盾构隧道穿越桥梁桩基群的桩基托换技术研究

为探析盾构隧道穿越桥梁桩基群中桩基托换过程的受力转换机理及盾构隧道掘进对群桩基础结构的影响,文章以深圳地铁10号线盾构隧道穿越广深高速桥梁桩基群为工程背景,采用FLAC~(3D)开展桩基托换与地铁隧道施工的数值模拟。研究结果表明:桩基托换后,桥梁荷载体系从桥面板→桩基→地基土转换为桥面板→既有桩基+托换桩→地基土,被托换桩的上覆荷载能够有效地转移到新建托换桩上;在桩基托换与盾构掘进过程中所产生的沉降变形能够提高桩端阻力与桩侧摩阻力,使得桩基结构的最大主应力有所降低;桥梁桩基沉降量以盾构隧道推进过程中由地层损失和掘进扰动产生的沉降变形为主,桩基托换所产生的沉降量占总沉降量的20%~30%;桩基沉降变形、侧向位移与主应力降低效应均主要表现在托换桩上,非托换桩变化不大;盾构隧道管片衬砌结构变形主要产生在桩基托换区域附近,且以沉降变形为主,水平位移较小。     

“管幕+桩基托换”工法的广泛应用

<正>桩基托换工法一般用于建筑物沉降控制。随着非开挖施工技术水平的不断提高,该工法在非开挖轨道交通地下车站、地下高速路的立体交叉工程中得到了广泛的应用。例如:日本京都地铁东西线御陵站受地面环境限制,采用"管幕+桩基托换"非开挖方式施工;     

地铁隧道施工中桩基托换技术研究

桩基托换作为地铁隧道施工中的一个重要施工环节,其施工质量将直接关系到既有建筑物的安全性与稳定性。为了进一步提升地铁隧道施工质量,基于某工程实例,从托换基础开挖、托换桩及承台施工、既有桩基界面处理及植筋、托换受力体系转换等角度对地铁隧道施工中桩基托换技术展开详细研究,对于类似工程具有参考意义。     

桥墩桩基施工过程对地层影响的数值分析

桥墩桩基施工过程不可避免地会对地层产生扰动影响,其对地层不同深度处的应力和位移的影响规律及对地层的影响范围是影响桥梁桩基稳定性的主要因素。文章采用三维有限元方法对桩基施工过程进行模拟,分析桥墩桩基施工过程对原始地层应力与位移的变化规律,确定桩基施工对地层的影响范围,为类似工程施工提供参考。     

利用地下导洞实现桩基托换的设计方法

文章采用了一种在地下导洞群内进行桩基托换的方法,并对导洞施工导致的原桩负摩阻力、承载力和附加沉降进行了讨论,基于弹性理论推导了计算桩附加沉降的公式。利用该方法对广州地铁工程进行了分析验证,结果表明文中的公式能较准确地描述桩的附加沉降。在复杂环境条件下的桩基托换中,该方法具有一定的应用价值。     

超大直径土压平衡盾构近距离下穿外白渡桥施工技术

结合上海外滩通道超大直径土压平衡盾构近距离下穿外白渡桥桩基的工程施工,重点阐述了外白渡桥的保护方案比选,外滩通道工程与外白渡桥的空间关系,盾构下穿施工过程中采取的主要技术措施,以及施工监测的结果。可为今后同类型工程的建设提供借鉴。     

津滨轻轨基础托换工程关键技术创新

天津滨海新区中央大道新港四号路地道需穿越运营中的津滨轻轨高架桥。该节点采用基础主动托换方式对津滨轻轨三跨连续高架桥的一个制动墩和一个连接墩进行整体托换,采用两跨连续格构大梁配三排九根桩基同时托换两个轻轨桥墩,构成复杂的超静定空间结构体系。归纳总结了该工程总体设计、结构计算、施工工艺和施工监控中的多项创新技术。     

挡墙桩基拔除与重建施工技术

文章以上海轨道交通11号线穿越桥台桩基为工程背景,通过综合比选确定了套管拔除+水压减摩的桩基拔除方案和“L”型挡墙+搅拌桩加固的挡墙重建方案;运用数值模拟软件对重建过程位移场的变化情况进行了计算复核.计算结果表明: “L”型挡墙结构能较好地抑制河道开挖过程中墙背土体的沉降,且结构自身变位小,能满足工程安全和周边环境保护的要求.研究成果可为今后类似工程提供借鉴和参考.     

城际铁路隧道与邻近建筑物的相互影响研究

城际铁路隧道不可避免地要下穿建筑物密集的市区,其开挖施工会引起地表沉降,危及建筑物的安全,因此评估城际铁路隧道和邻近建筑物的相互影响就成为迫切需要解决的问题。文章以实际工程为例,将隧道、地基和上部结构作为一个整体,系统地研究了建筑物和下穿隧道的相互影响,针对不同的施工工法和不同的地质情况进行了敏感性分析,并对各类工程措施的效果进行了评估。研究结果表明,基础桩端嵌入地层性质对建筑物沉降、结构内力以及后续的加固处理措施影响很大;相对于隧道不同部位的桩基受隧道施工的影响各不相同,隧道正上方和侧上方45°附近桩基受开挖影响较大;同样地层情况下,盾构法开挖后建筑物的沉降和内力值要比矿山法低;桩基托换对整体沉降的控制要好于加固地层措施,然而桩基托换措施却增大了建筑物局部变形和内力值;建筑荷载作用位置附近隧道段内力会有所增大。因此需要预计各类可能的情况,并根据具体情况综合采取相应的措施。     

人工素填土下浅埋暗挖横通道CRD法施工的地表沉降监测分析

浅埋暗挖隧道距离地表近,施工工序繁多,开挖和支护相互交错,施工过程中地表变形复杂。文章介绍了大连地铁2号线春光街站的工程概况和施工监测方案,并对其横通道地表沉降数据进行了分析研究。分析结果表明,在人工素填土下隧道开挖引起了地表整体下沉呈扁漏斗状,沉降槽特征较为明显;隧道掌子面施工对地表有明显影响,横向影响范围为30 m,纵向影响范围为15 m。由此提出建议,监测布点在掌子面前方15 m、监测有效期限为70 d,即可满足隧道围岩稳定性要求。     

深大竖井及转隧道正洞施工技术与安全分析

文章依托浏阳河隧道工程2号深大竖井施工实例,结合工程地质情况及施工中遇到的问题,提出了竖井施工技术及竖井转正洞的施工方案,即竖井采用明挖逆筑法施工,围护桩及喷锚支护与衬砌共同构成刚度较大的封闭式环状水平受力结构,竖井转正洞与竖井落底同步进行的施工方法,有利地解决了正洞开挖存在作业平台过高的问题。文章针对具体的施工过程建立了仿真模型,结合现场监测情况,分析了该施工方法的安全性。实施效果表明:地层位移、竖井的初期支护、竖井的二次衬砌、隧道正洞的初期支护受力均满足安全要求。竖井转正洞施工过程中,隧道正洞初期支护的较大弯矩集中在拱脚附近,最大弯矩随着开挖而增大。     

CFG桩处治软土地基效果分析

针对公路软土地基CFG桩加固问题,文章依托实际工程,根据施工现场地质情况确定CFG桩软基加固施工参数,制定了加固方案,并在完工后进行静载试验和沉降监测分析。结果表明,地基承载力满足设计要求,路基水平位移和工后沉降逐步达到稳定,说明路基稳定性良好,达到了预期的加固效果。     

高速公路路堤下暗挖隧洞施工引起的路基沉降实例分析

在高速公路路堤下进行暗挖隧洞施工将不可避免地对围岩产生扰动,从而引起地层位移和路基沉降,过大的路基沉降将影响高速公路的正常运营,因此分析和控制路基沉降是高速公路路堤下隧洞设计与施工的难点和重点.以黔东火电厂排洪及供水隧洞为实例,采用FLAC3D软件分析了隧洞施工对高速公路路基沉降的影响特点.计算结果表明,加强超前支护是控制地层位移和路基沉降的有效手段,采用大管棚及超前小导管注浆技术能有效控制路基沉降并保证高速公路正常运营.在隧洞施工过程中对路基沉降进行了详细监测,监测结果表明隧洞开挖对高速公路路基有一定扰动,但对高速公路正常运营基本无影响.     

PBA工法地铁车站下穿桥梁方案优化研究

文章以北京地铁6号线花园桥站下穿花园桥为工程背景,采用FLAC3D数值模拟和层次分析法确定PBA工法(Pile-Beam-Arch Method)地铁车站下穿桥梁的最优方案,并结合监测结果分析了关键施工阶段对地层和桩基的影响。研究表明,同等注浆加固条件下4导洞法控制远、近侧桩基位移效果比5,6导洞法稍好,相同车站施工方法和结构型式下对近侧桥桩区域适当注浆加固和大范围注浆加固效果相近,因此,确定5导洞法及近侧桥桩区域内适当注浆加固为最优方案;导洞开挖、扣拱和其它工序地表沉降比例为0.38∶0.32∶0.30;导洞开挖和扣拱对近侧桩基位移影响较大,站台层开挖对远侧桩基沉降影响最大,导洞开挖和扣拱影响次之,但对水平位移影响较大。     

地铁盾构隧道施工对近接桩基的影响研究

采用三维有限元方法对盾构隧道近接桩基施工进行模拟,分析盾构机动态掘进时既有桩基位移的变化规律.模型中实现了盾构施工过程的步步掘进模拟,采用了接触单元来模拟桩基与土体的相互作用,并考虑了注浆层硬化的时间过程.计算结果表明,盾构隧道修建时,既有桩基将产生沉降和倾斜,桩基与土体的沉降差导致它们的接触面在地表处产生滑移,桩基顶部向隧道侧挤压,而在另一侧与土体脱离.施工参数的敏感性分析表明,增大顶进力会增大施工期间的桩基倾斜率,但对最终倾斜率影响不大;增大注浆压力则将增大桩基的最终倾斜率.该工作可为类似工程的施工提供参考.     

桥梁桩基不均匀沉降分析及加固措施

以某高速公路预应力钢筋砼准连续T梁桥为例,通过分析盖梁墩柱裂缝特征、支座变形、上部裂缝等情况,初步判断为柱式墩桩基不均匀沉降引起,经计算分析并结合桥面线形、横坡测量、补充地质勘探,证实了桩基沉降引起开裂的推测。为避免桩基不均匀沉降进一步加剧,采用抬桩方式进行加固,重点介绍了抬桩加固设计要点及施工要点,并提出施工过程需采取临时支撑、桩基宜采用低矮回旋钻成孔等措施。     

超浅埋暗挖大跨隧道下穿既有隧道的沉降控制技术

文章基于成都博览城综合交通枢纽18号线西博城站超浅埋暗挖大跨隧道施工实例,针对原设计CRD法施工存在的不足,提出了超浅埋暗挖大跨隧道下穿既有隧道的沉降控制和CRD法施工优化技术方案,并在施工中采用旋喷桩、超前大管棚和超前小导管注浆等辅助措施进行地层加固,优化CRD小分部台阶开挖法及衬砌分部分块施工方案。实践证明,采用优化的CRD法施工方案和措施是有效的,减少了安全风险、加快了施工进度、降低了工程成本,可为今后类似工况条件下地铁区间暗挖大跨隧道下穿既有城市道路、隧道的施工和地表沉降控制提供借鉴。     

暗挖通道包穿既有结构数值模拟及其应用

在地铁建设中,暗挖通道包穿既有结构施工造成的影响问题越来越受到关注。文章以北京地铁7号线达官营车站为背景,基于"地层-结构"相互作用的原理,采用三维有限元法,模拟了暗挖通道包穿既有4个小导洞的施工过程,分析了暗挖通道施工对小导洞变形、应力的影响,以及对地表沉降及邻近管线的影响。研究结果表明,包穿施工对既有结构扰动明显;通过在包穿部位采取结构加强措施后,导洞变形、导洞两侧的应力集中及地表沉降等都会得到很好的控制。     

泥炭(质)土地层中盾构法施工对邻近桥梁的影响分析

文章以昆明地铁3号线工程为例,采用有限元软件模拟泥炭质土地层中盾构掘进对邻近桥梁的影响,分析了地表沉降与桥梁桩基位移规律,并与现场实测结果进行了对比。结果表明:泥炭质土层中盾构施工会造成较大的地表沉降及桩基位移,一定范围的地层加固可有效减小沉降及位移值;数值模拟中泥炭质土加固后工况的地表沉降量与桥梁位移值与现场实测值较为接近,验证了数值模拟结果的准确性与可行性。     

共和新路高架工程一体化桥墩的桩基设计

就共和新路高架工程一体化桥墩桩型、持力层的选择,荷载组合,桩基沉降计算等进行了分析叙述,以供设计类似工程参考。