明挖基坑施工对邻近桥梁桩基的影响数值分析

来源 :大连理工大学 | 被引量 : 1次 | 上传用户:yangzhibo0508
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随着我国城市化进程加快,城市环境逐渐复杂,地下工程邻近既有结构的情况成为常态。因此,研究隧道基坑施工对邻近桥梁桩基的影响具有工程意义。本文依托深圳沿江前海项目高速主线隧道基坑工程,以理论分析和数值模拟相结合的方法,研究陆域段和水域段明挖隧道基坑开挖对邻近既有桥梁桩基的影响。主要内容如下:(1)综述了目前国内外关于基坑开挖对邻近桥梁桩基影响的研究现状,总结归纳了基坑开挖与基坑外邻近土体的作用关系,归纳了基于实际工程监测数据的经验公式和基于基坑降水和围护结构约束的理论推导公式、计算桥梁桩基变形的两阶段法。(2)应用有限元软件Midas GTS/NX建立基坑开挖模型进行数值模拟。结果表明,基坑围护结构变形形状呈侧U形;随着开挖深度的增加,地下连续墙最大横向位移增加,最大横向位移的位置逐渐向上移动,而每次开挖后增加的横向位移量都在逐次减小。(3)分别研究陆域段和水域段基坑开挖对其邻近既有桥梁桩基的影响,得到既有桥梁桩基的位移和内力随基坑开挖施工的发展规律。结果表明,对于陆域基坑,既有桥梁左幅桩基底部基本不发生位移,总位移基本呈现出下部小上部大的形式。桩基竖向位移的数量级都在百分毫米级,与水平位移相比数值差距大。1号桩的桩基弯矩明显大于其他各桩,在桩基上半区域出现正弯矩,在桩基顶部以下约四分之一处有最大正弯矩。对于水域基坑,1号桩水平位移值在埋深6m处出现反弯点。右幅桩基水平位移变形基本相同,比左幅承台下的1至3号桩小56%。1号桩的桩基弯矩明显大于其他各桩,在桩基上半区域出现正弯矩,在桩基顶部以下约四分之一处有最大正弯矩,在桩基中部出现反弯点,在桩基下半部分出现负弯矩,在桩基下部出现两个负弯矩极值。(4)选取基坑内支撑强度、地下连续墙厚度、桩土强化程度为典型参数,采用三因素三水平正交试验方法,研究三个参数在邻近桥梁桩基的基坑开挖工程中的影响程度,并得到水域段基坑开挖对邻近桥梁桩基影响控制的最优组合。得到三个因素对既有桥梁桩基的水平位移影响程度顺序为:基坑内支撑强度>地下连续墙厚度>桩土强化程度。基坑内支撑强度对基坑开挖造成的既有桩基最大水平位移的影响最大。
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