隔离桩在隧道侧穿邻近浅基建筑中的应用

针对某地铁新建隧道侧穿邻接浅基建筑采用隔离桩隔离的工程,进行了正交有限元法优化研究.先对比分析了既有建筑对隧道施工引起地表沉降的影响,使用隔离桩(模拟中采用经验隔离桩参数)的隔离效果,以及注浆对隧道稳定性的影响.然后,采用正交有限元方法对隔离桩3个主要参数进行优化设计.研究结果表明:既有建筑的存在改变了原自由地面的沉降槽形状,使变形和支护结构内力增大,隔离桩的打设和注浆对变形和内力有一定的控制作用.隔离桩最优参数为桩长33m,桩纵向间距0.5m和桩距离隧道1.5m.对桩的参数优化分析对于以后的类似工程有一定借鉴意义.     

基坑开挖与临近既有隧道的相互影响

目的明确基坑开挖与临近既有隧道之间的相互影响以及基坑与隧道之间设置隔离桩的作用效果.方法采用有限元数值模拟方法,分析基坑开发过程中隧道衬砌结构和基坑支护桩变形的发展变化规律.结果基坑与隧道间距越大,基坑开挖对隧道衬砌结构变形的影响就越小;隧道顶底板以及侧墙的变形发展变化规律基本一致,且随着基坑与隧道间距的增加,隧道顶底板和侧墙的变形差异也逐渐减少;临近隧道一侧的基坑支护桩最大变形大于远离隧道一侧的桩体变形;在基坑与隧道之间设置隔离桩,能有效减少两者之间的相互影响,隔离桩与隧道间距从4 m增加到8m,隧道侧墙水平变形增加约47%;在隔离桩与隧道间距4 m条件下,隔离桩桩长从12 m增加到16 m,侧墙水平变形降低约50%.结论基坑开挖与临近隧道之间的相互影响较为明显,在基坑与隧道之间采用隔离桩能起到明显的隔离效果.     

桩基础引起的既有地铁隧道纵向沉降计算

目的研究新建桩基础影响下既有地铁隧道纵向变形计算方法及规律.方法采用"二阶段"法研究思想,基于桩基础荷载传递法及MINDLIN解给出的隧道位置处的土体位移,将隧道简化为被动纵向弹性地基梁模型,将隧道位置处的土体位移作为荷载施加于隧道模型,且考虑隧道-土体的相互作用影响,验证了土体位移下隧道变形计算时地基反力模量计算方法.通过参数分析,研究桩长、桩径、桩-隧道间距、隧道覆盖层厚度、土体模量5个方面因素的影响.结果理论模型计算结果与有限元计算结果十分接近,桩-隧道间距和土体模量的影响大于桩长、桩径和隧道覆盖层厚度的影响.结论提出的理论模型计算方法是合理的,桩-隧道间距和土体模量是关键因素.     

桩基施工对邻近顶管隧道的扰动影响

预制桩静压施工会对桩周土体产生一定的扰动,进而对邻近既有顶管电缆隧道产生影响.顶管电缆隧道对管节的偏转和变形要求十分严格,一旦变形过大就会产生严重影响.为了确保顶管电缆隧道的正常使用,通过数值方法计算了预制桩静压施工对邻近顶管电缆隧道的影响,通过K0固结不排水剪切试验确定了软土小应变范围的参数取值,分析了桩长、桩-隧间距以及桩基挤土量对于隧道变形的影响.参考相关规范,以5 mm和15 mm变形扰动值为依据分别划分了预制桩静压施工对隧道变形强、弱影响区,为既有顶管电缆隧道周围的桩基施工提供相应的参考.     

旋喷桩复合地基变刚度处治桥头跳车效果

为解决软土路基桥头跳车问题,提出了旋喷桩复合地基变刚度非开挖处治技术.首先,采用二维数值模拟方法分析了桩长、桩径、桩间距、桩排数、注浆深度对处治效果的影响规律及敏感度,并基于此提出了处治方案;最后,采用三维数值模拟方法对该方案进行了分析验证.结果表明:桩长越长、桩径越大、桩间距越大、桩排数越多,沉降控制效果越好,但随着注浆深度的增大,沉降控制效果先提高后不变,且桩径、桩间距、桩排数、注浆深度存在最优值,分别为0.8m、2.0m、2、5～8m;桩长敏感度为1.02,远大于其他参数敏感度,故采用渐变桩长实现变刚度.处治后,固结沉降被控制在内侧路基的范围,且沉降从桥头向道路延伸方向呈较好的渐变效果,有效缓解了桥头跳车现象.     

季节性冻土地区高铁路基沉降研究

以哈大高铁苏家屯段为研究对象,利用有限元软件ADINA对其进行三维模拟,结果表明,未经CFG桩处理的高铁路基沉降值不符合规范要求.通过改变CFG桩参数(褥垫层模量、褥垫层厚度、桩径、桩间距、桩长),利用有限元软件进行多次二维模拟,得到各参数与路基沉降的关系.最后将CFG桩的参数进行组合,模拟出路基在CFG桩各参数组合条件下的路基沉降值.模拟结果表明,当褥垫层厚度为350mm,褥垫层变形模量为120MPa,桩间距为2m,桩径为05m,桩长为95m时,路基沉降量最小.     

黄土高填方工后沉降影响因素敏感性分析

以吕梁机场黄土高填方为工程背景,通过室内重塑黄土单轴固结蠕变试验获得变形时效参数。采用有限元方法,研究了黄土高填方的工后沉降敏感性问题。量化分析了填方体因素:填土高度、填土速率、填料压实度、含水率,原地基因素:强夯法的强夯深度、碎石桩法的桩长、桩间距、桩径等因素对高填方工后沉降的影响,提出了基于上述因素的工后沉降敏感度系数。结果表明:黄土高填方工后沉降随填土高度的增加呈指数增长;随填土速率、含水率的增加呈线性增加;随填料压实度、强夯深度、桩径、桩长的增加呈线性衰减;随桩间距的增大呈对数增长。其中黄土高填方工后沉降对填料压实度最为敏感。     

地铁隧道施工诱发桩基变形的数值仿真分析

利用数值分析软件ANSYS建立弹塑性有限元模型;考虑位于区间隧道轴线不同位置的邻近桩基及不同桩长情况,对区间隧道施工诱发邻近桩基的变形进行数值仿真试验分析,同时分析隧道开挖后土体与桩体参数等因素对邻近桩基变形的影响。数值仿真试验结果表明：地铁隧道开挖后桩体发生倾倒变形,桩端与洞轴线的相对位置及桩端土性对桩基变形有明显的影响,有桩侧隧道周围向洞内的水平位移比无桩侧的水平位移小,且随桩长增加,两者差别增大。     

CFG桩复合地基桩土应力比影响因素分析

概述了CFG桩复合地基,介绍了工程试验概况,并从桩间距、桩径、桩长、垫层变形、褥垫层厚度、桩间土变形模量、持力层变形模量等方面对桩土应力比进行了分析。     

桩基-下隔板结构处理桥头跳车问题的数值模拟研究

结合温州等地的工程经验,采用了桩基-下隔板结构处理桥头跳车问题。考虑到工程造价和处理效果等因素,文中比较了桩长、桩间距和桩径等参数对桩基-下隔板路基沉降的影响。以温州平阳地区温瞿公路高架桥深厚软土路基施工为背景,采用三维有限元对该路堤进行数值模拟分析,主要包括不同工况下施工期间3个月和工后180个月的沉降、水平位移、应力分布等。计算结果表明:桩长、桩间距和桩径等参数对路堤基础沉降的影响较大,长桩(大间距)对抑制施工期间和工后路基长期沉降的效果最优,为今后开展本工程及类似工程的研究工作提供了借鉴。     

钻孔灌注桩施工对临近电力顶管隧道的影响研究

电力顶管隧道保护是岩土环境土工问题中的重要研究内容;而钻孔灌注桩为非挤土桩,一般对周边环境影响较小。根据施工实例表明在距离电力隧道3 m附近施工3枚钻孔灌注桩;导致电力隧道变形达6.97 mm。为了确保电力隧道的安全,降低钻孔灌注桩对电力隧道的影响。借助有限元分析以及常规监测手段对钻孔灌注桩施工导致电力隧道变形影响的机理展开分析。研究表明,刚灌入的混凝土所产生的附加应力对周围土体有挤压作用,这种挤压作用进而造成电力隧道结构变形、位移。当钻孔桩与电力隧道净间距控制超过5 m,可有效降低对电力隧道的影响。     

城市隧道同时侧穿桩基和下穿既有隧道变形分析

为研究城市隧道同时侧穿桩基、下穿隧道的受力与变形规律,依托大连东港商务区220 kV电力隧道主体施工工程,通过单桩水平位移方程与经验参数修正公式、Peck公式相结合,对桩基、既有隧道变形进行理论分析和计算,并采用数值模拟试验和现场实测验证。分析了电力隧道开挖对桩基位移及受力的影响规律,研究了既有隧道的沉降变形。研究结果表明：桩基水平位移及桩端沉降均随电力隧道施工的进行不断增加;随着桩身深度增加,桩身轴力先增大后减小;随着隧道与桩间距增加,桩身轴力先增大后趋于稳定;桩身弯矩在不同深度内均随隧道与桩距离增大而增大,但增幅较小;既有隧道的存在也会对桩基产生变形影响;数值模拟得到的既有隧道最大沉降位移为7.34 mm。数值模拟结果与理论计算及现场实测结果一致。研究结论为同时穿越的类似工程提供参考。     

交通载荷作用下桩侧土对桩的横向影响

为解决近桥台处的桩周土体在交通载荷作用下发生横向变形,导致桥梁上部结构发生失稳破坏问题,采用有限元分析和室内试验相互结合的方法,进行数组土体动弹模试验,得到在不同固结条件、不同载荷频率影响下的动应力、动应变关系,通过数值模拟分析了桩的弹性模量、桩长、桩径、土层等不同因素对桩土体系横向变形的影响.研究结果表明:桩长、桩径以及弹性模量的合理组合可达到桩的最大承载能力,同时在进行设计时也要考虑到桩土体系中土强度参数的影响.     

盾构施工对周边建筑物影响及其保护技术

根据长沙地铁5号线时湘及湘木区间的工程实际,对该区间段内建筑物的基础埋深、结构形式及其与线路的位置关系进行了详细勘察,并根据隧道边线与建筑物的位置关系评估了盾构施工对建筑物的风险。针对不同建筑物的具体风险采取了相应的保护技术,如优化盾构掘进参数、控制盾构掘进速率、旋喷桩隔离保护、深孔注浆以及预埋袖阀管跟踪注浆等。为了避免盾构施工对区域内建筑物的影响,针对不同建筑物受到的具体风险,采取了优化盾构掘进参数、控制盾构掘进速率、旋喷桩隔离保护、深孔注浆以及预埋袖阀管跟踪注浆等保护技术,有效防止了建筑物发生变形、裂缝、倾斜等不良现象。     

明挖卸荷引起桩侧摩阻力作用下的地铁隧道竖向变形计算

为研究基坑明挖卸荷时复合地基中桩侧摩阻力对下卧地铁隧道竖向变形的影响,基于Mindlin应力解,推导得到复合地基中桩的侧摩阻力作用下地铁隧道的总竖向附加应力,利用双面弹性地基梁模型和两阶段分析方法,计算得到地铁隧道总竖向位移,并与前人理论计算结果、实测数据对比验证。最后,分析桩形状、桩截面面积、以及不同区域桩长度、间距的改变对桩侧摩阻力引起地铁隧道竖向位移的影响。结果表明:无论桩参数如何改变,复合地基中桩侧摩阻力对隧道竖向位移的影响范围始终不变,约为1. 1倍基坑纵向长度;材料用量相同的方桩与圆桩相比,方桩可更有效地控制下卧地铁隧道竖向变形;适当地增大隧道斜上方的桩长度,可使其更有效地控制地铁隧道竖向变形;隧道正上方的桩间距存在一个合理的取值范围;适当减少桩纵向间距比减少桩横向间距可更有效地控制下卧地铁隧道竖向变形。     

小间距平行盾构隧道加固方法实例分析

结合天津地铁2号线某区间小间距平行盾构隧道并行的工程实例,以控制后施工隧道对已施工隧道结构的影响为目标,通过对旋喷桩加固和冻结法两种工程措施进行对比分析,确定采用冻结法配合隔离桩加固的方法对此小间距隧道进行加固。简要介绍了工程难点、关键技术方案及施工应急预案等工程实践,为此工程顺利实施提供依据和指导,可供类似工程参考。     

橡胶轮胎散体桩群桩复合地基有限元分析

目的分析橡胶轮胎散体材料桩(RGP)群桩的承载性能,为橡胶轮胎散体桩复合地基的实际应用提供设计参数.方法通过ABAQUS有限元软件建立桩土三维有限元模型,研究不同桩长、桩径、桩间距及褥垫层厚度等对橡胶轮胎散体桩群桩承载性能的影响,得到载荷-位移、桩身应力等关系曲线.结果 RGP桩复合地基的沉降随桩长的增加而减小,但存在有效桩长.随着桩间距的增加,RGP桩复合地基的承载力、桩顶应力和桩身最大应力增加,桩土应力比先增大后减小.随着桩径的增加和褥垫层厚度的增加,RGP桩复合地基的承载力均呈增加趋势,桩土应力比减小.桩径的增加在提高复合地基置换率的同时也使得橡胶轮胎的环箍能力降低,所以RGP桩复合地基设计时应综合考虑桩土承载能力和橡胶轮胎的环箍作用.结论合理调节桩长、桩径、桩间距、褥垫层厚度等参数会促进桩土协同作用的发挥,进而改善RGP桩复合地基的承载能力.     

青岛土岩复合地层地铁隧道初支结构参数

为了对青岛地区土岩复合地层地铁隧道初支结构参数进行研究,依托青岛地铁1号线隧道工程,结合正交试验设计方法,采用FLAC3D进行数值模拟,就施工方法、锚杆长度、初支刚度、初支厚度对隧道变形的影响程度、最优初支结构参数及锚杆受力进行了分析.通过现场实测与数值计算对比,验证了数值计算的正确性.结果表明:当隧道位于强风化花岗岩地层中时,施工方法对隧道变形影响最显著,锚杆长度变化引起隧道变形不明显;采用全断面法施工,最优初期支护结构参数组合为锚杆长为2 m、初支厚度为30 cm,混凝土强度等级采用C25;拱顶上方锚杆轴向受压,可能影响锚杆发挥支护作用,主要原因是地层-锚杆间产生的相对滑移变形.研究结论对重庆、厦门等"上软下硬"地区具有一定的理论研究意义和工程使用价值.     

贵州地区水平受荷嵌岩群桩内力与变形特性分析

水平荷载作用下嵌岩群桩的受力主要受桩间距、嵌岩深度、桩径、土层厚度的影响,借助数值模拟来探究这些因素对基桩内力、变形的作用。基于ANSYS,介绍土岩本构模型及力学参数,对水平受荷群桩进行数值模拟,采用正交试验来研究各因素对基桩变位的影响。结果表明:存在临界桩间距,在该临界桩间距内峰值弯矩、桩底剪力与桩间距正相关;桩底弯矩、剪力随嵌岩深度增大而增大;基桩弯矩、剪力绝对值随桩径增大而增大;基桩弯矩峰值位置随土层厚度增大而下移;土层厚度是影响群桩变位的主要因素。     

基于Geo-Slope的抗滑桩加固路堤的数值模拟

依托相关工程背景,运用有限元软件Geo-Slope模拟路堤分层填筑的施工过程,以了解路堤的变形特征.针对填筑过程中出现的滑塌现象,采用抗滑桩加固路堤.选取抗滑桩的桩位、桩身弹性模量、桩长这三个参数进行数值模拟,分析研究出其敏感性为:桩位在坡脚的抗滑桩能有效控制路堤最大水平位移,且更具有可操作性;桩身弹性模量的提高有利于限制路堤最大水平位移;穿过危险滑动面的桩,其桩长对路堤最大水平位移的限制作用不明显.考虑到施工质量控制及成本控制,应该选择合适的桩身弹性模量及桩长.