考虑地层蠕变效应的桥梁桩基施工对邻近运营地铁隧道的影响

为研究桥梁桩基施工引起地层蠕变行为对邻近地铁隧道安全运营的影响,依托实体工程,采用卸荷条件下黏土蠕变特性试验确定了隧道周围土体的蠕变模型,通过数值模拟手段(FLAC3D软件)与现场监测相结合的方法,分析了桩基开挖期间地铁隧道的竖向位移、水平位移和应力分布状态。结果表明：广义Kelvin本构模型能够较为准确的描述黏土体开挖卸荷时的蠕变效应;桩基开挖后,邻近地铁隧道衬砌位移不断增大,随后进入稳定状态;随着桩基开挖数量的增加,地铁隧道竖向位移和水平位移总体表现为下沉和向外收敛趋势;桩-隧最小净距越小,桩基施工对隧道影响越大,采用隧道双侧布桩的施工方式,能够有效降低桩基开挖时隧道拱腰的累计水平位移,有利于地铁隧道的安全稳定运营。     

旋挖成孔方式下螺纹状围岩粗糙度量化分析

嵌岩桩是大跨径桥梁工程中常用的一种基础形式。由于钻孔工具等因素，桩-岩界面上会形成系列起伏的三维粗糙体，其对桩基承载性能至关重要。因此准确量化实际三维桩-岩粗糙体的粗糙度特征，是建立基于界面粗糙度的桩基承载力设计方法首先需要解决的问题。为此，依托于马鞍山长江大桥深嵌岩桩基工程，在现场钻取含三维粗糙体的砂岩试样，利用三维激光扫描重塑桩-岩界面数字化模型，对其粗糙度特征值，面积扩展率S、相对平均起伏度Rs和桩-岩界面平均倾斜角θ 等进行量化分析；而后构建桩-岩界面试样开展3组界面剪切试验和3组界面抗压试样以计算试样的JRC3D值，并基于试验结果验证已有JRC3D经验计算方法对桩-岩界面的适用性。结果表明:（1）实际桩-岩界面既有规则的螺纹状凹槽，也有起伏较低的相对平整面，而非室内试验中规则粗糙体或不规则孔洞；（2）实际桩-岩界面粗糙度远大于岩体结构面和室内规则粗糙体，面积扩展率、相对平均起伏度和界面平均倾斜角均明显较大；（3）桩-岩界面JRC3D均值为26.15，大于岩体结构面（标准轮廓线上限值20）和室内规则粗糙体，可近似采用公式7估算。研究成果可为建立基于界面粗糙度的深嵌岩桩设计方法提供科学依据。