平行盾構(gòu)隧道施工對不同位置樁基影響

針對蘇州輕軌1號線成層非均質(zhì)土地基,選用mohr-coulomb彈塑性本構(gòu)模型,建立三維有限元數(shù)值模型,研究非均質(zhì)土中盾構(gòu)隧道施工對鄰近承載樁基工作性狀的影響規(guī)律。數(shù)值計算結(jié)果表明,隨著成層非均質(zhì)土中各土層軟硬程度差異的增大,隧道開挖會在鄰近承載單樁引起明顯反彎點(diǎn),且樁體沉降亦隨之增大;位于上軟下硬成層土中的承載單樁樁身正彎矩更大,且該正彎矩出現(xiàn)在樁身中上部的反彎點(diǎn)部位,而上硬下軟成層土中的承載單樁下部出現(xiàn)更大的負(fù)彎矩;與均質(zhì)土中同位置承載單樁相比,位于上軟下硬成層土中承載單樁樁頂及樁端軸力均更大,而位于上硬下軟成層土中承載單樁樁頂軸力則更小。不同豎向集中荷載作用下,非均質(zhì)土中盾構(gòu)隧道開挖引起的承載群樁中前樁水平位移沿樁身分布與同位置承載單樁重合,后樁撓曲程度小于承載單樁;盾構(gòu)隧道施工對承載群樁內(nèi)力的影響明顯高于對變形的影響。

針對隧道穿越樁基-框架結(jié)構(gòu)工程算列,建立隧道-地基-樁-框架共同作用的數(shù)值模型。數(shù)值計算后得到了隧道穿越過程中樁的變形與內(nèi)力的變化規(guī)律:盾構(gòu)隧道施工對樁的影響區(qū)域可分為三個區(qū)域,盾構(gòu)隧道施工對這個三個區(qū)域樁的位移、軸力和附加彎矩的影響均有明顯的不同。

盾構(gòu)法施工不僅具有安全快捷、適應(yīng)地層廣、施工質(zhì)量有保障、防水性能好、機(jī)械化程度高等優(yōu)點(diǎn),而且還有對周圍環(huán)境影響小的優(yōu)勢。但是,由于盾構(gòu)施工環(huán)節(jié)較多,施工控制因素也多,加之地質(zhì)情況往往復(fù)雜多變,勘探資料與地層實際情況間也會存在偏差,因此施工過程中不可避免會造成對環(huán)境的影響。

以上海軌道交通七號線下穿明珠線盾構(gòu)施工為依托,通過采用摩爾-庫倫彈塑性屈服準(zhǔn)則,建立二維有限元數(shù)值模型,研究上海軌道交通七號線盾構(gòu)隧道開挖對鄰近樁基的影響。數(shù)值模擬結(jié)果表明:當(dāng)盾構(gòu)土倉壓力控制在0.28~0.34mpa,同步注漿壓力控制在0.26~0.32mpa的情況下,盾構(gòu)推進(jìn)能保證樁基的安全。

盾構(gòu)法施工不同于常規(guī)施工方法(如淺埋暗挖、礦山開挖等),由于其特有的施工工藝使盾構(gòu)法施工時引起的應(yīng)力重分布及深層土體變形較常規(guī)方法有所不同,盾構(gòu)隧道施工時盾構(gòu)機(jī)的掘進(jìn)、盾構(gòu)機(jī)外殼與圍巖之間的相互作用、盾構(gòu)機(jī)通過、盾尾注漿與二次注漿等幾個施工階段都會擾動周圍的圍巖,這些施工擾動在試驗研究中比較復(fù)雜。針對隧道施工引起的地層變形問題,各學(xué)者在理論和工程實踐中做了許多研究,是在理論方面對盾構(gòu)隧道

盾構(gòu)隧道施工對鄰近建筑物的影響——為了弄清盾構(gòu)隧道施工對鄰近建筑物的影響，分析了盾構(gòu)法地鐵隧道穿越建筑物時建筑物自身沉降與內(nèi)力變化狀況．以某框架結(jié)構(gòu)辦公樓為研究對象，將建筑物和開洞地基看作一個有機(jī)整體，利用有限元軟件ansys10．0建立三維非線性有...

為了弄清盾構(gòu)隧道施工對鄰近建筑物的影響,分析了盾構(gòu)法地鐵隧道穿越建筑物時建筑物自身沉降與內(nèi)力變化狀況.以某框架結(jié)構(gòu)辦公樓為研究對象,將建筑物和開洞地基看作一個有機(jī)整體,利用有限元軟件ansys10.0建立三維非線性有限元模型,按照結(jié)構(gòu)-土體-隧道共同作用進(jìn)行了計算分析.分析結(jié)果表明,建筑物基礎(chǔ)的沉降主要發(fā)生在地鐵隧道穿越建筑物的區(qū)間段內(nèi).建筑物的橫向傾斜隨著盾構(gòu)的掘進(jìn)逐漸增大,而其縱向傾斜量最大值則出現(xiàn)在開挖面在建筑物中線附近時;在盾構(gòu)穿越建筑物的過程中柱子的等效應(yīng)力增幅可達(dá)20.1%;相對于彎矩而言,建筑物構(gòu)件的扭矩變化更為顯著;當(dāng)開挖面越過建筑物20.m時其變形和內(nèi)力均趨于穩(wěn)定.

以盾構(gòu)隧道裝配式襯砌結(jié)構(gòu)為研究對象,引入各向剛度不等的連續(xù)材料模型,按變形等效原則對不連續(xù)的隧道結(jié)構(gòu)橫向和縱向的剛度分別進(jìn)行了等效折減,采用室內(nèi)相似模型試驗和三維有限元數(shù)值分析相結(jié)合的手段,以廣州地鐵三號線大瀝區(qū)間盾構(gòu)隧道工程為背景,對新建隧道施工所引起的已建平行隧道縱向變位、縱向附加軸力和彎矩、橫向變形、橫向附加軸力和彎矩進(jìn)行深入研究,探討和揭示圍巖條件,隧道凈距,頂推力等因素對已建平行隧道的變形和附加內(nèi)力分布變化規(guī)律的影響。研究結(jié)果表明,新建盾構(gòu)隧道施工所引起的已建隧道的影響主要集中于鄰近新建隧道側(cè)的拱腰附近,在軟弱地層保持一定的隧道凈距是必要的,盾構(gòu)頂推力需控制在一定范圍內(nèi),具體視圍巖、凈距以及可能造成的位移、相對變形和附加內(nèi)力情況而定。

采用有限元數(shù)值模擬分析技術(shù),研究因隧道開挖施工而引起不同位置單樁的變形規(guī)律。在分析中考慮了不同位置單樁和樁-土相互作用的影響。系統(tǒng)數(shù)值試驗研究成果顯示:地鐵開挖引起短樁以剛性傾斜為主的變位,引起長樁以撓曲為主的變位;地鐵施工對洞周樁土的變形影響可分為4個不同影響區(qū)。

針對高架橋樁基礎(chǔ)受鄰近隧道建設(shè)影響的問題,建立了隧道及樁基的三維數(shù)值模型,從地表變形、樁身位移、樁的內(nèi)力變化等方面研究了當(dāng)隧道施工對樁基的影響。計算結(jié)果表明,盾構(gòu)隧道施工對樁基的變形和內(nèi)力將會帶來影響。地表沉降大于樁的沉降,樁身水平位移受到的影響大于沉降。隧道施工將會導(dǎo)致樁側(cè)一定范圍內(nèi)出現(xiàn)負(fù)摩阻力,但數(shù)值不大?？傮w而言,樁基的設(shè)計可以保證在隧道建設(shè)時的安全穩(wěn)定性。文中的實例研究對于隧道等地下工程建設(shè)可以起到參考和借鑒作用。

近年來,隨著我國社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,城市化運(yùn)動迅速興起,很多城市為了緩解交通壓力而修建地鐵。由于地鐵線路的密集分布,容易對近接樁基等建筑物產(chǎn)生影響。因此,在地鐵修建過程中采用盾構(gòu)隧道施工方法,不僅可以提高施工效率,而且對于周圍環(huán)境影響小,逐漸得到廣泛的應(yīng)用。故而,本文主要通過對于隧道盾構(gòu)施工方法在地鐵修建中對近樁基的影響情況進(jìn)行研究,結(jié)合具體的工程案例,提出一些有益的意見和建議,從而促進(jìn)隧道盾構(gòu)施工方法的更好應(yīng)用,有效降低地鐵施工對于周圍建筑和環(huán)境的影響。

以深圳地鐵7號線珠光站—龍井站區(qū)間盾構(gòu)隧道下穿南坪快速龍珠大道跨線橋為依托,運(yùn)用midasgtsnx軟件模擬了盾構(gòu)掘進(jìn)的全過程,得出了地面沉降和樁基傾角值;對施工時地面沉降進(jìn)行預(yù)測,并與監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行了對比,證明計算結(jié)果可靠。結(jié)果表明：地面沉降的理論計算最大值為8.5mm,實際監(jiān)測值為8.0mm,誤差為6.25%;橋梁樁基產(chǎn)生隧道橫斷面、隧道縱向方向的最大傾角分別為39.62″,39.2″,其傾角在盾構(gòu)機(jī)穿過橋基30m后趨于收斂穩(wěn)定。

根據(jù)某在建大直徑盾構(gòu)在軟弱地層鄰接樁基高層建筑的施工工況,建立三維數(shù)值模型進(jìn)行分析,通過與現(xiàn)場實測數(shù)據(jù)進(jìn)行對比,驗證了模型的合理性;并討論了盾構(gòu)側(cè)穿和下穿不同樁長的樁基時建筑沉降及樁體變形差異.研究表明,盾構(gòu)下穿樁基施工時,建筑沉降是否大于相同工況下的自由地表沉降,主要取決于盾構(gòu)施工上部塌落拱與樁群的相交范圍,相交范圍較大時,建筑沉降大于相同工況下的自由地表沉降;盾構(gòu)\"鄰接\"側(cè)穿樁基施工時,建筑及樁體的響應(yīng)與樁長有密切關(guān)系.當(dāng)樁端位于隧道水平軸線以上時,受隧道施工影響較小;當(dāng)樁端位于隧道水平軸線所在位置時,樁體水平位移和彎矩較大;當(dāng)樁端位于隧道水平軸線以下時,上部建筑表現(xiàn)為較為明顯的水平位移和傾斜.

城市地鐵區(qū)間修建過程中,盾構(gòu)隧道開挖對鄰近既有構(gòu)(建)筑物擾動的影響是一個熱點(diǎn)、難點(diǎn)問題.針對某城市雙線盾構(gòu)隧道側(cè)穿鐵路橋梁樁基且下穿城市道路u型槽工程,采用三維數(shù)值仿真模擬技術(shù),研究了盾構(gòu)隧道施工對鄰近樁基的影響.研究結(jié)果可為城市軌道交通盾構(gòu)隧道的安全穿越以及下穿段既有構(gòu)(建)筑物的監(jiān)控量測提供了依據(jù).

上海北京西路—華夏西路電力電纜隧道工程沿成都路高架走行,該范圍采用盾構(gòu)法施工,沿線共穿越了98個高架橋墩。該文通過經(jīng)驗公式及有限元空間分工況模擬計算的方法,對盾構(gòu)法隧道穿越高架橋墩的工況進(jìn)行了分析,根據(jù)分析結(jié)果,盾構(gòu)穿越高架橋墩可保證橋墩的安全。

隨著盾構(gòu)施工技術(shù)的不斷完善,盾構(gòu)法在地下鐵道施工中得到廣泛應(yīng)用。在地鐵選線時,通常的做法是依路選線,這大大增大了與城市橋梁交匯的概率,因此,對于地鐵區(qū)間隧道施工對橋梁樁基影響的研究具有十分重要的意義。本文以中國水電十三局在深圳地鐵7號線珠光站~龍井站區(qū)間隧道施工為依托,利用有限元分析軟件midasgtsnx對隧道側(cè)穿南坪快速路橋段進(jìn)行數(shù)值模擬分析,對地面沉降及樁基位移進(jìn)行了預(yù)測。

采用三維有限元方法對盾構(gòu)隧道近接樁基施工進(jìn)行模擬,分析盾構(gòu)機(jī)動態(tài)掘進(jìn)時既有樁基位移的變化規(guī)律。模型中實現(xiàn)了盾構(gòu)施工過程的步步掘進(jìn)模擬,采用了接觸單元來模擬樁基與土體的相互作用,并考慮了注漿層硬化的時間過程。計算結(jié)果表明,盾構(gòu)隧道修建時,既有樁基將產(chǎn)生沉降和傾斜,樁基與土體的沉降差導(dǎo)致它們的接觸面在地表處產(chǎn)生滑移,樁基頂部向隧道側(cè)擠壓,而在另一側(cè)與土體脫離。施工參數(shù)的敏感性分析表明,增大頂進(jìn)力會增大施工期間的樁基傾斜率,但對最終傾斜率影響不大;增大注漿壓力則將增大樁基的最終傾斜率。該工作可為類似工程的施工提供參考。

隨著城市地下軌道交通的發(fā)展,近接建(構(gòu))筑物施工成為盾構(gòu)施工安全的主要影響因素。基于某盾構(gòu)隧道工程,采用三維有限差分方法對大直徑盾構(gòu)隧道施工對鄰近群樁基礎(chǔ)沉降、側(cè)移等影響規(guī)律進(jìn)行了數(shù)值模擬研究,得出了一些有意義的結(jié)論。

盾構(gòu)隧道施工對鄰近地下管線影響分析——采用彈性地基梁理論及管線一土一盾構(gòu)相互耦合的flac3。數(shù)值方法，結(jié)合實測結(jié)果，分析深圳地鐵益田站至香蜜湖站區(qū)間盾構(gòu)隧道施工對3m直徑電纜管線的影響。分析表明：盾構(gòu)隧道左線施工后，管線變形符合gauss分布，右線施...

盾構(gòu)隧道施工對鄰近地下管線影響分析

城市地鐵隧道盾構(gòu)施工過程中,由于地層損失引起周圍土體變形,從而造成既有近接管線中產(chǎn)生附加應(yīng)力。過大的附加應(yīng)力會導(dǎo)致管線破壞,對城市運(yùn)行造成較大影響。本文采用abaqus有限元計算平臺,建立了不同工況下隧道與既有近接管線垂直情況下有限元計算模型,對管隧距離、管線材料以及管線直徑進(jìn)行研究,探索其對周圍地下管線及其土體變形特性的影響規(guī)律。結(jié)果表明隨著管隧距離的減小,管線及其周圍土體的沉降量逐漸增大;隨著管線彈性模量的增加,管線及其周圍土體的沉降量逐漸減小;隨著管線直徑的增大,管線及其周圍土體的沉降量亦逐漸減小。

采用彈性地基梁理論及管線—土—盾構(gòu)相互耦合的flac3d數(shù)值方法,結(jié)合實測結(jié)果,分析深圳地鐵益田站至香蜜湖站區(qū)間盾構(gòu)隧道施工對3m直徑電纜管線的影響。分析表明:盾構(gòu)隧道左線施工后,管線變形符合gauss分布,右線施工后變形不再符合gauss分布,主要變形段內(nèi)的變形增大很多,最大變形點(diǎn)位置也發(fā)生改變;右線施工后,管線的縱向受力得到改善;管線及地表變形不超過規(guī)定值,最大應(yīng)力不超過容許應(yīng)力,說明該段隧道施工沒有影響電纜管線的運(yùn)行安全。與實測結(jié)果的比較表明:彈性地基梁法可用于估算管線的最大變形,flac3d數(shù)值方法可較準(zhǔn)確模擬盾構(gòu)隧道對管線的影響。