合肥典型地层双线盾构近接下穿对高铁桥群桩的影响

为了了解合肥典型地层双线盾构近接下穿对高铁桥群桩的影响,以合肥地铁3号线盾构隧道施工近距离穿越高铁桥桩基群工程为例,利用有限元分析软件对盾构施工的全过程进行三维动态模拟,通过分析盾构施工过程中桩身横向位移、弯矩、轴力分布等变化规律,研究了双线盾构近接下穿对高铁桥群桩的扰动规律。结果表明:盾构隧道施工在穿越桩基础群时,距离盾构掌子面较近的桩受到的影响明显大于较远位置的桩;当盾构掌子面推进到与桩群相交处时产生的施工扰动最大;桩基础在盾构中心线上下一倍洞径深度范围内所受到的盾构施工扰动影响最大,桩身轴力和弯矩明显大于其他部位;且双线盾构隧道的后施工隧道的开挖使得先施工隧道周围桩基受到的扰动幅度得以降低。     

顶管施工对高架桥桩基础影响的数值分析

顶管施工广泛应用于市政工程的隧道开挖作业,但该方法对周围构筑物的影响仍需要进一步的研究。本文针对天津市某地下电缆隧道穿越高架桥桩基的实际工程案例,利用数值模拟方法建立了关于穿越高架桥桩基的沉井和顶管施工的有限元计算模型,研究了沉井和顶管施工过程中附近土体的扰动情况以及高架桥桩基的变形、受力等情况。结果表明,沉井和顶管施工都会对周围桩基础的应力和变形产生一定影响。在外径12.8米的沉井施工时,施工引起的土体卸载会使得沉井周围土体产生较大的隆起,最大回弹量为164 mm左右,三个方向（水平X方向、Y方向和竖向Z方向）的最大变形均出现在沉井上部土体周围,该沉井施工过程对距其30米处的高架桥桩基也产生了一定影响,桩体在X方向（指向沉井方向）上受到的影响较大,桩体顶部产生背离沉井的水平位移,下部则逐渐过渡到趋近沉井的水平位移,最大X方向水平位移量约为1.6 mm,对Y方向（垂直于顶管方向）的水平位移影响较小。在外径3.6米的顶管施工过程中,土体在卸载后会出现变形,最大位移为170 mm,变形出现在位于顶管底部的扰动土体。在X方向上,四个桩基均表现为桩顶部远离沉井、桩底靠近沉井的趋势。在Y方向上,桩身的最大水平位移出现在隧道开挖深度处,位移方向为远离顶管,影响范围为顶管隧道施工处上下15 m。     

基于MIDAS深基坑开挖对近距离高架桥的安全影响研究

以长沙市地铁5号线三一大道车站深基坑工程为对象,利用MIDAS/GTS/NX软件模拟基坑开挖对近接构筑物影响,重点研究高架桥桥墩沉降和桩基变形随深基坑地下水位改变,不同施工过程及支护形式等多因素的变化规律。通过与现场监测数据对比分析表明:在富水复杂地质和周边环境下,长沙地铁深基坑施工所采用的围护结构安全合理;旋喷桩,地下连续墙和支撑组合能有效控制基坑施工过程中引起的近距离高架桥变形。同时验证了MIDAS/GTS/NX能很好地模拟基坑开挖,指导实际工程。     

顶管电缆隧道施工对邻近建筑物和地下管线的扰动影响

采用离心机物理模型试验和有限元数值计算方法探究了软土地区顶管电缆隧道施工对邻近浅基础建筑物和地下管线的扰动影响,并提出修正Peck公式评估顶管施工对邻近浅基础建筑物的扰动影响.首先,通过离心机物理模型试验,定性分析了顶管电缆隧道施工过程中地层损失率变化对邻近浅基础建筑物和地下管线的影响;其次,将有限元数值计算结果与离心机试验数据进行对比分析,验证有限元计算的有效性;最后,通过有限元模拟结果提出用于评估顶管施工对邻近浅基础建筑物扰动影响的修正Peck公式,并与现场监测数据进行对比分析.研究结果表明:顶管电缆隧道施工对邻近浅基础建筑物和地下管线的扰动影响随着地层损失率的增大而增大,地下管线刚度的增加可以有效减小邻近顶管隧道施工的影响;有限元数值方法可以较好地评估不同地层损失率下顶管隧道的施工工况;修正Peck公式能较好地反映在软黏土区域内顶管电缆隧道开挖对周围地层产生的扰动影响.研究结果可为软黏土地区顶管电缆隧道的施工提供一定参考价值.     

有限元模拟桩锚支护对邻近高架桥的影响

以郑州某近邻高架桥桥桩的深路堑工程为背景,采用Midas/GTS有限元软件对深路堑施工进行数值模拟,分析了深路堑施工过程对桩锚支护结构与邻近高架桥桥桩的影响,并与实际监测数据对比分析,论证了桩锚支护结构的实用可行性.     

地铁车站隧道与既有近接桩基相互影响研究

由于地下工程施工与既有近接桩基相互影响较大,给设计和施工带来困难。依托广州地铁西村站建设,运用数值模拟技术进行研究,结果表明：在既有桩基条件下横通道初期支护最小安全系数为1．4,能够保证施工的安全性;横通道施工对近接桩基沉降影响较大,桩基XJ31和XJ32沉降值均超过西村站单桩沉降允许位移值,需要进行加固。研究成果一方面保障了西村站近接高架桥在地铁车站施工期间的使用安全性,另一方面保证了地铁车站建设的顺利进行,可为相似工程施工提供参考。     

地铁盾构下穿高架对桥桩影响的数值分析

基于合肥地铁盾构隧道穿越高架桥工程,用有限元软件MIDAS GTS/NX对开挖过程进行仿真模拟,分析了开挖过程对高架桩基的影响。结果表明:高架桥桩的位移总体上表现为距盾构区相同距离下的桥桩的位移值基本相同;距盾构区不同距离下的桥桩的位移变化表现形式基本相似,盾构隧道对高架桥的影响在安全限度范围内。     

基于薄层单元法的单桩挤土效应数值模拟

通常预制桩施工会产生挤土效应, 这会对周围环境产生不利影响. 根据某桩基工程施工的实际情况, 利用大型有限元分析软件Abaqus, 通过在桩土间增加薄层单元的方法对单桩施工的挤土效应进行了数值模拟. 薄层单元的厚度取0.08 m, 其力学性质参数介于桩和土之间. 模拟时, 薄层单元近土侧与土中节点进行位移耦合, 而近桩侧则采用摩尔-库伦(Mohr-Coulomb)定律来反映桩体和单元之间的接触关系. 通过数值模拟, 探讨了外部荷载作用下抗压桩的变化特点, 得到了桩顶的荷载与桩入土深度的关系曲线, 分析了打入桩施工的有效影响距离和有效影响深度, 对比研究了有限元数值模拟结果与圆孔扩张理论的解析计算结果. 数值模拟结果表明, 单桩施工的水平向有效影响范围大约为5 倍桩径, 竖直向约为2 倍桩长. 数值模拟结果和解析计算结果比较接近. 使用薄层单元法进行打桩挤土效应数值模拟, 符合桩基工程施工的实际情况, 反映了桩土接触面的变形机理与受力状态. 这对桩基工程设计和施工具有一定的参考价值.     

砂姜粘土地层双排顶管施工的沉降变形规律

针对双排顶管施工互相之间的干扰作用对地层变形的影响,以徐州市第二地面水厂工程顶管穿越徐洪河段砂姜黏土地层工程实践作为工程背景.利用Midas/GTS模拟结果与室内试验对双排平行顶管施工过程中的沉降变形与横向间距的影响进行研究的方法,得到该类工程不同横向间距下的沉降规律与错位施工地层变形控制的重点.双排顶管工程错位施工对先行管施工和管道轴线的沉降影响最大,是实际工程中的重点实时监测部位.该结果对类似工程具有重要的借鉴意义.     

顶管隧道上穿既有地铁隧道影响机制

为了研究顶管隧道上穿既有地铁隧道施工对既有隧道及周围土体的影响,以电缆隧道上跨西安地铁5号线为研究背景,基于自主设计室内顶管顶进试验装置,采用模型试验和有限元数值模拟相结合的方法研究顶管隧道上跨既有地铁隧道影响机制。试验主要对地表位移、既有隧道应变和既有隧道上方的土压力进行分析,并通过数值模拟对模型试验进行补充研究和对比验证。研究结果表明：地表位移与顶管隧道的埋置深度成反比,当新建隧道埋深小于1.5D(D为隧道直径)时,埋深对地表位移影响较大;顶管轴线两侧土体变化趋势基本对称,与顶管轴线距离越大,土体变形量越小;顶管隧道施工对既有隧道引起位移变化的影响主要集中在顶管正交于既有隧道的位置,既有隧道随着顶管隧道的顶进,逐渐呈隆起状态,并且隧道的拱腰位置隆起要早于拱顶;隧道拱顶纵向最大附加应变均发生在隧道中部即对称面位置,且离顶管隧道轴线越近,附加应变变化也越大;附加应变的变化与夹土层厚度成反比;因试验中有多种客观因素的影响,数值模拟和模型试验的结果虽在数值上有一定差异,但变化规律存在着一致性,由此进一步验证了模型试验结论的可靠性。     

双线隧道施工对既有基桩的影响研究

为了确定双线地铁隧道开挖对近接建筑桩的影响,采用一系列室内离心机模型来模拟不同覆土直径比(C/D)下双线隧道近接已有基桩的施工过程。通过定量控制隧道外套的水囊注放水的方式,模拟和控制隧道的地层损失。通过离心机试验测定了不同覆土直径比下隧道近接施工地表与基桩的沉降量,以及单桩轴力与侧摩阻力在隧道推进过程中的变化情况。结果表明,隧道与桩和地表的相对位置对沉降的量值和分布规律,以及基桩的轴力、侧摩阻力有显著影响。     

顶管上穿施工对既有地铁隧道的影响

以杭州市某污水管道顶管施工上穿既有地铁隧道为背景,利用FLAC3D模拟顶管施工过程,将模拟结果与实测数据进行对比,验证了模型的合理性.通过改变顶管管径、管材及地铁隧道周围土体的特性,分析了不同工况下顶管上穿施工对既有地铁隧道的位移影响.研究结果表明,顶管上穿施工对既有地铁隧道所产生的最大位量均位移于顶管轴线下方的地铁截面处,离顶管轴线越远,变形越小;地铁盾构隧道的变形随顶管的管径的增大而增大,而且对竖直方向位移的影响远大于对水平方向位移的影响;管材的弹性模量越小,地铁隧道的变形越大;地铁隧道周围土体弹性模量越小,顶管施工对隧道位移的影响越大.     

基于注浆压力控制的混凝土顶管施工微扰动机理

为了研究顶管施工过程中注浆压力对控制土体变形的作用,建立有限元模型对注浆压力作用进行理论分析.通过对比实测数据与有限元结果,讨论了不同工况对孔隙水压力与土体变形的影响.分析了在不同注浆压力作用下,顶管周围土体的扰动情况,在此基础上提出了衡量土体受扰动程度的孔隙水压力变化率概念.结合土体变形状况与扰动分析结果,建议在实际工程中将注浆压力控制在管顶上覆土压力值的1.1倍,按此原则设定的注浆压力对周围环境影响较小,该研究结果可供今后类似顶管施工参考. 关键词：
     

盾构穿越既有铁路施工技术探讨

为了全面分析盾构穿越既有铁路施工技术,本文提出了先对穿越铁路的工况采用有限元模型进行模拟分析;正确地选用各种地基加固方法;控制盾构推进轴线偏差不超出允许范围及尽量减少地层变形的影响涉及的各种参数;加泥盾构工法;建立严密的监测系统等技术,希望本文能够为盾构隧道穿越既有铁路施工提供技术上和理论上的支持,为同类工程提供参考价值。     

穿越无充填溶洞时单桩承载特性研究

为解决穿越溶洞型单桩的设计难题,研究了穿越无充填溶洞时单桩的承载特性 . 基于现场物探和室内试验结果明确了溶洞的发育情况和岩土体的物理力学参数,采用有限元 软件建立了14组数值计算模型,分别对不同溶洞半径、不同溶洞位置及不同桩径的工况进行 了模拟,确定了BoxLucas1荷载传递模型的适用性,提出了穿越无充填溶洞单桩的承载特性计 算方法.研究结果表明,桩径增加和溶洞充填时溶洞对单桩承载力的影响将得到削弱,溶洞的 半径和位置对桩基承载力具有显著影响.实际工程中应重视前期物探对溶洞发育情况的准确 探查,降低溶洞对桩基承载力的影响 .相关研究成果可为岩溶区单桩参数设计和承载力预测 提供理论依据.     

双线隧道施工对既有基桩的影响研究离心机模型试验研究

为了确定双线地铁隧道开挖对近接建筑桩的影响,采用一系列室内离心机模型来模拟不同覆土直径比(C/D)下双线隧道近接已有基桩的施工过程,通过定量控制隧道外套的水囊注放水的方式模拟和控制隧道的地层损失。通过离心机试验测定了不同覆土直径比下隧道近接施工横截面地表沉降和基桩的沉地表与基桩的沉降量降,以及单桩轴力与侧摩阻力在隧道推进过程中的变化情况随着隧道推进距离的变化规律和单桩轴力与侧摩阻力的变化情况。结果表明,隧道与桩和地表的相对位置对沉降的量值和分布规律以及基桩的轴力、侧摩阻力有显著影响。     

真实复杂地层大直径钢顶管三维数值模拟研究

为了揭示地表沉降与管周土体扰动沿顶进方向的真实变化规律,本文提出了真实复杂地层三维数值建模方法。依托某市北线引水工程隐患整改顶管工程项目,采用FLAC3D分析平台开展了真实复杂地层和简化均匀地层条件下的大直径钢顶管施工数值模拟研究。模拟结果及现场地表沉降实测结果对比表明：基于真实复杂地层模型的模拟结果与现场沉降监测结果吻合较好,能够准确反映地表沉降沿纵向的变化规律,而简化地层模型模拟结果与监测值差距较大。扰动分析表明顶管施工时会引起其上方地层的沉降变形和下方地层的抬升变形,其变形值大小与地层土体性质和分布有关。顶管上覆土体横向位移基本朝向顶管轴线,其变形受土体空间分布的影响较小,但顶管下部土体的横向变形受土体空间变化影响较大。地表沉降的横向影响范围为?5.3D（D为顶管直径）,且受土层分布影响较小,但地表沉降值受地层分布影响较大。     

管道软土深层搅拌桩地基处理与顶管施工探讨

本文探讨了泥水平衡顶管技术在软土采用深层搅拌桩处理中的应用。针对工程的地质情况选择了适应性强的泥水平衡式顶管机,并针对工程中软土采用深层搅拌桩进行处理,顶管穿越深层搅拌桩及根据具体的土质情况改进了顶管机的性能的工艺进行探讨,确保施工的顺利进行和施工的质量。     

船桥碰撞中桩土相互作用数值模拟方法

为了研究不同的桩土相互作用模型对船桥碰撞结果的影响,寻找更为合理高效的有限元数值模拟方法,文章以安徽省望东长江大桥为工程背景,采用了"固定端"模型、p-y弹簧模型和有限元土体模型来模拟桩土间相互作用.在这三种模型基础上,精确建立船舶与桥梁主塔实体模型,借助LS-DYNA软件对船桥碰撞过程进行了数值模拟.通过对比不同桩土相互作用模型的数值模拟结果可以看出,动态有限元方法能够有效模拟船桥碰撞问题.     

北京地铁五号线近接玉蜒桥施工的力学行为研究

以北京地铁五号线近接玉蜓桥施工为工程背景,运用三维有限元程序ANSYS对地铁区间隧道的开挖过程进行模拟,分析隧道开挖对玉蜓桥桥台及地面环境的影响,并将计算结果与实测结果进行对比分析.结果表明,按照设计要求施工,地铁五号线近接玉蜓桥施工时,对地面环境和桥台的影响均可控制在设计允许的范围之内,无需采取额外的预加固措施.