隧道爆破对邻近桩基稳定性影响研究

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采用钻爆法开挖隧道对周边建(构)筑物所产生的震动效应是一个值得关注的问题。本文以重庆市轨道交通环线二期奥陈区间隧道工程为依托,结合现场监测数据,运用ANSYS/LS-DYNA动力分析软件进行数值模拟分析,分析城市浅埋隧道爆破对邻近桩基稳定性的影响,通过计算分析得到以下结论:(1)通过数值模拟计算得出桩基距离隧道开挖边界10m范围内峰值震动速度大、衰减快,在该区域桩基峰值振动速度大于3.5cm/s,超过安全标准值,针对奥陈区间类似浅埋隧道工程,在隧道选址过程中应确保桩基距离隧道的水平距离在10m范围外,对于桩基距离隧道水平距离小于10m的工程应尽量采用非爆破开挖方法,采用爆破开挖方式时,掘进进尺应控制在1m范围内。(2)通过对比分析桩基x、y、z方向峰值震动速度及峰值合速度变化规律得出:总体上,y方向的峰值振动速度变化规律与振动合速度变化规律相似,说明桩基y方向的振动速度与合速度拟合较好,若以合速度分量作为评估桩基安全指标应采用y方向的峰值振动速度。(3)为控制隧道爆破对邻近桩基的震动影响应选择合适的爆破掘进尺度,针对重庆地区奥陈类似隧道工程,当爆破进尺为1m时,桩基与隧道开挖边界线的安全水平距离是12m;当爆破进尺为1.5m时,桩基与隧道开挖边界线的安全水平距离是15m;当爆破进尺为2m时,桩基与隧道开挖边界线的安全水平距离是18m;当爆破进尺为2.5m时,桩基与隧道开挖边界线的安全水平距离是25m。(4)通过对奥陈隧道爆破过程中邻近龙井湾大桥桩基的振动速度监测,得出桩基垂直方向振动速度最大,桩基距离爆源最小水平距离为23m,测得垂直方向爆破振动速度为2.59cm/s,未超过桩基爆破振动规定安全值,在该工况下,工程采用的爆破方案不会对桩基造成危害。
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