地铁盾构施工对邻近桥梁桩基的影响及防护论文_赵杰

地铁盾构施工对邻近桥梁桩基的影响及防护论文_赵杰

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摘要:现阶段,伴随我国城市进程的不断深入,土地资源渐渐贫瘠,交通运输等情况愈来愈严峻,已有的交通早已无法符合人们实际需求。要想改善这一现状,必须合理应用城市范围,轨道交通变成解决各个城市交通问题的关键措施。本文主要围绕地铁盾构施工对临近桥梁桩基带来的影响展开分析,并提出防护措施。

关键词:地铁;盾构施工;桥梁桩基

引言:要想良好的维护地铁施工范畴中的桥梁,必须要积极探究地铁隧道挖掘对附近桥桩的干扰和其对土质发生的迁移转变规律,明确已有桥梁的迁移与下降掌控规范,怎样合理的评判预估现有桥梁变形的影响要素,编制科学的桥梁变形掌控策略,是现阶段我国地铁施工中急需解决的问题。

一、地铁盾构施工对临近桥梁桩基的影响分析

将桥桩基底硬度与土壤硬度对比,前者要远远超出后者,桥桩能视为一种刚性体,因此桥桩基底和土壤产生一些迁移均是因为土壤迁移才随之呈现的,迁移的土层会再次散布地应力,让桥桩基底的桩端阻力与桩侧摩阻力均产生变化,从而转变桥桩基底的纵向负荷力与应对侧向变形的水平。桩体自身在轴向的硬度较高,因此土壤和桩基产生的一定迁移便可视为一条直线,桥桩变形同样也发挥出束缚作用,地层的下沉顺着横向的传输会遭受桥桩阻拦,因此二者间是一种互相影响的联系。

隧道施工过程地层垂直迁移对临近桥桩的干扰规律主要体现在以下几方面:首先,隧道施工引发的地层纵向迁移对桥桩的干扰在垂直方向上渐渐削弱;其次,盾构隧道挖掘过程中形成的桥桩附属应力同样可跟随土壤传达到桩端,干扰桥桩基底的负荷能力,所以隧道盾构挖掘形成的附属应力要引起相关人员关注;最后,桩基和土壤在竖直方向做比较,前者可视为一种刚形体。

针对相邻的桥桩基底的盾构法地铁隧道施工过程中,其挖掘形成的土层横向迁移变形与相邻桥桩基底的纵向迁移变形几乎没有差别,均会造成顺沿挖掘隧道一方的迁移。土壤横向地位针对相邻桥桩基底的干扰,通常体现在桩基本身的倾倒与变形。盾构隧道使用取消了桩一段土压,进而致使桩的另一端土压骤然升高,一旦桩土再次符合均衡情况时,桩的地点会跟着转变。一旦桩直径扩大、附近进入厚度缩小以及土壤疏松时,桩的弯曲表型不会十分彰显。但若是桩旁边的土壤较为硬实、桩长度较长以及桩直径过小时,桩会伴随土壤的水平迁移而引发弯曲变形。

隧道施工引发土层横向迁移针对附近桥桩的干扰规律主要体现在:第一,盾构隧道挖掘能造成附近土壤横向迁移与桥桩基底的横向迁移变形,均是顺沿隧道方位产生位移,其拱顶中一个地点是迁移变形程度最严重的地方。第二,盾构隧道施工造成的土层横向迁移变形跟着深度的加深而变大,在其底侧的转变规律时伴随深度变深而降低,而且快速变成0。第三,强壮基地的直径越大,桥桩硬度便提高,同时也加强了桩基应对横向变形的效果,也就是盾构施工对桥桩基底造成的横向变形干扰随之降低[1]。

二、地铁盾构施工针对临近桥桩桩基的防护措施

(一)桥梁桩基表型防范策略

1.指数改善防护策略

在掌控桥梁桩基变形的策略之中,指数改善是一种十分有效且合理的应用手段,其改善形式串连在总体施工进程中,在施工伊始阶段便依据之前的工程阅历挑选科学的施工指数,同时对其展开正确的改善,之后在施工进程中,依据现实的变形状况,针对隧道挖掘设备也就是盾构机展开指数相关改善,进而降低对附近桥梁桩基的干扰。

首先,关于挖掘面的掌控。针对挖掘面的掌控是隧道施工过程中一个非常关键的步骤,由于在隧道施工作业中土压值和工作面压力一定要维持在一个正常的范畴中。土压力太小或者太大均会对隧道施工带来不良后果,如果压力超出合理范围,一定会导致地表凸起,而若是土压力不够便会致使地表下沉。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆因此针对挖掘面的掌控,内在关键步骤是明确目的土压力,在隧道施工进程中运用一定的工具设施来对挖掘面的土压力展开相应监测,利用协调盾构机的内部指数来满足目标要求[2]。

其次,同步注浆技术。因为盾构机在开挖进程中盾尾和挖入的半径具备一些间隙,因此降低地面下沉的一种科学对策便是在盾尾展开适当的注浆,其注浆数量可参照以下标准进行:Q=Vgλ,V=πg(D2-d2)L/4,其中Q代表所求注浆数量,λ代表注浆率,V代表体积(盾尾空隙中),d表示隧道外径,而L则代表管片的尺寸。

最后,调节盾构形态。盾构形态调节的准确与否直接联系着附近氛围所承受的干扰效果。盾构机实践路线若掌控在隧道轴线中,那么地层下沉便会掌控在常规准许的范畴中。若盾构机发生抬头、低头或者脱离正常方向前进时,则会导致地表破坏严重从而引发变形问题。在下穿临近桩基段过程中,要调节正确的盾构机形态,让挖掘作业对其产生的干扰最大化减少。

(二)工程策略

要想实现安全防护的目的,不但要针对盾构设备的指数予以合理的改善,还要针对其余的工程方式展开合理的优化。例如应用阻隔墙,桩基托换技术以及土壤牢固等形式,在地铁盾构施工中对周围桥梁桩基展开保护。

第一,土体牢固。土质牢固是工程策略中非常关键的一个步骤,重点涵盖两种形式,一是喷射搅拌动;二是化学注浆。前者主要是利用优化桩基附近土壤的硬度,提升附近土壤的健全性,进而降低对周围桥梁桩基的干扰;后者则是针对土壤展开化学灌浆,以此来实现加强土壤硬性与刚性的目标,进而降低对附近桥梁桩基的干扰。

例如:在实际检测某一工程地质状况时,相关人员在临近桥梁与隧道间的空间位置联系的条件下,创造了Midas GTS(有限元分析软件)模型,依次模拟运算、比较出袖阀注浆牢固的防范效果。通过运算数值显示,不利用牢固手段施工,隧道附近地层与周围桥桩的变形较大,对比之后,选用袖阀注浆牢固手段应用后,附近地层与周围桥桩的变形几乎没有,袖阀管注浆牢固效果显著。并且在现实施工中要积极调解盾构机指数,强化同时注浆与二次填补注浆,提高施工监控频率,且实时反映数据信息,以此保障桥梁安全[3]。

第二,应用阻隔墙。阻隔墙同样是防护策略中比较广泛应用的一种形式,此方法在展开施工的进程中要伴有相应的工作空间。组隔墙的添加是针对地铁隧道挖掘过程中,以防挖掘设备为桥梁桩基带来威胁,进而在桩基与隧道间添加一扇阻隔墙,此种措施被叫做阻隔墙法。阻隔墙能自地表、地下展开施工作业,其能利用密排打孔灌注桩、高压旋喷桩以及袖阀管灌浆等方式。

第三,桩基托换技术。采用全新的桩基来顶替陈旧桩基,用作上层构造物的负荷桩,此措施叫做桩基托换技术,和本身的地基基底构成全新的桩基系统,一起来联合应对上层承载,完善与优化原来的地基应力情况,直至发挥下沉掌控在准许范畴中的作用。广泛应用的桩基托换技术主要包括桩基转变层措施要桩基负压板措施。

结论:综上所述,若地铁施工掌控不合理,便会导致桥梁、建筑物、公路等大面积下沉、迁移或者变形,这些均会为人们的平常生活带来严重影响。因此地铁盾构施工要积极研究其为附近桥梁桩基造成的影响,选用科学合理的应对措施,全面确保我国交通运输畅通无阻。

参考文献:

[1]吴贤国,黄艳华,刘惠涛.基于云证据理论的地铁盾构施工临近建筑物变形安全控制预警决策方法研究[J].安全与环境工程,2016,23(05):174-182.

[2]李铁军,林净怡,马建.基于粗糙集和贝叶斯网络的地铁盾构施工诱发邻近桥梁安全风险评价[J].土木工程与管理学报,2016,33(03):9-15+29.

[3]黄俐,梁鹏.基于因子分析的地铁盾构施工沉降风险辨识[J].内蒙古大学学报(自然科学版),2016,47(02):209-216.

[4]新建地铁车站近距离上穿既有地铁区间隧道施工方案的选择[J]. 王振飞,张成平,王剑晨,于富才,苏洁. 中国铁道科学. 2013(05)

论文作者:赵杰

论文发表刊物:《防护工程》2018年第4期

论文发表时间:2018/6/21

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