地鐵盾構(gòu)隧道穿越高速鐵路橋群樁基礎(chǔ)影響分析及施工控制研究.pdf

1、隨著城市地鐵的快速建設(shè)，盾構(gòu)隧道有時不可避免地要從樁下、樁側(cè)和樁位置處穿過。盾構(gòu)隧道開挖引起樁基產(chǎn)生附加變形和內(nèi)力，從而對樁的穩(wěn)定性和安全性產(chǎn)生一定的影響。本文以南京至高淳城際快速軌道南京南站至祿口機場段工程勝太路站～南京南站區(qū)間地鐵盾構(gòu)穿越京滬高鐵工程為依托，采用現(xiàn)場監(jiān)測、數(shù)值模擬相結(jié)合的方法，對盾構(gòu)隧道側(cè)穿高鐵橋墩群樁基礎(chǔ)的變形與受力規(guī)律進行了系統(tǒng)的研究。主要研究內(nèi)容和成果有:
　　(1)系統(tǒng)回顧了盾構(gòu)隧道與樁基礎(chǔ)相互作用的研

2、究現(xiàn)狀，對于盾構(gòu)隧道施工過程引起的地表沉降、盾構(gòu)隧道施工與樁基礎(chǔ)相互作用的研究方法進行了詳細評述，指出了這些研究中存在和需要解決的問題。
　　(2)根據(jù)盾構(gòu)隧道側(cè)穿高鐵橋墩群樁基礎(chǔ)工程的實測資料，對盾構(gòu)隧道穿越時的地表沉降、橋墩變形進行了統(tǒng)計分析。結(jié)果表明:盾構(gòu)隧道施工引起的地表變形主要來自盾構(gòu)刀盤通過階段和盾尾空隙沉降階段，約占總沉降的60％，且盾構(gòu)刀盤通過測點40～50m后地表沉降趨于穩(wěn)定;盾構(gòu)隧道施工過程中橋墩的變形主要為豎

3、向沉降，盾構(gòu)隧道穿越期間引起的沉降占總沉降的75％。
　　(3)建立了三維有限元數(shù)值計算模型，對盾構(gòu)隧道側(cè)穿高鐵橋墩群樁基礎(chǔ)的全過程進行了模擬，對高鐵橋梁樁基及軌道面板的受力變形規(guī)律進行了分析，并總結(jié)了隔離樁保護措施的實施效果。計算結(jié)果表明:盾構(gòu)隧道與橋墩、橋樁之間的凈距對其工作性狀影響很敏感，橋墩內(nèi)、外側(cè)的樁離隧道遠近不同，變形與受力規(guī)律不同;盾構(gòu)隧道掘進對樁的影響主要表現(xiàn)為水平位移，靠近盾構(gòu)隧道內(nèi)側(cè)樁的側(cè)向變形明顯大于外側(cè)樁的

4、側(cè)向變形;盾構(gòu)隧道掘進對群樁內(nèi)力的影響明顯大于變形的影響，且盾構(gòu)隧道引起樁身彎矩的變化遠大于軸力的變化;通過在新建隧道與既有群樁基礎(chǔ)之間設(shè)置隔離樁，盾構(gòu)隧道掘進引起的群樁變形將大幅較少，保護效果明顯。
　　(4)建立了三維數(shù)值分析模型，研究了在不同樁-洞距、不同樁長-隧道埋深比、不同樁徑等參數(shù)變化條件下，盾構(gòu)隧道動態(tài)施工對樁基應(yīng)力應(yīng)變的影響規(guī)律。結(jié)果表明:樁-洞安全距離應(yīng)設(shè)置為2.5倍洞徑;樁身水平位移、豎向位移隨著樁長-隧道埋深