新建桩基对非连续模型下的盾构管片影响研究

基于非线性接触理论,在管片间简化设置挤压与摩擦关系模拟管片接头结构,依据贵阳市清溪路—花冠路节点改造工程,建立了非连续接触双线盾构平面应变模型,在盾构隧道两线内侧桩基净距不变的情况下,通过改变两线外侧桩基净距,对桩基施工与承载阶段对既有盾构隧道管片的影响进行了分析。研究结果表明:使用简化的非连续模型能够模拟出管片间的变形错动。桩基承载阶段,竖向与水平的最大变形分别在拱顶与拱腰处。管片间的法向压力在桩基施工时先减小后增加,在桩基承载后达到最大;管片间最大与最小主应力随桩基净距的增加而减小;管片接头处存在应力集中现象,表现为近两线外侧桩基处的拱腰受拉压,且应力值最大,拱顶、拱底、两侧拱腰仍然是应力分布的最主要区域。桩基施工阶段是管片间剪应力增加的主要阶段,当净距大于3.0 m后对剪应力影响较小。实际施工时建议桩基净距保持在3.0 m及以上的距离。

非连续模型下桩基对既有盾构隧道变形的影响

基于非线性接触理论,在管片间简化设置挤压与摩擦关系模拟管片接头结构,以贵州省某市实际工程为背景,建立非连续接触盾构隧道模型,分析桩基施工与承载阶段对既有盾构隧道变形的影响。研究结果表明:本工程中,桩基承载阶段对土体竖向的主要影响范围约为桩径的15倍、桩长的1.7倍,对土体侧向的主要影响范围约为桩径的5.5倍、桩长的0.6倍。综合变形较大值主要集中在拱顶、拱腰以及拱底处,盾构隧道在非连续模型下受力变形时,管片间出现明显错台,这表明本模型能较好地模拟出既有盾构隧道在桩基施工承载时的受力变形。桩基施工阶段,竖向变形最大值出现在拱顶部位,约为0.21mm。桩基承载阶段,竖向变形最大值仍出现在拱顶部位,约为0.73mm,盾构隧道在竖向变形上主要受桩基承载阶段影响。桩基施工与承载阶段,横向变形最大值均出现在线内拱腰处,分别约为0.21mm与0.23mm,横向变形值增量不大,盾构隧道在横向变形上主要受桩基施工阶段影响。