N-Jet工法桩用作水平封底帷幕

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N-Jet工法桩用作水平封底帷幕

2024, 46(1): 1-25.

软土深基坑变形及环境影响分析方法与控制技术 .

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环境保护对象	保护对象与基坑的距离	环境保护等级
优秀历史建筑、有精密仪器与设备的厂房、采用天然地基或短桩基础的医院、学校和住宅等重要建筑物、轨道交通设施、隧道、防汛墙、原水管、自来水总管、煤气总管、共同沟等重要建（构）筑物或设施	s≤H	一级
	H < s≤2H	二级
	2H < s≤4H	三级
较重要的自来水管、煤气管、污水管等市政管线、采用天然地基或短桩基础的建筑物等	s≤H	二级
较重要的自来水管、煤气管、污水管等市政管线、采用天然地基或短桩基础的建筑物等	H < s≤2H	三级
注：H为基坑开挖深度，s为保护对象与基坑开挖边线的净距。

基坑环境保护等级的定义

基坑环境保护等级围护结构最大侧移坑外地表最大沉降

一级 0.18%H 0.15%H

二级 0.3%H 0.25%H

三级 0.7%H 0.55%H

基坑变形设计控制指标

参数类型		参数名称	获取方法
HS模型参数	强度参数	有效内聚力$ c' $	三轴固结试验有效应力莫尔圆
		有效内摩擦角$ \varphi ' $	三轴固结试验有效应力莫尔圆
		剪胀角$ \psi $	三轴试验或经验公式
		破坏比R_f	三轴试验
	刚度参数	参考切线模量$ E_{{\text{oed}}}^{{\text{ref}}} $	标准固结试验
		参考割线模量$ E_{{\text{50}}}^{{\text{ref}}} $	三轴排水试验
		参考卸载再加载模量$ E_{{\text{ur}}}^{{\text{ref}}} $	三轴排水试验
	经验参数	静止侧压力系数K₀	现场实测或经验公式
		幂指数m	经验公式
		泊松比$ \nu _{{\text{ur}}}^{} $	经验值，$ \nu _{{\text{ur}}}^{} $=0.2
		参考应力p_ref	经验值，p_ref=100 kPa
小应变参数	刚度参数	参考初始剪切模量$ G_{\text{0}}^{{\text{ref}}} $	共振柱试验或配有弯曲元及局部位移传感的三轴试验
小应变参数	刚度参数	参考剪应变$ {\gamma _{0.7}} $	共振柱试验或配有弯曲元及局部位移传感的三轴试验

HS-Small本构模型参数及获取方法

土层	$ E_{{\text{oed}}}^{{\text{ref}}} $/kPa	$ E_{{\text{50}}}^{{\text{ref}}} $/kPa	$ E_{{\text{ur}}}^{{\text{ref}}} $/kPa	$ G_{\text{0}}^{{\text{ref}}} $/kPa	$ \gamma _{{\text{0}}{\text{.7}}}^{} $/10^-4	$ \nu _{{\text{ur}}}^{} $	m	$ R_{\text{f}}^{} $
②	0.9$ E_{{\text{s1 - 2}}}^{} $	1.2$ E_{{\text{oed}}}^{{\text{ref}}} $	6$ E_{{\text{oed}}}^{{\text{ref}}} $	(2.5~4.9)$ E_{{\text{ur}}}^{{\text{ref}}} $	1.5~9.0	0.2	0.8	0.9
③			8$ E_{{\text{oed}}}^{{\text{ref}}} $					0.6
④			8$ E_{{\text{oed}}}^{{\text{ref}}} $					0.6
⑤			6$ E_{{\text{oed}}}^{{\text{ref}}} $					0.9
⑥			6$ E_{{\text{oed}}}^{{\text{ref}}} $					0.9

HS-Small模型主要参数取值方法

层号土层名称渗透系数平均值/(m·d^-1) 贮水系数S

水平向竖向

④1 粉细砂 25.0 21.8 2.3×10^-3

④2 中细砂 28.0 24.3 2.4×10^-3

反演分析所得的④₁及④₂层水文地质参数

加固土层	原状土性质	未加固m值/ (kN·m^-4)	加固后m值/ (kN·m^-4)
③淤泥质粉质黏土	流塑，高压缩性	[800, 1800] 平均值1300	[2700, 3900] 平均值3300
④淤泥质黏土	流塑—软塑	[600, 1900] 平均值1300	[2700, 3900] 平均值3300
⑤₁黏土	软塑	[700, 2600] 平均值1700	[3700, 5800] 平均值4800

加固前后土体m值对比

施工工法	TRD工法	SMC工法
成墙方式	水平掘削，整体搅拌	竖向掘削，分层搅拌
适用性	适用软土、硬土和软岩等多种地层，应对城市狭小低空环境的施工需求	应对高标贯击数的密实砂土、大粒径卵砾石、岩石等复杂地层以及多转角墙幅的施工需求
成墙效果	连续无缝，抗渗性能优异，深度达80m	高效成墙，抗渗性能好，导杆式设备深度达60 m，悬吊式设备深度达80 m

TRD工法与SMC工法对比

工法	最大桩径/ m	最大深度/ m	最大喷射压力/ MPa	浆液最大流量/ (L·min^-1)	浆液喷嘴数量	适用地层
RJP工法	3.5	70	40	190	单喷嘴	黏性土、砂土
MJS工法	4	70	40	130	单喷嘴	黏性土、砂土
N-Jet工法	10	115	45	600	1~7喷嘴	黏性土、砂土、卵石

N-Jet工法与RJP工法、MJS工法主要技术参数对比