形控制指标如下: 表1结构变形控制指标(单位:mm)

盾构施工沉降分析

目录 1.地表沉降原因 (1) 1.1.地层损失 (1) 1.2.受扰动土的固结 (2) 1.3.地下水流失 (3) 2.地表沉降的发展过程 (4) 2.1.初期沉降 (5) 2.2.开挖面沉降 (6) 2.3.尾部沉降 (6) 2.4.尾部空隙沉降 (6) 2.5.长期延续沉降 (6) 3.引起地表沉降的因素 (6) 3.1.主观原因 (6) 3.2.客观原因 (7) 4.穿越建(构)筑物掘进参数的控制 (8) 5.结语 (9)

盾构施工沉降分析 针对地铁工程而言,进行沉降控制的重要性体现在两个方面: (1) 城市地铁工程一般位于城市的繁华地段,周围建筑物密集、各种地下管线纵横复杂交错,一旦沉降事故发生,将可能造成建筑物开裂、倾斜,地下管线断裂等事故。影响市民正常生活,造成各种纠纷,进而影响工程施工的进度,增加工程的费用。 (2) 沉降事故在地铁工程的施工中属于多发事故。同时其发生的直接表现为地下隧道拱顶的下沉或坍塌,而这种塌陷的发生又多由涌水、涌泥,环片支护失效等原因引起。这些原因的存在和发生,可以导致施工现场的人员伤亡、设备损坏,进而影响工程进度、增加工程费用,造成严重的后果。 1.地表沉降原因 在软土地层中开挖隧道,不论采取任何施工技术都将引起地层运动,产生地面沉降。盾构施工中引起的地层损失和盾构隧道周围受扰动或受剪切破坏的重塑土的再固结,是地面沉降的基本原因。 1.1.地层损失 地层损失是盾构施工中实际开挖土体体积与竣工隧道体积之差(地层损失率指地层损失体积占盾构理论排土体积的百分比)。周围土体在弥补地层损失中发生地层移动,引起地面沉降。 引起地层损失的施工及其他因素是: (1) 开挖面土体移动 当盾构掘进时,开挖面土体受到的水平支护应力小于原始侧向

地铁隧道盾构施工引起的地面沉降规律分析

土压平衡盾构施工引起的地面沉降规律分析 城轨公司杨小飞 【摘要】本文对广州地铁6号线盾构2标区间盾构隧道施工过程的地面沉降监测数据进行分析,探讨了盾构施工过程地表沉降规律及其影响范围和程度,包括沉降槽分布形式、沉降随时间发展规律、沉降量概率分布的统计分析等,并用数学函数加以表达。研究结果对今后类似工程施工过程的隧道周边建(构)筑物的保护,施工参数的优化以及工程的顺利实施具有参考价值。 【关键词】盾构沉降拟合 1.引言 地铁交通在我国正处于发展阶段,由于盾构施工法的安全性和先进性,盾构技术在城市地铁隧道施工中得到越来越广泛的应用。由于地铁隧道多位于城市中心繁华地带,地下管线和地面建筑物众多,施工过程多少都会扰动地层,要完全消除地表沉降是很困难的。盾构施工过程的沉降会对地面建筑物的安全造成威胁甚至引起破坏,国内外已对施工沉降进行了大量研究,提出了许多沉降计算模型[1,2],如Peck 模型(1969),Attewell 模型(1981),O’Reilly-New 模型(1982),藤田模型(1982)等。国内专家也对国内地铁盾构施工过程的沉降规律进行了总结 [3 ]- [5 ],得到了许多具有共性的认识。但由于广州地区地质条件复杂,对沉降规律的定量研究还比较少。本文对广州地铁6号线2标区间盾构隧道施工过程的地表沉降规律及其影响范围进行研究,以期对今后类似工程建(构)筑物的保护,施工参数的优化提供参考依据。 2.工程概况 广州地铁6号线2标区间隧道采用盾构法施工。区间隧道由两条并行的单线隧道组成,其中已完成施工的【大坦沙站-如意坊站盾构区间】左右线隧道间距8.1~26m,左右线隧道总长2859.2m,隧道埋深4.7~27.8m,线路最小水平曲线半径500m,最大坡度30‰。盾构机采用德国HERRENK AG 公司生产的土压平衡式盾构(EPB),盾构机刀盘直径6280mm,采用盾尾同步注浆(砂浆)方式。隧道衬砌采用预制钢筋混凝土管片,管片环外径6000mm,内径5400mm,管片宽度1500mm。【大-如盾构区间】上覆第四系为人工填土层、淤泥层、淤泥质土层、淤泥质粉细砂层、粉质粘土、粉土层、冲积-洪积粉细砂层、冲积-洪积中、粗、砾砂层、冲积-洪积土层、可塑或稍密~中密残积土层、硬塑或密实状残积土层。下伏基岩白垩系、石炭系棕红色、红褐色岩石,风化程度不均一,软硬夹层较多。 3.沉降观测方法 3.1 观测仪器及要求 采用精密水准尺仪,铟钢水准尺、30m 检定过的钢卷尺进行沉降观测。线路沿线一般的多层建筑物和地表沉降,按国家三等水准测量技术要求作业,高程中误差≤±2.0mm,相邻点高差中误差≤±1.0mm。 3.2 沉降观测点的布设 正常情况下,沿隧道中线上方地面每隔5m 布设一个沉降观测点,每隔20m 建立一个监测横断面,该断面垂直于隧道中线,每个断面上布设5个观测点,其中隧道中线上方一个点,左右间隔5m 各一个点。对于软弱土层、或埋深较浅的区域,应根据隧道埋深和围岩地质条件,加密监测断面和测点。 当隧道上方为混凝土路面时,常布设两种沉降观测点,即分混凝土路面及路面以下土层两种,路面部分沿线路中线每20m布设一个观测断面,观测点直接布设在路面上,以量测路面沉降量;为了防止路面硬壳层不能及时、准确反映地层实际沉降情况,造成路面下方虚空,需钻穿混凝土路面并在路面以下地层中打入短钢筋布设观测点,以便对地层的沉降情况进行监测。 3.3 项沉降观测频率 盾构机机头前10m和后20m范围每天早晚各观测一次,并随施工进度递进;范围之外的监测点

特殊地段顶管施工沉降控制技术

特殊地段顶管施工沉降控制技术 摘要:随着城市的日益发展,地下、地上的管线和建筑也随之增加,顶管施工往往会遇到穿越公路、铁路、地下管线、河流、地上重要建筑等特殊地段。这些特殊地段的顶管施工对地面的沉降控制要求更高。为此就特殊地段的顶管施工沉降控制技术在顶管机选型、工仓压力的确定、泥浆套、土体最大沉降量的预测、监控点的布置、测量和纠偏、顶管进出洞13处理方面进行探讨,并结合工程实践取得较好的效果。 关键词:顶管施工、特殊地段、沉降控制、顶管机、泥浆套、监控点、测量 1 顶管机选型 在穿越公路、铁路、地下管线、河流、地上重要建筑等地段(以下简称特殊地段)的顶管施工一般采用多刀盘土压平衡式顶管机或泥水、泥浆平衡式顶管机。土压平衡式顶管机出土为固体形式,较泥水、泥浆平衡式顶管机出土为液体形式在土方处置方面较为便利,故在能满足沉降要求的情况下,通常采用土压平衡式顶管机。该机型适用于饱和含水地层中的粘土、粉质粘土、淤泥质粘土、粉砂土或砂性土。 2 工仓压力的确定 多刀盘土压平衡式顶管机在顶进过程中,顶管机工仓内的压力P小于顶管机所处土层的主动土压力Pa时,地面就会产生沉降;当P大于顶管机所处土层的被动土压力Pb时,地面就会产生隆起。 为防止地表的沉降和隆起,工仓压力P必须控制在Pa

3 泥浆套 泥浆套不仅起到减摩作用,同时也起到一定的土体稳定作用,减少顶管对沉降的影响。一般顶管机的外径较管道外径大2~4cm.因此顶管机顶过后管道外围产生环形空隙导致地层损失。另外,由于管节制作及安装过程中的误差,管节的外围有不少凹凸处,加大了顶进摩阻力,再加上顶进中发生的纠偏过程.导致顶管机后面的管节在不断地往前顶进过程中会多多少少地带走一些泥土,特别是中继间在使用中往往会带走较多的泥土,产生较多的空隙。因此通过及时压浆充填,补充以上因素导致的空隙,在管道外围形成一个良好的泥浆套显得极为重要。 3.1 浆液配比 浆液的配制要求应满足粘滞度高.失水量小,稳定性好。工程中使用的浆液配比主要有以下几种(均为重量比)。 1)膨润土矿粉:水=1:9; 2)膨润土矿粉:纯碱:化学浆糊(CMC):水=104:3.05:1.05:80 0; 3)膨润土矿粉:纯碱:水=100:2:300。 搅拌透后.再加入含PH—PAM一11/800的水溶液.经搅拌均匀后可用于注浆。 实际施工中第一、三种配比比较容易操作,关键是要根据现场土质进行试配以达到浆液配制要求。 3.2 压浆孔布置

控制沉降为设计目标的减少沉降桩基础之研究

附录一 控制沉降为设计目标的减少沉降桩基础之研究* 98’上海科技论坛活动之一:桩基设计新思路“以沉降量为控制指标的复合桩基设计学术研讨会” 大会特邀报告 杨敏 (同济大学地下建筑与工程系,上海200092) 提要减少沉降桩基础是现代桩土相互作用理论研究的重要成果之一, 是建立在桩土相互作用理论基础上以控制沉降变形为设计原则的一种新 型基础形式,本文简要介绍了减少沉降桩基础的发展和设计方法,提出 了设计建议,并指出了有待进一步研究的问题。 关键词减少沉降桩桩土相互作用沉降 一.引言 减少沉降桩基础是指按控制地基沉降的原则设计的桩基础,也即在设计时由基础的沉降控制值来确定桩数和桩长。减少沉降桩基础目前在工程界也往往被称为沉降控制复合桩基、以沉降量为控制指标的复合桩基或疏桩基础,在国外称为Creep pile foundation,有时也称为Friction pile foundation,Piled raft foundation,等等。 减少沉降桩基础是现代桩土相互作用理论研究的重要成果之一。众所周知,在实际工程中设计采用桩基础的原因不外乎有二个:或是因为地基承载力不够,需要采用桩将上部结构荷载传到深层土或支撑于坚硬持力层,或是因为地基土将会发生 *国家教委跨世纪优秀人才基金、国家教委优秀青年教师基金和上海市科技启明星计划资助

较大的沉降变形,需要采用桩来减少沉降。因此,合理和恰当的桩基础设计应根据采用桩基的目的不同而分三种不同的情况处理: 1)所有荷载由桩承担; 2)桩和筏板基础分担上部结构荷载,桩既要承担荷载同时也起到减少沉降 变形的作用; 3)桩用于减少或控制沉降,基础的承载力主要由基础板承担。 然而,目前的桩基础设计理论都是建立在满足承载力的基础上的,也即在桩基础设计时均按上述第一种情况处理,完全由上部结构荷载来确定桩数和桩长。显然,对于由于沉降过大而设计采用桩基础的情况来说,采用这种传统的桩基础设计方法是过于保守的,造成了过高的基础工程费用,并且在设计概念上也不甚明确。减少沉降桩基础就是以沉降控制为基础并在设计方法上也有别于上述常规桩基础的一项新型技术和基础型式,可用于天然地基强度能满足设计荷载要求但沉降却过大的情况下的地基基础设计,即在桩基础设计时按上述的第三种情况处理。 二.减少沉降桩基础的研究及发展 1977年英国Burland教授等学者根据桩土相互作用理论的研究指出,对于天然地基的强度能满足设计荷载要求但沉降却过大的情况,可以采用少量的桩用于减少基础沉降变形。1979年Hooper教授根据有限元的模拟分析,指出为了建立竖向刚度较大的桩土混合地基而需要的桩数并不多,桩数的进一步增加对减少最大沉降和差异沉降的作用非常小。七、八十年代英国建筑研究所(BRE)对桩筏基础进行了一系列现场实测试验、室内模型试验和理论研究,1986年R.W.Cooke 总结了他对伦敦硬土地区高层建筑桩基础研究的几十年成果,认为按照目前强度控制的桩基常规设计方法设计的桩基础的实际的安全系数要远大于设计中所取的2 或3,并且指出,“在桩基础纯粹用来减少基础沉降的地方,均质土中模型桩的试验表明,在桩间距为4倍桩径时再加入更多的桩并不能显著地减少沉降。试验结果和简单的分析方法均表明,6倍桩径或8倍桩径的桩间距几乎与小桩径时一样有效”。进入八十年代后各国学者加强了对桩土相互作用课题的研究,并进行了大量的工程实践探索,取得了大量的研究成果。 上述采用少量的桩以减少基础沉降的理论观点至今已被发展成减少沉降桩技

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