地铁盾构施工影响因素分析及邻近桩基稳定性研究

发布时间：2018-03-24 00:29

  本文选题：盾构施工　切入点：Mindlin解　出处：《东北大学》2014年硕士论文

【摘要】：随着城市规模的扩大和人口的急剧增多,地下空间被不断的开发利用,城市地铁建设日益增多,地铁线路的不断增多也导致了盾构施工不可避免的会穿越复杂的地下结构,对既有的建筑物和基础产生一定的影响。施工中如何控制地面沉降及其对邻近建筑物的影响,是亟待解决的工程难题。因此研究地铁盾构施工影响因素及进行临近桥桩基稳定性研究有非常重要的现实意义。本文以沈阳地铁延长线穿越于虎铁路区间做为工程背景,采用理论计算和数值模拟相结合的方法来进行研究。理论计算中根据Mindlin解,并假设土体损失、正面附加推力和摩擦力产生的地层位移相互独立,归纳出计算盾构隧道开挖过程中,地表横向、纵向沉降计算公式。同时根据两阶段分析法以及Winkler地基模型,提出了一种考虑不同土层条件的隧道开挖对邻近桩基沉降计算方法。此外通过数值模拟对理论计算部分进行验证和补充,分析了不同埋深、正面支护压力和摩擦力对地层沉降的影响以及不同桩基条件下隧道开挖对桩基的影响研究,数值模拟的分析结果与理论计算结果趋势相同。针对沈阳地区盾构施工对桩基影响进行深入分析,通过各因素量化比选分析得到：对地表沉降影响最大的一项为隧道的埋深,其次是盾构机与土体间的摩擦力,正面附加推力产生的影响最小。当隧道埋深较深,摩擦系数较大时,开挖面前方地表会产生一定的隆起。隧道开挖对邻近桩基的影响随着桩基与隧道间的水平距离以及桩长的增加而减小,当桩隧间的距离大于4R时,理论计算和数值模拟计算的桩顶沉降不足3mm,可以不考虑隧道开挖对桩基的影响。本文在综合上述内容的基础上,对沈阳地区的工程实例中双线隧道进行模拟分析。模拟结果表明先开挖的右线隧道上方地层沉降略大于后开挖的左线隧道,双线隧道开挖完成后,偏右侧(先开挖一侧)的桩基桩顶沉降略大于另一侧,同一侧的桩基桩顶沉降中,中间的桩基沉降最小,靠前的桩基沉降最大,桩基最大沉降为9.8mm,满足规范要求。
[Abstract]:With the expansion of the city scale and the rapid increase of population, the underground space is continuously developed and utilized, and the construction of the city subway is increasing day by day. The increasing number of subway lines also leads to the inevitable passage of the shield construction through the complex underground structure. How to control the settlement of the land and its influence on the adjacent buildings during construction, Therefore, it is of great practical significance to study the influencing factors of shield tunneling construction and the stability of pile foundation of adjacent bridges. In this paper, the extension line of Shenyang Metro is used as the engineering background in the section of the Tiger Railway. In the theoretical calculation, according to the Mindlin solution and assuming that the soil loss, the positive additional thrust and the friction force are independent of each other, the method of combining theoretical calculation with numerical simulation is used. The formulas for calculating the transverse and longitudinal settlement of the ground surface during the excavation of shield tunnel are summarized. At the same time, according to the two-stage analysis method and the Winkler foundation model, A method for calculating the settlement of adjacent piles by tunnel excavation considering different soil conditions is proposed. In addition, the theoretical calculation part is verified and supplemented by numerical simulation, and the different buried depths are analyzed. The influence of front support pressure and friction on ground settlement and the influence of tunnel excavation on pile foundation under different pile foundation conditions are studied. The result of numerical simulation is the same as the result of theoretical calculation. In view of the deep analysis of the influence of shield construction on pile foundation in Shenyang area, through the quantitative comparison and analysis of various factors, it is concluded that the most important factor affecting the ground subsidence is the buried depth of the tunnel. The second is the friction between shield machine and soil, and the influence of positive additional thrust is the least. When the tunnel is buried deep and the friction coefficient is large, The influence of tunnel excavation on adjacent pile foundation decreases with the increase of horizontal distance between pile foundation and tunnel and pile length, when the distance between pile and tunnel is greater than 4R, The settlement of pile top calculated by theoretical calculation and numerical simulation is less than 3 mm, so the influence of tunnel excavation on pile foundation can not be considered. The simulation results show that the ground settlement of the first right line tunnel is slightly larger than that of the left line tunnel, and after the double line tunnel excavation is completed, The settlement of the pile top on the right side (one side of the excavation first) is slightly larger than that on the other side. In the same side of the pile foundation, the settlement of the pile foundation in the middle is the smallest, the settlement of the pile foundation in the front is the largest, and the maximum settlement of the pile foundation is 9.8 mm, which meets the requirements of the specification.
【学位授予单位】：东北大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：U231.3;U455.43

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本文编号：1655912