樁基礎(chǔ)全壽命期對(duì)鄰近已有隧道的影響研究.pdf

1、本文研究了高層建筑樁基礎(chǔ)全壽命期對(duì)鄰近已有隧道的影響。 一個(gè)新建的高層建筑群樁基礎(chǔ)對(duì)地鐵隧道的影響可以說(shuō)是伴隨著樁基礎(chǔ)的全部壽命期的。從最開始的施工階段，到隨后的建筑荷載施加階段以及后期的正常使用階段，每個(gè)階段對(duì)鄰近的已有隧道影響均需要關(guān)注。將樁基礎(chǔ)的全壽命期分為三個(gè)階段考慮樁基礎(chǔ)對(duì)隧道的影響：成樁--樁基施工；上部荷載施加--樁基瞬時(shí)荷載；正常使用階段--樁基長(zhǎng)期沉降。具體研究?jī)?nèi)容如下： 1．采用施加在樁孔側(cè)壁上的靜水

2、壓力來(lái)模擬泥漿護(hù)壁以及混凝土澆注過(guò)程，并對(duì)鉆孔灌注樁施工過(guò)程進(jìn)行了三維有限元模擬。對(duì)鉆孔灌注樁施工過(guò)程造成樁孔附近土體應(yīng)力變化，土體變形以及鄰近隧道變形及受力變化進(jìn)行了分析。分析結(jié)果表明：鉆孔灌注樁施工對(duì)緊鄰樁孔的土體應(yīng)力影響較大，尤以水平應(yīng)力變化為大；施工影響范圍約3倍樁徑；造成鄰近隧道的變形及受力變化量值均很小：從過(guò)程來(lái)看，對(duì)隧道影響較大的階段為混凝土澆注面高于隧道位置后以及混凝土硬化階段。 2．對(duì)建筑物上部荷載施加階段，采

3、用兩種計(jì)算方法進(jìn)行分析。 (1)在傳統(tǒng)的剪切位移法基礎(chǔ)上，編制了帶承臺(tái)群樁沉降計(jì)算程序。該程序考慮了樁間的加筋與遮攔效應(yīng)，樁土相互作用?？梢杂?jì)算帶承臺(tái)大規(guī)模群樁的自身沉降以及鄰近群樁的隧道所在位置土體沉降情況。在已知土體位移的情況下，計(jì)入隧道剛度的影響，求得隧道位移曲線。本文計(jì)算方法可以考慮實(shí)際土層情況下大規(guī)模群樁基礎(chǔ)的計(jì)算，可以考慮樁筏共同作用亦可僅考慮柔性承臺(tái)計(jì)算。在本方法的計(jì)算中，樁基礎(chǔ)與隧道的相對(duì)位置關(guān)系可以是任意角度，

4、且樁基礎(chǔ)的樁間距可以為任意值。 (2)利用三維有限元程序PLAXIS 3D TUNNEL2.0分析了群樁基礎(chǔ)正常工作狀態(tài)沉降對(duì)鄰近隧道的影響。首先對(duì)比兩種樁基與隧道相對(duì)位置關(guān)系，一種為樁基礎(chǔ)僅位于隧道單側(cè)，一種為樁基礎(chǔ)對(duì)稱分布于隧道兩側(cè)。以樁基礎(chǔ)位于隧道一側(cè)的形式為基礎(chǔ)，分別對(duì)不同樁位布置情況，樁基長(zhǎng)度，隧道計(jì)算剛度，樁基礎(chǔ)荷載以及樁與隧道的凈距離進(jìn)行了單因素分析。并通過(guò)合理的等代，可以采用二維平面應(yīng)變有限元很好的模擬樁列荷載對(duì)

5、鄰近隧道的影響。隨后對(duì)保護(hù)隧道措施之一的設(shè)置隔離樁的隔離效果進(jìn)行了分析，對(duì)隔離樁的設(shè)計(jì)參數(shù)(隔離樁樁長(zhǎng)，隔離樁設(shè)置位置、樁數(shù)以及隔離樁樁間距)進(jìn)行分析，對(duì)各設(shè)計(jì)參數(shù)給出了合理建議。 3．根據(jù)單軸壓縮試驗(yàn)以及數(shù)值模擬反分析得出適用于上海第四層淤泥質(zhì)軟土的PLAX工S軟土蠕變模型參數(shù)，利用該土體模型參數(shù)分析了樁基礎(chǔ)在不同荷載水平下的長(zhǎng)期沉降對(duì)鄰近隧道的影響。結(jié)果表明在樁基礎(chǔ)加載完成時(shí)產(chǎn)生的樁基沉降以及隧道沉降占最終沉降的75％左右。