城市地铁明挖隧道对高架桥桩基影响的数值分析

为评估明挖地铁区间隧道施工对高架桥的影响,结合重庆轨道交通环线某区间隧道施工,采用有限元分析软件MIDAS-GTS建立了隧道及桥墩的三维模型进行数值模拟,分析了隧道开挖对桥墩、围岩的应力及位移影响.结果表明:隧道开挖后围岩和桥墩沉降的不同,桥梁桩身将受到围岩的负摩擦力作用;隧道开挖在桥墩距隧道近端引起的桩基位移向下,在远端引起的竖向位移向上;开挖荷载对桩基应力影响不仅与桥墩到开挖隧道之间的距离有关,还与桥梁桩基高度有关,隧道支护锚杆最大轴力为7.07 k N能满足安全稳定性的要求.     

超大断面地铁车站施工对临近桥桩影响分析

重庆轨道交通五号线幸福广场站超大断面暗挖侧穿黄山立交桩基,车站开挖施工对既有桥梁桩基影响较大。借助大型有限元软件MIDAS GTS 2.6模拟了有无针对性风险控制措施两种工况,结果表明:超大断面隧道开挖采用针对性的风险控制措施后拱顶沉降为2.00 cm,减小约20%;水平收敛为2.82 cm,减小约30%。同时现场监测结果表明,采取一定控制措施进行隧道开挖后,隧道及临近桥梁桩基各项变形指标均在可控范围内。     

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。     

降雨影响下紧邻桥梁软土基坑围护结构受力变形研究

某基坑受连续降雨影响,基坑围护结构及其紧邻桥梁桩基受力变形影响较大,施工安全风险大增。为此,本文基于饱和与非饱和土体强度参数变化规律和线性内插法对坑内土体力学参数进行计算,结合现场实测数据,采用有限元模拟分析了坑内降水及开挖所引起的围护结构受力变形规律及紧邻桥梁桩基变形规律,并探讨了降雨时长对基坑围护结构变形影响。结果表明,基坑开挖至坑底,围护结构发生“踢脚”大变形,易引起第一道混凝土支撑受拉脱落,最大水平位移发生在围护结构底部;桥梁桩基减弱了因开挖引起的基坑周围土体滑移,造成围护结构两侧受力不对称,导致其远离桩基侧变形过大;降雨引起坑内部分土体软化,使得围护结构水平位移进一步增大;在基坑非饱和区范围内且降雨强度一定时,围护结构水平位移量随降雨时长呈非线性加速增长趋势。     

基坑开挖对临近高架桥桩的影响

基于某地铁站深基坑开挖工程。本文运用有限元分析软件MIDAS GTS对基坑开挖和支护过程进行仿真模拟,通过分析基坑和高架桥在不同距离下桩基的位移变化,得出结论:高架桩基距离基坑10m以内时,基坑开挖会对桩基的稳定性造成较大影响,距离基坑20m以上时影响较小,不会对高架桥的稳定造成破坏,给施工提供理论支撑。     

盾构施工对临近桥梁的影响分析

以沈阳地铁10号线侧穿高架桥桩基为工程背景,通过有限元软件MIDAS/GTS模拟盾构隧道掘进过程中对桥桩基础的影响。通过模拟盾构不同埋深、不同盾构管片弹性模量等情况下桥梁的变形情况,得到结论:(1)通过分析整个盾构施工过程中桥桩变形的变化历程,得到桥梁变形值随盾构的施工而呈现不断增加的趋势;当盾构通过桥梁桩基之后,桩基变化量逐渐减小。(2)当盾构的埋置深度增加5 m时,桥梁位移变化量减少22.8%,减少5 m时,桥梁位移变化量增加30.2%。(3)盾构管片材料的弹性模量由原模型中的32.5 GPa逐渐增大时,桥梁的变形量呈现阶梯状下降。     

地铁车站洞桩法施工对地层及邻近桩基的影响规律

以北京地铁国贸站工程为背景,分析大跨度分离式地铁车站采用洞桩法施工,对周围地层及邻近桩基的影响.采用现场实测方法分析洞桩法施工地层沉降的规律,认为纵向沉降明显分为前期沉降区、急剧沉降区和沉降收敛区,而急剧沉降区又分为导洞、扣拱及下部开挖3个阶段;横向沉降符合Peck曲线,影响范围为3~4倍洞径.采用三维数值分析方法模拟施工过程,选取典型的邻近桩基所在断面,研究车站施工对邻近桩基变形以及地表沉降的影响,对国贸站邻近桩基变形现场量测数据进行对比分析,认为邻近桩基沉降变形与其施工过程相对应,也分为导洞、扣拱及下部土体开挖3个阶段.影响沉降的主要因素是其空间位置,特别是桩基与车站结构的最小距离,其次桩端所处的地层条件也有一定的影响;施工对邻近桩基水平方向的扰动影响非常显著,扣拱施工对邻近桩基的侧向变形影响最大.在此基础上总结了车站上侧桩、中侧桩、下侧桩等邻近桩基的变形规律.     

浅埋超大直径顶管近距离侧穿作用下桥基力学响应研究

以典型工程实例为依托,探讨超大直径顶管开挖作用下侧向桥梁桩基力学响应特征;借鉴两阶段法的思路,推导顶管施工对侧向桩基影响的简化分析方法,着重探索了桩基附加内力和变形,并与三维数值计算结果对比分析.研究表明:浅埋超大直径顶管施工对侧向桩基影响主要经历初始应力平衡、开挖应力扰动及注浆变形稳定三个阶段;顶管施工对侧向桩基的主影响区与侧向正负45°+φ/2土层椎体滑动范围相近,可通过土层滑动区估算;数值与理论计算结果规律吻合,两者最大位移相差10.4%,说明采用的理论简化分析方法可行.基于分析结果,对实例桩基扰动明显区域提出了加固处理措施.     

隧道开挖对近邻复合桩基的影响效应

为了分析隧道开挖产生的位移场对近邻既有桩基的影响,本文基于给定的地层损失比并通过隧道上覆土层厚度与隧道直径之比来确定隧道收敛中心点的位置,给出了用位移控制有限元法模拟隧道开挖对近邻桩基影响的位移模式。与其他算法的结果比较表明,在地层损失比不大于3%的情况下,可以给出比较满意的结果。结合郑州地区工程地质条件和盾构隧道实际情况,用位移控制有限元法分析了隧道开挖对复合桩基承载性状的影响。结果表明,地层损失比和隧道与桩之间的水平距离是隧道施工对近邻桩基承载性状的主要影响因素。当隧道与桩之间的净距小于隧道直径时,施工中应采取一定的技术措施,以避免隧道开挖对桩基产生较大的影响。     

深基坑微扰动成桩及紧邻高铁站房变形特性研究

开展现场试验和考虑土体刚度小应变特性的三维数值模拟,研究了海安高铁站房扩建基坑卸荷对紧邻桩基础房屋的影响。结果表明：围护结构MJS工法桩施工引起的紧邻桩基位移小于0.25 mm。MJS工法桩和多支撑联合作用下,基坑围护结构最大侧向变形为(0.045%～0.11%)H(H为开挖深度)。站房桩基嵌入粉砂层中,基坑施工引起的桩基水平位移明显高于上部建筑沉降。高铁站房—基坑的水平净距增至1.5H_e(H_e为最终开挖深度)后,桩基水平位移接近于0,表明基坑施工对高铁站房的影响区域为1.5H_e。围护结构厚度从0.30 m增至0.63 m后,桩基最大水平位移降低了68.7%;继续增加围护结构厚度,桩基水平位移降幅不明显。基坑开挖宽度从0.83H_e增至2.0H_e时,桩基最大水平位移的增幅仅为29.7%,表明基坑开挖宽度对高铁站房的影响相对较小。     

基于BP神经网络的基坑开挖对临近桥桩水平位移预测研究

基坑开挖会引起周围土体位移从而对邻近桩基造成负面影响,干扰桩基正常工作,导致桩身层产生附加弯矩、侧向位移。以郑州大四环及大河路快速化基坑临近桥梁桩基为背景,建立BP(Back Propagation)人工神经网络预测模型,同时结合三维数值模拟及实际监测数据对桩基水平位移进行预测。结果表明,基坑开挖对邻近桩基的影响会随着两者距离的增大而慢慢减弱,且桥梁产生的竖向位移在开挖过程中始终大于其他方向位移。通过将基于BP神经网络建立的预测模型与真实值对比验证了该预测模型可以快速、准确地预测基坑开挖引起的临近桥桩的变形值,可以为桩基位移的预测提供一定参考。     

市政给水管道顶管施工技术探讨

顶管施工是一种管道非开挖施工技术,能够减小管道施工对现状道路、建（构）筑物的破坏,施工噪音和振动都非常小,对周围环境影响小,管道开挖量小等优点。结合工程实例探讨了市政给水管道的顶管施工技术。     

采用ANSYS软件仿真分析大断面特长公路隧道开挖

隧道开挖过程中,确定设计参数的合理性,以及确定所选用的施工方法能否保证隧道围岩的稳定具有重要意义。以渝湘高速公路白马隧道为依托,用有限元计算软件ANSYS对隧道开挖力学行为进行数值模拟,分析开挖后隧道的位移场、应力场,判断隧道的开挖和支护方式是否合适。模拟结果可以为隧道施工过程中支护方式和时间的选取提供合理依据。     

Midas/GTS在边坡稳定性与地基沉降分析中的应用

为了解决边坡稳定性与地基沉降对建筑物的影响,根据工程地质条件、地基处理方案、桩位布置及其他相关资料,基于Midas/GTS软件建立了某人工地基沉降和稳定性分析的二维施工过程模型.模拟并分析了三种不同施工工况条件下地基沉降的差别,同时对土层的位移场、应力场进行了对比分析,从不同角度对地基的稳定性进行了评估.分析表明:处理后的地基沉降量比较均匀,土层水平位移较小;地基的位移和应力以及桩基的位移均符合相关要求,土坡稳定性安全系数高.因此,该人工地基是安全可靠的.进一步的研究表明,为了增强该场地的安全性,可以采取开挖减压沟等工程措施.本文可以为类似地质条件的地基设计和施工过程控制提供理论参考和工程措施.     

浅埋大跨连拱隧道的变形监控及数值模拟

在浅埋大断面大跨度双连拱隧道开挖过程中,对隧道进出口边坡点、地表点、拱顶下沉量等进行了监控量测,分析了隧道进出口边坡点、地表点、拱顶下沉量和隧道上覆岩层随开挖的运动变化规律及隧道结构的受力情况。数值模拟结果表明,浅埋大跨度双连拱隧道开挖施工对相邻隧道的受力状态和稳定性会产生很大的影响,施工过程中应加强对中导洞、隧道进出口等的监测,掌握连拱隧道开挖左右洞相互影响的规律,及时反馈指导施工,并采取相应的支护措施,确保施工安全。     

高大断面隧道与既有桥墩桩基相邻开挖施工技术

城市地铁隧道侧穿既有建(构)筑物,在施工开挖支护过程中,为确保既有建筑物结构安全及正常施工功能,隧道本体工程质量,结合工程现场的实际情况对开挖及防护施工技术进行分析研究。本文结合贵阳市城市轨道交通2号线一期工程,分析开挖支护及防护既有桥桩基稳定施工技术,并进行了数值模拟,结果表明采用的施工措施能有效保护桩基安全,控制桩基的沉降,为今后类似工程的施工提供一定的参考。     

浅埋偏压隧道洞口施工技术研究

文章从隧道开挖和支护的安全性角度出发,论述了浅埋偏压隧道洞口设计与施工措施,并采用了三维快速拉格朗日差分法(FLAC3D)对在施工过程中的支护数据进行模拟,通过对开挖支护后围岩的应力场、位移场以及塑性区特征的分析针对性提出一些建设性建议,以期对施工有所帮助。     

隧道开挖对临近不同相对刚度比桩基影响研究

为了系统研究桩土的相对刚柔性对隧道开挖引起的邻近桩基附加位移和附加内力的影响规律,本文采用三维数值分析方法,通过变换桩基弹性模量、半径和桩长而获得不同桩土相对刚度比,对比分析了隧道开挖时不同桩土刚度比的桩基附加位移和内力的变化规律。结果表明:在桩长一定的情况下,桩土刚度比越大,隧道开挖对桩基产生的附加内力越大,附加位移越小,尤其是桩基的竖向附加沉降量随桩土刚度比的减小而急剧增大;在弹性模量和桩径一定的情况下,桩土刚度比越大,桩基产生的附加内力越小,位移越大。因此,隧道开挖时需对不同刚柔性桩基加以区别保护,研究成果可为隧道施工和设计提供参考。     

浅谈桥梁桩基施工中的挖孔灌注桩技术

本文主要结合笔者做过的桥梁施工案例，从水上钢护筒施工、桩基开挖施工以及混凝土关注施工的主要方面对挖孔灌注桩的施工技术工艺做了探讨和阐述。     

施工工法对双线暗挖隧道应力位移影响研究

为了研究施工工法对双线暗挖隧道应力、位移分布规律的影响,以北京地铁一双线暗挖隧道为研究对象,设计了不同开挖错距的两大类开挖方案,涉及全断面法、台阶法和CD法3种施工工法,利用数值模拟的方法重点分析了采用不同施工工法时,隧道区域应力场和位移场的分布.结果表明CD法开挖引起的应力集中现象最不明显,特征平面应力集中系数最小仅为1.227,开挖引起的地表沉降、特征平面沉降及关键测点总体变形均最小;两大类方案之间比较,结果差异主要体现在位移方面,尤其是CD法引起的变形量,第二大类方案显著高于第一大类,说明开挖错距较短时,CD法同时施工的导洞数多,相互之间扰动影响明显;综合应力和位移分析结果,CD法为最优施工工法.