【摘 要】
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盾构法隧道施工是城市地下空间隧道开挖的常用方法,在推进过程中会引起周围土体发生变形,进而会引起桩基的附加变形以及内力改变,对桩基产生不利影响。另外,当盾构隧道从桩基地下部位穿越时,超载现象时有发生,引起隧道内管片衬砌结构发生较大的变形以及内力的变化。盾构法掘进时,如何近距离的穿越建筑物的桩基,并保证穿越后建筑物的安全稳定和正常使用一直是施工中重点关注的问题。本文以济南地铁2号线路为工程实例,结合济
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盾构法隧道施工是城市地下空间隧道开挖的常用方法,在推进过程中会引起周围土体发生变形,进而会引起桩基的附加变形以及内力改变,对桩基产生不利影响。另外,当盾构隧道从桩基地下部位穿越时,超载现象时有发生,引起隧道内管片衬砌结构发生较大的变形以及内力的变化。盾构法掘进时,如何近距离的穿越建筑物的桩基,并保证穿越后建筑物的安全稳定和正常使用一直是施工中重点关注的问题。本文以济南地铁2号线路为工程实例,结合济南地铁实际工程的勘察数据,通过理论分析研究以及数值模拟,改变托换桩基和隧道穿越的空间位置,设置不同的托换桩基-隧道间距,确定托换桩基与隧道的最佳托换间距;研究盾构隧道与托换大梁的面内轴线相交角度不同,确定盾构隧道穿越桩基的最优角度,实现穿越过程中对土体与桩基础造成的影响最小,用来指导实际工程施工。主要结论如下:(1)本文研究了托换桩基-隧道间距为1m、2m、3m、4m四种不同工况,隧道穿越时,隧道与桩基的距离对地表沉降有影响,在托换大梁和墩台存在的地方沉降量最小;对于原桩和托换桩基,在平行于托换大梁长轴线方向上水平位移较大,垂直于托换大梁长轴线方向上水平位移较小;对于被截断的原桩,上部会产生向下的位移,下部会出现一定程度的抬升;托换大梁中部变形较为明显,由中间向两端逐渐减小。综合对比分析得出:桩基-隧道间距为1m时,对各个方面影响相对较小,确定最佳托换间距为1m。(2)在确定最佳托换间距的基础上分析研究隧道与托换大梁轴线角度呈90°、80°、70°、60°等四种工况,相交角度不同时,引起的地表沉降不同,隧道开挖会造成截断原桩的上部下沉,下部抬升;托换桩基顶部下沉量最大,埋深越大,变形量越小;桩基础在平行于托换大梁长轴线方向水平位移较大,垂直于托换大梁长轴线方向水平位移较小;角度不同,托换大梁变形量也不同,综合分析最优穿越角度为90°。(3)确定最佳穿越距离和最优穿越角度,建立群桩基础,模拟施工情况,研究轴力和弯矩的变化情况。桩基的轴力分布为中间最大,向两边逐渐减小;桩基的弯矩呈对称分布,在盾构穿越的地方达到最大。针对隧道穿越对地表和各个结构的扰动规律,提出相应的控制措施,设置监测点位,进行变形监测。根据监测数值结果可以得出,采取控制措施后,各部位的变形值均小于数值模拟的变形值,证明控制措施有效,能明显降低隧道施工对于各部分的扰动。
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