盾构下穿施工对既有立交桥桩基的影响分析

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以合肥地铁2号线盾构穿越五里墩立交桥群桩桩基为研究背景,通过利用有限差分软件FLAC3D建立三维数值模型来分析双线隧道掌子面滞后距离以及桩顶荷载的改变引起桩基变形和地表沉降的规律,并结合理论分析和现场监测数据进行对比分析,所做的研究工作及结论如下:(1)分析了国内外学者关于盾构隧道穿越建(构)筑物的相关研究方法和内容,以及保证工程安全施工的控制措施等。然后简要总结了盾构穿越桥桩过程中引起桩基变形和地表沉降的的影响因素,紧接着分析了隧道开挖导致地表沉降和桩基变形的相关机理和规律。(2)对现场监测数据分析可知:在双线隧道中心间距一定时,其隧道开挖引起的地表横断面沉降槽形式近似于“W”形;右线隧道上方地表沉降较大,且最大沉降中心点向左偏移。(3)当双线隧道中心间距为3D(D为隧道直径)时,随着掌子面滞后距离的增大,处于两隧道之间的桩基其竖向沉降在逐渐地减小,水平位移则是适量的增大且总体范围在03mm内;右线隧道中心沉降要比左线隧道大约6%17%。当掌子面滞后距离大于或者等于6D时,能够最大程度减小双线隧道盾构引起的地表沉降和桩基变形。(4)随着桩载的不断增大,桩基的水平位移变化较小,竖向沉降量则是在不断增大。桩基对周边地表沉降的影响区域大约是以桩心为圆心的1.5D半径范围内;当桩载小于或者等于桩基的极限承载力时,能够有效的控制桩基的竖向沉降量在预警值范围以内,保证桥梁结构的正常使用。(5)当双线隧道中心间距为3D时,上方地表横断面纵向沉降槽近似于两个Peck拟合曲线的叠加;在双线隧道开挖贯通后,先行开挖隧道上方地表沉降要大于后行开挖隧道,地表沉降最大值则是位于两条隧道之间的桩基的右侧约0.25D处,并靠近先行开挖隧道一侧。
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