浅埋暗挖隧道施工对邻近桥梁桩基的影响及防护研究

发布时间：2020-08-28 21:50

　　随着社会的发展,人们越来越多的开发地下空间。西安属于黄土地区,开展西安地区的地下洞室开挖和地下隧洞建设对地层和建筑物(构筑物)的影响研究,不仅对西安地铁的建设具有指导意义,对于西部地区的基础设施建设都有重要的研究价值。本文以西安某地铁隧道施工为例,主要进行了以下工作:(1)从理论出发,分析了浅埋暗挖隧道施工方法、地表变形规律、地层变形和桩基承载力的影响因素以及地层变形对桩基的影响,找出浅埋暗挖隧道施工对邻近桥梁桩基的影响规律,同时探讨了控制变形的措施。(2)运用MIDAS/GTS模拟软件,结合实际工程模拟分析了西安某地铁隧道CRD法施工在有无管棚辅助支护作用下对邻近桥梁桩基的影响,得出了地层和桥梁桩基的变形规律,通过分析得出无管棚支护条件下不能满足桥梁的变形要求,必须进行有效的加固。(3)通过现场监测资料和模拟对比,验证了模拟软件的可靠性,得出施加管棚后地层和桥桩的位移能够满足规范要求,并结合实际,给出支护方案,最后对施工过程进行风险评估和评价。通过本文的论述,可以在以后的工程实践中运用此方法寻找更多的施工方法和更优的支护措施,对以后的工程实践有重大的实际意义。
【学位单位】：西安科技大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：U455.4;U445.551
【部分图文】：

沉降规律,地表,纵向,阶段

图 2.1 地表纵向沉降规律图（2）变形迅速增大阶段(-1D—3D)。掌子面开挖在距离地表监测点为后方 1 倍洞至前方 3 倍洞径的距离时，周围岩土体受到扰动，开挖导致土体卸荷，隧道施工处的岩应力被释放，进而造成沉降速率和累计沉降量迅速变化，由此造成的沉降量在数值约占最终沉降量的 65%左右。从图可以分析得出此阶段引起的地层纵向变化量是造成表纵向沉降的主要来源。（3）缓慢变形阶段(3D—5D)。掌子面开挖在距离地表监测点为前方 3 倍洞径至前5 倍洞径的距离时，沉降速率逐渐放缓，但累计沉降值依然增加，增速放慢。此阶段降值约为总的累计沉降量值的 15%左右。此阶段土体变形的原因主要是由于支护完后，由于前期的扰动，后期土体逐渐压密产生的变形。（4）变形基本稳定阶段(5D 以后)。掌子面开挖在距离地表监测点大于前方 5 倍洞距离时，沉降速率趋于平缓，岩土体形成新的应力平衡，围岩和支护的变形逐渐趋于定。此阶段变形最小，仅为 5%左右。2.3 地层变形及桩基承载力的影响因素

桩土,接触面,形式

（a）桩土密贴 (b) 桩土部分剥离 (c) 桩土完全剥离图 2.2 扰动后桩土之间的可能接触面形式第二种情况为土体与桩身部分剥离，如图 2.2 (b)，和第一种情况相同，仍然一竖向放置的连续梁，由于减少了支撑作用，桩身有比较大的剪力和弯距，这力决定了桩基承载力的大小。第三种情况为二者完全脱离状态如图 2.2 (c)，这种情况下可将其看做一压杆能力完全有桩端阻力承担，应考虑压杆失稳问题。(2)地下水影响地下水是影响工程安全的重要因素，地下水可以软化土体，使土体力学性质发从而造成土体强度降低，导致桩基承载力的不同程度下降。在施工过程中降低地下水位时，水位的变化导致土体孔隙水压力发生变化，伴应力的变化，土体发生固结反应，若土体固结沉降与桩基沉降不同步，就会出降，在桩侧出现负摩阻力，承载能力降低。(3)桩顶荷载影响

浅埋暗挖,既有桥,隧道,区间

地层变形以及既有结构物的变形进行模拟计算，模拟过程包括采用 CRD管棚后地铁隧道的浅埋暗挖施工的地层和既有结构物的变形，通过模拟结同工况下计算得到的不同变形数据，得出影响规律。程概况与地质条件工程概况该地铁隧道位于西安市内，沿线建筑林立，管线众多，其一侧有正在使用地质构造较复杂，施工难度较大。该区间暗挖隧道地层周边及地下环境相对复杂，其右线隧道开挖边线距桥m。左线开挖自 ZDK33+343 往东开挖至 ZDK33+475，共计 132m(其中 20进洞段);右线开挖自 YDK33+343 往东开挖至 YDK33+460,共计 117m(其中暗挖进洞段)，通过图 3.1 可以看出区间浅埋暗挖隧道与现况既有桥梁桩基

【参考文献】