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我国许多大城市高层建筑、高架桥梁密集,大多采用桩基础。地铁工程由于受线路走向、地下空间等限制,有时不可避免地要从这些桩基的下方、侧面甚至在桩位处通过。虽然我国地铁建造技术有了长足进步,部分技术已达到国际先进、国际领先水平,但施工仍不可避免扰动土体,引起周围地层变形和位移,使得桩和周围土体发生相互作用,引起桩的变形和位移,对桩产生不利影响。因此研究车站浅埋暗挖法施工对邻近桩基的影响,制定变形控制标准、控制邻近桩基沉降变形的工程措施、保证桩基及桥梁安全使用,成为工程建设中急需解决的难题。本文结合正在建设的北京地铁10号线国贸站工程,针对以上问题采用理论分析、数值计算、现场量测等方法进行研究。论文主要内容和成果如下:1、研究总结了地铁车站浅埋暗挖法施工对周围地层影响的主要规律和影响因素,分析对比了不同车站结构形式、不同的施工方法对地层变形的影响范围和规律。认为地层变形随着施工进行,分为前期沉降、快速沉降、沉降收敛三个区段和先行沉降、急剧沉降、沉降稳定、长期缓慢变形四个阶段。主要影响因素包括车站结构形式、地下水、埋深及覆跨比、开挖跨度、土体的物理力学性质、施工方法、预支护措施,开挖进尺和施工速度,初期支护的形式、技术参数及施工时机,二次衬砌的施工方法、支护与围岩以及初支与二衬的密贴程度等,信息化施工、动态管理是控制沉降的重要管理手段。认为车站结构应遵循“连拱不如小间距,洞室宜近不宜连”的原则,多采用分离式车站,减小施工对周围地层及环境的影响。研究分析了国贸站地层沉降特点,得出洞桩法施工地表沉降的规律为:纵向沉降明显分为前期沉降区、快速沉降区、沉降收敛区。而快速沉降区分为三个阶段,即小导洞施工沉降阶段,占总沉降量的30-40%,扣拱沉降阶段,占总沉降量的25—35%,下部土体开挖沉降阶段,占总沉降量的25-30%。其横向沉降符合Peck曲线,影响范围为3—4倍洞径。2、分析了车站结构与邻近桩基在横断面上的位置关系,采用极限平衡方法研究了车站施工时邻近单桩和群桩基础的荷载传递及稳定情况,影响桩基变形的因素主要有:桩与车站的相对空间位置、车站的跨度和高度、施工方法、地层条件、桩长、桩径、桩的形状、桩的承载方式、桩本身的刚度等,研究表明桩底距车站顶板的垂直距离h、桩基与结构的水平距离e对邻近桩基稳定具有显著影响。提出根据桩基与车站的相互位置关系分为车站上方桩、上侧桩、中侧桩、下侧桩四种类型的邻近桩基分类方法;或按照车站桩基所在的地层沉降区域分为A、B、C三种类型的邻近桩基分类方法,并将其邻近度划分为1、2、3、4、5级,提出了不同邻近类型桩基的邻近度。对国贸站邻近桩基进行了分类,并求出其邻近度。3、研究分析地层竖向、水平向变形对邻近桩基位移和变形的影响,采用数值方法进行施工过程的三维动态模拟,并结合现场量测数据分析,研究得出各种类型邻近桩基的沉降变形规律。研究表明影响桩基沉降的主要因素是桩基与车站结构的最小距离,其次是桩长,桩端、桩身所处的地层条件也有一定的影响。从各施工阶段对桩的沉降影响看,车站上侧桩的三阶段沉降比例为4:3:3,小导洞开挖影响最大:车站下侧桩的沉降比例为3:4:3,说明扣拱对其沉降影响最大;而车站中侧桩的沉降比例分配为3:3:4,下部土体开挖对其影响最显著。从各施工阶段对桩的侧向变形影响看,扣拱施工影响最大,且车站中侧桩的侧向变形明显大于车站下侧桩。4、提出了制定邻近桩基沉降控制标准的8项基本原则和3项主要控制指标,即单墩允许最大沉降值、横桥向相邻桥墩之间的允许差异沉降值、顺桥向相邻桥墩之间的允许差异沉降值。在总结目前常用的控制邻近桩基变形方法的基础上,提出了邻近桩基施工处理流程,以及邻近桩基保护的基本原则,提出了控制邻近桩基变形的积极保护措施、工程加固措施。5、以北京地铁国贸站采用洞桩法施工为工程实例,提出了根据邻近桩基上部结构形式,以及桩基与车站的相互位置关系,将邻近桩基分为四大类、四个保护等级、三个施工阶段进行保护,设置三级沉降控制管理等级,根据保护等级确定施工方法和加固措施等一整套控制方法。制定了国贸站邻近桩基变形控制实施方案及分阶段的工程保护措施,并以典型的特级保护桩基21轴桥桩为例,阐述了地面打设深桩,采用植筋技术扩大承台,辅以T梁支托措施,以及洞内压注超细水泥浆的综合加固措施,保证了邻近桩基安全。