城市轨道交通暗挖洞桩法车站拱顶矢跨比对钢管桩受力和地面沉降的影响分析

[目的]拱顶矢跨比影响着城市轨道交通暗挖洞桩法车站的建筑高度,以及车站设计的合理性和施工的安全性,需对拱顶矢跨比对钢管桩的受力以及地面沉降的影响进行研究。[方法]构建城市轨道交通车站拱顶结构力学模型,分析不同拱顶矢跨比下的结构内力。通过数值模拟分析软件建立车站-地层三维数值模型,结合地面沉降数值模拟值和现场监测值进行对比分析,论证模型的合理性。同时研究了暗挖洞桩法施工时钢管桩的力学特性,以及其对地面沉降的影响。[结果及结论]拱顶矢跨比从0.20到0.40变化时,拱顶结构的最大弯矩、最大轴力及最大剪力均呈递减趋势,钢管桩的最大轴力呈先减少后增大的趋势;当拱顶矢跨比为0.30时,中桩轴力为最小;随着拱顶矢跨比的增大,地面沉降呈先减少后增大的趋势,地面沉降控制最优的拱顶矢跨比为0.30,比拱顶矢跨比为0.20时减少了34%。导洞施工和扣拱施工是地面产生沉降最明显的两个阶段,合理的拱顶矢跨比会提高导洞施工和扣拱施工阶段地面沉降量的占比,进而减弱后续车站主体结构土体开挖对土层的扰动。

沉管隧道大体积混凝土现场施工质量控制

沉管隧道现场浇筑过程中由于分层施工浇筑和环境温度等因素易导致沉管表面开裂,如何控制沉管隧道大体积现场浇筑后产生裂缝是亟待解决的技术难题之一。围绕大体积混凝土的现场施工质量控制进行研究和论述。沉管大体积混凝土所达到的最高温度和其出现点位可通过数值模拟获得,并对比数值模拟结果与现场实际监测数据,结果显示:基于Midas FEA的数值模拟可以有效地模拟出沉管大体积混凝土现场实际温度及应力变化情况。通过对其参数化分析,大体积混凝土结构的温度与换热系数之间存在显著的负相关关系,与入模温度及周边温度则是正相关。为了保证大体积混凝土在现场施工过程中的质量,需充分把控入模温度和周边条件,而作用最为显著的是降低其入模温度。