盾构隧道下穿既有桥梁桩基托换的数值分析

文章以南京某地铁区间盾构隧道穿越市政公路桥梁桩基工程为依托,采用有限元软件ABAQUS分析和预测盾构穿越对完成桩基托换后桥梁结构及周边环境的影响规律和范围。整个三维数值模型包括桥梁结构、地基、盾构隧道3个部分,数值计算结果表明：隧道周围土体位移的分布符合一般规律,量值较小,隧道上方土体下沉量和地表沉降最大值均在安全允许范围内;隧道开挖后,桥面板最大压应力有所增大,而最大拉应力略有下降,桥梁面板的附加挠曲变形不大,面板应力在安全范围内;隧道正上方桩的桩身轴力降低,边桩桩身轴力增加约18%,不会造成桩基破坏。研究可为相似工程的设计、施工等提供借鉴与参考。     

地铁隧道下穿桥梁桩基托换力学行为与参数研究

以深圳地铁7号线黄木岗站区间隧道穿越华强立交桥桩基为工程背景,分析了隧道穿越桥梁下方桩基时的主动托换和被动托换的荷载转换、桩基沉降规律及主动托换时不同设计参数对桩基沉降的影响规律。结果表明:托换梁的挠曲变形是桩基沉降的主要因素,主动托换时千斤顶的顶升作用可有效抵消托换梁的挠曲变形,其托换效果优于被动托换;主动托换时,顶升位移为1.68mm时为最佳截桩位置,此时截桩能有效减小托换工艺对桥梁上部结构影响;在一定范围内,托换结构的桩长越长、桩径越大、梁高越高,被托换桩顶处竖向位移差越小,梁宽对位移差的影响程度不明显。     

盾构施工对自由单桩受力性状的影响

针对苏州轻轨一号线盾构隧道的施工情况,采用三维有限元数值模型,研究了盾构施工对不同边长桩身的影响。计算结果表明:随着桩身边长的逐渐增大,盾构施工引起的桩身最大横向位移、竖向位移均逐渐减小,桩身最大正、负弯矩则逐渐增大,但桩身轴力、桩底和桩顶处弯矩则变化较小。最大负弯矩均发生在隧道轴线位置处,最大正弯矩则均发生在桩顶下6m处。盾构穿越正上方单桩时,在桩身边长逐渐增大的情况下,桩身受拉的长度及弯矩也逐渐增大,但盾构施工引起的单桩上部轴力则逐渐变小。整个桩身全部为负弯矩,且最大负弯矩均在桩身中点附近。     

地铁隧道近距穿越施工对桩基承载力的影响研究

通过三维拉格朗日有限差分法数值模拟分析，从桩侧摩阻力、桩端总抗力和桩底段轴力等方面对广州地铁二号线浅埋暗挖隧道近距穿越建筑桩基础施工引起桩基承载力变化规律进行了深入分析研究。研究结果表明，隧道施工对桩基承载力的影响主要表现为对桩侧摩阻力和桩端总抗力两方面的影响，桩底位于隧道围岩不同部位的桩受隧道施工的影响迥然不同，桩的侧摩阻力与桩端总抗力因地铁隧道开挖扰动而发生复杂变化，最终表现为桩轴力的复杂变化，从而影响到桩基承载力。当桩基受扰较大时，采用地层注浆加同或桩基托换等积极措施来控制桩基承载力和桩体沉降是十分必要的。研究结果为地铁建设中类似地质条件下高层建筑桩基加固或桩基托换工程提供参考。     

地铁盾构隧道穿越桥梁下方群桩基础的托换与除桩技术研究

针对上海地铁10号线曲阳路-溧阳路区间隧道穿越四平路沙泾港桥群桩基础这一工程案例,结合对既有桥梁结构形式、现场周边环境、施工条件以及作业空间的调研,提出了适合本工程的扩大板式基础托换以及盾构机直接切桩的施工方案。为了确保在桩基托换及刀盘切桩施工过程中桥梁结构的安全性和正常通行功能的发挥,通过理论分析和数值计算等手段,对桩基托换施工过程中桩基合理开挖暴露长度、桩-筏体系受力转换机理以及盾构切桩对上部结构的影响进行了研究。研究结果表明：地基加固及扩大板式基础托换法能够有效减小施工期间桥梁的沉降、改善桥梁结构的受力性态;由于原桩基承担荷载大都转移到托换后的筏板基础上,因此部分桩基的切除对桥梁结构的安全性影响不大;现场监测结果表明,施工过程中桥梁结构的沉降变形与计算结果吻合较好,说明本工程的方案制定合理、施工措施得当,桥梁结构处于安全范围之内。     

超大直径盾构隧道穿越桥梁桩基影响研究

以深圳春风隧道超大直径盾构掘进穿越春风高架桥桩基项目为背景,通过三维数值模拟分析,研究了盾构掘进参数及地基加固措施对桥梁桩基位移及受力的影响。结果表明,掘进参数(如掘进工作面推力和注浆压力)的改变会对桥梁桩基变形与受力产生不同程度的影响,同时桩基加固能有效减小地表和桩基的沉降与弯矩,但会增大桩基轴力。     

复杂条件城市立交桥桩基托换施工技术

针对复杂条件下城市立交桥桩基托换技术难题,运用隧道施工理论、已有的托换方法和变形监测技术,充分结合隧道与立交桥桥墩相互影响的工程实际,确定了与成都天府立交桥下隧道下穿施工相适应的托换方案与桩基托换体系,提出了基坑开挖、托换桩施工、预顶承台、植筋、托换梁施工、预顶、体系转换、预顸节点施工、断桩及隧道结构施工和回填的托换施工工艺。实践表明,按照提出的托换方案和工艺进行施工后,桥面累计沉降最大值为-2．8mm、沉降速率最大为0．95mm／d,可以满足实际需要,对立交桥的结构和车辆交通安全影响不大。     

南京地铁5号线盾构隧道穿越桥梁桩基托换设计与施工

以南京地铁5号线山西路站—虹桥站区间盾构隧道穿越中山北路金川河桥桩基工程为例,详细分析该工程的特点和难点。充分考虑工程周边场地环境条件及桥下施工作业空间狭小的特点,提出采用锚杆静压钢管桩的门架式桩基托换思路及狭窄空间下拉拔桩基主筋的施工工艺,给出该工程桩基托换设计方案。为确保受力转换过程中桥梁结构安全,在桥面及桥梁结构上布置沉降及应变监测点。监测结果表明,施工结束后,桥面及桥梁结构未出现任何裂缝,结构完好;桥面最大沉降仅为6. 8mm。     

地下室增层二桩一柱承台截桩次生内力计算方法研究

既有建筑地下室增层是城市地下空间开发的一个新思路,该过程常涉及截桩托换,截桩施工时控制结构内力变化对结构安全至关重要。本文研究了地下室增层桩基托换过程中由截桩引起的新增下柱次生内力。首先采用限元方法对截桩过程进行了数值模拟,而后分析了不同的连系梁/承台线刚度比对下柱次生内力的影响,结果表明当忽略梁板作用将承台简化为刚体、桩端简化为简支时轴力增量计算值最大;据此推导了两种二桩一柱承台下柱的截桩次生内力计算方法,可根据工程实际需要选用。     

盾构掘进施工对周边单桩变形影响研究

针对苏州轻轨1号线盾构隧道区间施工情况,采用三维有限元数值模型,研究了盾构隧道施工对周边单桩变形的影响,结果表明:盾构隧道施工过程中,桩身横向位移在隧道中心位置处最大;盾构切削面距离桩体9 m、6 m时,桩身的横向位移较小;随着盾构机进一步掘进,桩身横向位移全部偏向隧道,桩身位移曲线严重弯曲;当盾构切削面越过桩基3 m后,桩身横向位移变化较小,竖向变形沿桩身变化较小;随着盾构机掘进,其值逐渐增大。当桩长增加时,桩底的横向位移、竖向位移均随之减小,桩长对桩身沉降的影响比较明显。盾构正下方穿越单桩时,桩身竖向位移大于沿隧道轴向位移,桩底与盾构顶部的施工安全距离约为3 m。     

盾构隧道下穿立交桩基托换方案设计

随着城市轨道交通的快速发展,地铁隧道下穿地下空间所遇到的问题愈加频繁,需要根据城市实际情况确定设计与施工方案。以郑州市轨道交通盾构隧道穿越立交桥进行桩基托换为研究对象,结合广州、深圳和香港地区桩基托换工程经验和现有技术水平,详述了盾构隧道穿越桥梁进行桩基托换的设计难点和重点。本方案具有技术成熟、安全性高、对环境影响小、不影响交通等优点,对在复杂环境下进行桩基托换的施工和设计具有重要的参考价值和良好的社会与经济效益。     

桥梁下方桩基托换过程中开挖暴露长度研究

在上海轨道交通10号线溧阳路站-曲阳路站区间隧道的施工中,盾构在推进至四平路沙泾港桥梁位置时,将不得不从桥梁的桩基中穿过。由于桩的入土深度已经贯穿了整个隧道断面,导致必须对桩基进行拔除或切断等处理。为了在去除影响盾构推进障碍物的同时保证施工中旧桥功能的发挥,本工程采用扩大板式基础托换和隧道内除桩的方案。为此,需要确定桥下桩基托换过程中的合理开挖暴露长度。本文通过理论计算和数值模拟,结合对桥梁结构在施工过程中内力和变形的分析,提出了合理开挖暴露长度,从而为工程的顺利实施提供了借鉴和指导作用。     

大跨隧道穿越高层建筑物桩基托换设计及优化

目前,在国内地下工程建设中,桩基托换已经得到一定范围的推广应用,但大部分托换工程均因地铁施工引起,地铁隧道断面较小(多为盾构隧道,直径6m左右),托换梁跨度小(约10m左右),容易施工,托换工程理论上可行,但是对于市政道路交通隧道工程,由于其断面跨度大,施工工艺目前尚不成熟,大跨度梁式托换工程仍需要深入研究。本文以广州某市政公路隧道下穿9层的Z大厦为例,对桩基托换进行了初步设计、计算及优化,可供相关工程或研究参考。     

盾构隧道下穿既有桥桩工程的保护方案研究

郑州市轨道交通1号线某盾构区间下穿某人行天桥桩基础,人行天桥为桩柱式基础,工程场区地质为富水砂层。受周边环境限制,人行天桥桩基础无进行桩基托换的条件,本文针对本工程的特点提出了"顶托+加固"法对人行天桥进行保护,以保证盾构隧道施工期间人行天桥的营运安全及盾构隧道的施工安全。为检校保护方案的加固效果,本文对加固方案进行了数值模拟分析。模拟结果显示,盾构隧道近距离下穿桥梁桩基础将使桥梁桩产生较大变形,严重影响桥梁的使用安全;在无条件进行桥梁桩基托换作业的情况下,对桥梁采取上部结构顶托+桩基础周围注浆的保护方案可显著改善盾构隧道的施工条件。     

桩基托换中筏板基础及地基加固的优化设计

桩基托换是解决盾构穿越障碍的有效方法之一,以上海市地铁10号线在沙泾港桥处盾构穿越桥梁桩基为例,采用有限元法对箱型结构体系进行了受力和变形分析,发现桥面板和筏板最大的变形发生在中跨,其最大变形和沉降量分别为8.197 mm和3.835 mm,因此需要对筏板下地基进行加固处理.计算结果表明:随着筏板厚度的增加,桥梁跨中最...     

锚杆静压桩桩基托换机理探讨

通过对桩基托换技术和锚杆静压桩工作机理的分析,详细阐述了锚杆静压桩桩基托换的工作机理;提出了锚杆静压桩桩体回弹估算方法,剖析了上海地铁某区间隧道穿越高层建筑拟采用的锚杆静压桩托换方案。     

深圳地铁一期皇岗站桩基托换

从托换新桩，混凝土墙、托换梁，截桩等几方面介绍了深圳地铁一期皇岚站桩基托换的施工顺序及方法，并论述了其保护措施，通过对桩基的托换，保证了立交桥的安全和皇岗车站的施工。     

桩基托梁施工技术

结合工程实例，介绍了桩基托梁施工技术，从施工工艺、桩基检测、托梁施工等方面进行了论述，指出桩基托梁施工达到了质量要求，取得了良好的经济效益和社会效益。     

地铁隧道穿越桥梁桩基的托换施工技术分析

以北京地铁10号线暗挖区间穿越某立交桥为例,对桩基托换原理、施工方法及其关键工作等做了详细介绍,为在复杂环境下进行既有桥梁桩基托换和承载力转换积累了宝贵的经验。     

上海地铁10号线穿越桥梁桩基础托换施工方案

依据上海市地铁新一轮发展的特点,以上海市地铁M10线沙泾港桥段的盾构穿越桥梁基础工程为背景,提出了地基加固和托换施工的关键技术问题并进行了相应的研究,最后给出了适合沙泾港桥处盾构穿桩工程问题的托换施工的初步解决方案,为今后遇到该类工程难题提供了一种更经济、省时、合理的解决途径。