地铁隧道盾构施工对周围桩基的影响研究论文_董崇武

地铁隧道盾构施工对周围桩基的影响研究论文_董崇武

中铁十八局集团轨道交通工程有限公司 天津 300202

摘要:地铁隧道盾构施工对周围桩基的建设有着非常重大的影响,在实际建设的过程中,周围桩基起着重要的稳固作用,而在实际进行的过程中,为了能够将地铁隧道盾构施工对周围桩基的影响,能够提出相关的改进策略,对于实际工作的进行有着重要的借鉴意义。

关键词:地铁隧道;隧道盾构;桩基;周围影响

地铁隧道建设的过程中,由于地铁隧道的建设需要高度的稳固性和安全性,所以在地铁隧道建设的过程中,地铁建设过程的进行需要施工建设工人在开挖隧道,以此不但能够保证地铁的便利化建设,而且对于降低工程建设难度同样起着重要作用。但是,隧道的开挖势必要周围的地层形成影响,尤其是引起地层出现变形,地层一旦发生变形,扎根在地层的桩基的根基不会稳固,将会发生严重桩基动摇的问题,以此将会妨碍桩基的正常使用。桩基一般在建设的过程中,桩基会在隧道建设的两侧、隧道的拱顶部位。桩基在不同的位置,地铁隧道盾构施工对桩基产生的影响则是不同的。且,桩基建设位置与隧道施工之间距离以及隧道开挖的尺度在一定程度上影响了盾构施工对桩基的影响。在不同的位置,地铁隧道盾构施工对周围桩基产生影响大小也是不同的,而地铁隧道盾构建设与周围桩基的建设作为地铁建设中的重要的两个组成部分,在实际建设中是必不可少的,所以整体上能够为了保证地铁建设顺利进行,必须能够从实际地铁隧道盾构施工对周围桩基产生的影响分析的基础上,提出相关的改进策略,以此能够为实际建设工作的改进发挥重要的促进作用。

1.地铁隧道盾构施工建设对周围桩基影响维度分析

1.1地铁隧道盾构施工建设对周围地层的影响

地铁隧道盾构施工建设进行的过程中,地铁隧道盾构施工建设对周围土层产生了重要的影响,尤其表现在引起了土层的变形,导致土层发生沉降问题。这主要是因为在隧道施工建设的过程中,隧道开挖会导致土层的原始状态遭到破坏,原始状态一旦遭到破坏,将会导致土层发生位移变动。而实际地层周围受到的力度不一样,将会导致土层发生不同程度的位移,不同程度位移现象的出现将会导致土层所承受的压力不同,从而导致地层出现变形的问题。

在隧道开挖的过程中,地铁盾构建设对土层形成的影响很大程度上来自土层土体性质的变化,隧道开挖不同土层厚度、不同的土层类型等导致土层的移动范围也是不同的,如,地铁隧道盾构建设的土层性质为砂土,而某一部分隧道的土层性质为粘土,那么砂土与粘土土层移动范围相比,粘土的移动范围与砂土的移动范围相比,将会小的很多。其次,地铁盾构建设对土层形成的影响受到了地下水的影响,如果地铁隧道盾构建设中,地下水存在,那么将会对地铁隧道盾构的周围土层土粒的固结程度和收缩程度形成影响,那么以此将会导致周围土层产生严重的沉降。然后,爱地铁隧道盾构施工建设的过程中,隧道开挖深度越大,那么对于周围土层产生的影响越大。最后,在地铁隧道周围桩基建设的过程中,不同的桩基支护方法、隧道开挖方法、工程团队建设方法等对土层产生的影响同样也是不同的。

1.2地铁隧道盾构机的使用

地铁隧道施工建设的过程中,盾构的开挖及掘进一般所运用的都是盾构机,这样一方面是最大化的应用,盾构机的自动化程度高,且整体的成本投入也是比较小的;另一方面盾构机在施工建设的过程中,如果原先的土层存在严重的沉降问题,那么盾构机能够照常施工建设,以此对地面建筑物形成的影响也是比较小的。且,在当前地铁隧道盾构施工建设的过程中,地铁隧道的隧洞的洞线一般时间都是比较长的,且在安全性和稳固性的基础上,隧洞洞线一般也是深埋的。以此,总体上盾构机施工建设的效率和速度是比较快的。当前,在施工建设的过程中,盾构机一般所运用的都是土压盾构机,此种机械在工作的过程中,是在一个圆柱体的钢组件使用的基础上,顺沿隧洞轴线边持续不断的向前推进,进而对土壤进行挖掘,以此能够对周围桩基实现整体的施工建设,而且在盾构机运用的过程中,盾构机的圆柱体对整个地铁隧洞同时起一个加固支撑的效果,对于整个地铁隧洞压力的分散同时起着一定的作用。整体而言,土压盾构机在施工建设的过程中,不需要额外使用其他施工机械,便可以自动化的进行施工,此种施工建设能够有效的改善周围土体,对于适应土层的施工环境等也是非常有效的。

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2.地铁隧道盾构施工对周围桩基产生的具体影响分析

2.1隧道施工地层变形对桩的影响

地铁隧道在施工建设的过程中,隧道施工地层会出现土体的竖向移动,一旦土体出现竖向移动的问题,那么将会对周围桩基形成较为严重的影响,如,表现在桩基出现沉降、桩基与土相对的位置出现压缩的问题以及整个桩基的承载力也出现下降的问题,而且最为严重的是导致桩端出现严重的塑性变形。

2.2隧道桩基周围土体水平移动对桩基产生的影响

地铁隧道盾构施工建设的过程中,周围土体同样会出现水平移动的问题,而土体出现水平移动将会对桩产生重要的影响。如。一旦土体出现水平移动,那么水平移动将会产生很大的横向力度,横向力度的出现将会导致桩身向着横向方向出现位移,同时桩身出现变弯的现象,而且桩身产生变形,久而久之将会导致桩身周围的土体产生严重的变形。尤其是在面对土质较为松软的隧道地区,而且一般情况下而言,桩基的强度在很大程度上受到了周围土体的影响。如果周围土体的横向载荷较为大的时候,桩基横向承受的载荷不能够保持平衡,那么将会导致桩基产生弯矩,导致桩位产生错位移植的问题。虽然,整个桩基稳定性和安全性的影响在很大程度上受到了桩的截面刚度、材料强度、桩侧土质条件、桩的入土深度、桩顶约束情况等方面的影响。而且邻近桩基之间的影响是相互传递的。

3.地铁隧道盾构施工建设对周围桩基影响控制措施分析

3.1地铁隧道盾构施工技术措施控制分析

地铁隧道盾构施工建设的过程中,土压盾构机施工建设主要是从桩基竖直沉降和水平两个方向对土层进行控制建设的。在实际施工建设的过程中,地铁隧道盾构施工对周围桩基影响的控制需要从施工方法改变控制、优化支护参数以及桩体加固过程中进行的。而在软土层中,存在的因为盾构法进行开挖建设过程中,为了避免导致土层出现沉降和位移的问题,在实际建设的过程中,能够同时在土压平衡和泥水平衡盾构方法基础上,同时采用同步注浆的技术和方法,以此能够有效防止出现沉降的问题。此外,在施工建设的过程中,施工人员能够同时采用监测控制方法对地铁隧道盾构土层变化进行实时监测控制,能够在信息化技术应用的基础上,对地表沉降问题进行有效的控制,如果一旦发现地表出现过渡沉降的问题,那么则需要及时的调整控制。整体上而言,施工技术措施的控制需要做好前期的预测工作、对桩基沉降程度、附加沉降、桩基之间的差异等进行有效的控制。

3.2土体的加固控制措施

地铁隧道盾构施工建设的过程中,土体加固控制措施主要是之前能够针对周围桩基进行加固建设,这就需要工作人员能够实现对地铁隧道盾构施工周围软弱土层、水文条件、分布规律等进行有效的调查分析。施工人员可以采用注浆加固的方法通过静压注浆和高压喷射注浆的方法对土层进行加固,以此能够在整体上提高土体强度和硬度的基础上,有效控制地铁隧道盾构施工对周围桩基产生不利的影响。

3.3隔离法

地铁隧道盾构施工建设的过程中,为了避免对周围桩基产生不利的影响,在实际建设的过程中,针对地铁隧道盾构施工建设中对周围桩基产生的不利影响分析的基础上,能够实现做好施工隔离,通过运用钢板桩、灌注桩、旋喷桩或地下连续墙等能够促使地铁盾构与桩基之间形成隔离,以此能够在一定程度上阻断地层变形的传递。这样能够有效的控制地铁隧道盾构施工对周围桩基土层产生的影响。

小结

综上所述,地铁隧道盾构施工对周围桩基产生的影响来自土层方面变化引起桩基横向变形的问题,而为了能够有效的控制这一问题,能够在合理控制施工建设、加固土层以及隔离法的基础上,有效的控制地铁隧道盾构施工对周围桩基的影响,从而促使桩基安全性和稳固性能够有效的发挥。

参考文献:

[1]魏兴春.浅析现阶段地铁隧道盾构施工对周围桩基的影响[J].城市建设理论研究:电子版,2015,5(14).

[2]唐卫涛.地铁隧道盾构施工对周围桩基的影响研究[D].西安科技大学,2013.

作者简介:董崇武(1987-),山东菏泽成武人,助理工程师,毕业于济南大学。一直致力于轨道交通工程工作,研究方向为轨道交通、铁路、公路、水利等有关工程的施工管理。

论文作者:董崇武

论文发表刊物:《基层建设》2018年第11期

论文发表时间:2018/6/6

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