盾构切削混凝土模拟试验和切削桩基施工技术

城市轨道交通盾构施工中经常遇到穿越地下障碍物(如混凝土桩、挡土结构、管渠、地下构造物等)的难题,一般采取桩基托换、拆除桩基或人工凿桩的方法进行处理,但传统处理方法具有造价高、工期长、对周边交通影响大等缺点。通过采用小直径(400mm)盾构切削素混凝土、玻璃纤维混凝土及钢筋混凝土的模拟试验,对盾构直接切削桩基施工技术的可行性进行研究,分析了盾构刀盘的改造,获取了掘进施工参数控制资料。并通过上海轨道交通7号线和10号线工程采用盾构切削钢筋混凝土桩基的实践,证明:1)盾构直接切削钢筋混凝土施工是可行的;2)盾构始发前应对刀盘进行改造,宜在面板上增加一定数量先行刀和贝壳刀;3)盾构切削桩基过程中推进速度宜慢(小于10 mm/min),盾构设定土压、推力、刀盘扭矩宜稳定;4)在盾构切削桩基过程中,应向土仓内添加润滑减摩材料,以防混凝土碎块堵塞螺旋输送机。在盾构通过后,应根据监测情况进行管片背后的二次注浆,以控制地面和建筑物沉降;5)采用盾构直接切削桩基具有施工经济、安全,对环境影响小的优点。

盾构直接切削桩基施工技术

以某盾构区间施工作业为背景,该项目采用直接切削桩基进行施工,综合分析该项目地质情况,从盾构设备改造、工艺控制要点及监控检测对该技术进行具体分析,施工效果表明,该施工技术施工效果良好,具有可行性。

盾构穿越上海外滩隧道桩基的监理控制措施

上海轨道交通14号线土建11标豫园站—陆家嘴站区间盾构施工过程中需要穿越切削外滩隧道桩基。结合以往城市轨道交通工程盾构施工实例,详细介绍了盾构穿越外滩通道及桩基情况,对盾构穿越外滩隧道桩基所面临的风险进行了分析研判;根据风险分析研判结果,研究制定了相应的工程风险监理控制措施,论述了准备阶段和实施阶段的监理控制措施。通过采取各项强有力的措施,解决了盾构穿越切削桩基的难题,有效控制了工程风险,确保了施工、外滩隧道及周边环境的安全,为类似工程监理提供了参考和经验。

超大直径盾构穿越桩基的处置措施及技术研究

盾构机切削桩基的设备配置及穿越过程中的施工措施直接影响到工程的安全和质量。以上海市北横通道新建工程Ⅶ标段盾构穿越新建路隧道工程为背景,探讨超大直径盾构机切削桩基的设备配置及施工措施:首先在盾构机设计阶段,根据桩基的结构形式,对刀具、搅拌机和采石箱等相关设备进行配置;其次,在实际施工阶段,通过对泥水指标及流量、推进速度、刀盘扭矩、推进压力、盾构姿态等参数的控制,安全、高效地切削桩体。总结出的相关设备配置和处置措施,以期为类似工程的施工提供一定的借鉴及参考。

盾构切削穿越既有桥梁桩基安全性分析研究

针对盾构隧道切削穿越既有桥梁桩基的可行性和安全性问题,以某地铁项目的区间盾构隧道施工为依托,首先采用理论计算法,分析盾构切削桩基前后,桩基承载力变化和管片的受力影响,得出安全系数表;再结合MidasGTSNX有限元软件模拟分析盾构切削桩基全过程,选取节点分析桥面位移变化和附近土层位移变化。结果表明:盾构切削桩基前后的桥梁结构安全系数变化较小,结构安全;盾构穿越的过程中,桥面和附近土层均发生沉降,沉降量满足规范要求。

盾构切削钢筋混凝土桩基施工技术在轨道交通中的应用

在城市地铁盾构工程中,隧道在地下穿越常常会遇到一些障碍物,如混凝土桩、挡土结构、管渠、地下结构等,通常采用桩基托换、拆除桩基、手工凿桩等方式来解决,但传统的处理方式存在成本高、工期长、对周边交通造成严重影响等问题。随着我国城市地铁网络的不断完善和发展,我国城市地铁的建设面临着越来越大的挑战,地下的空间缩小迅速,同时还有很多因素制约隧道的位置选择。天津经历了几次的建设高峰期,地下的管线、建筑物、基桩等在使用和废弃状态下的分布状况呈现出“量大”和“面广”的特征,是当前盾构法施工的地下障碍。本文通过对小型(400mm)盾构机切割普通混凝土、玻璃纤维混凝土和钢筋混凝土进行仿真实验,对其进可行性分析,并对其施工技术进行改进,获得了施工工艺参数的控制数据。

越江盾构切削江堤抗滑桩影响及MJS加固效果分析

为研究盾构穿越江堤并切削抗滑桩对江堤稳定性及周围土体变形的影响,并探究MJS工法在此类工程中的应用效果,以南京建宁西路大直径盾构切削江堤抗滑桩工程为背景,采用三维有限元数值模型,分析了在有无MJS工法加固两种情况下两台盾构机并行穿越江堤全过程中的江堤和抗滑桩变形规律.研究表明:盾构穿越江堤过程中,堤顶土体受扰动最严重;MJS加固能有效分担滑坡推力、控制土体与抗滑桩的变形.

盾构切削钢筋混凝土桩基施工技术

盾构施工常会遇到各种障碍物。以上海轨道交通7号线北延伸段陆翔路站—潘广路站区间隧道工程为背景,从盾构设备改造、盾构推进控制、施工监测等方面介绍了盾构切削钢筋混凝土桩穿越厂房所采取的技术措施,对同类工程施工具有参考价值。

盾构直接切削∅25mm主筋钢筋混凝土桩基可行性研究

为探索盾构直接切削∅25 mm主筋的钢筋混凝土桩基可行性,解决盾构切削桩基出现的刀盘卡死、刀具损坏及效率低等难题,依托TBM模态掘进试验平台模拟开展滚刀和撕裂刀切削桩基试验,通过对钢筋断裂形态、受力特性、切削参数、刀具损坏及刀盘振动特性综合分析,主要结论如下:1)滚刀切削钢筋主要破坏形式为碾压破坏,钢筋有效断筋占比为90.6%,撕裂刀切削钢筋主要破坏形式为剪切破坏,钢筋有效断筋占比为85.4%;2)全盘撕裂刀和全盘滚刀切削钢筋相比,撕裂刀切削参数波动较大,切削过程不平稳,振动冲击较大,且因承受较大侧向冲击力,撕裂刀合金崩裂崩脱损坏形式较多;3)滚刀切削钢筋耐冲击效果优于撕裂刀,撕裂刀切削钢筋正向切割效果优于滚刀,可采用组合刀具布置充分发挥各自切削优势;4)钢筋切削推进速度不宜过快,切削过程需重点关注转矩波动,建议撕裂刀切削桩基推进速度不大于3 mm/min,滚刀切削桩基推进速度不大于5 mm/min。试验成果成功应用于深圳地铁切桩工程,试验与实践共同表明盾构直接切削∅25 mm主筋的大直径钢筋混凝土桩基是可行的。

大直径盾构切穿抗滑桩对堤岸的变形影响分析

为研究大直径盾构切穿护岸抗滑桩对堤岸的扰动影响,确保盾构隧道穿越过程中大堤的安全性与稳定性,采用有限元分析软件建立了隧道-桩基-堤岸三维数值模型,重点分析了盾构切穿施工时堤岸及桩体的变形规律,并对比了不同盾构推力下桩体的变形差异.研究结果表明:盾构切削护岸抗滑桩将导致大堤迎水面边坡产生较大扰动,坡顶出现最大纵向位移,被切桩周围土体出现明显下沉;在盾构推力以及迎水面滑坡推力的双重影响下,抗滑桩以挠曲变形为主,整体形成一条倾斜的“S”形曲线,盾构刀盘抵近桩体时的抗滑桩挠曲变形最为明显;盾构推力由0.7倍静止土压力增至0.9倍,桩身水平位移大幅增加,盾构刀盘抵近桩基时的桩底位移增幅高达162%.综上可知,盾构切削穿越抗滑桩时应严格控制推进速度、泥水压力等施工参数,以减小盾构推力对堤岸及桩体的不利影响.

盾构掘进切削灌注桩桩基群施工关键技术——以宁波地铁3号线钱仇区间为例

为解决土压盾构在地铁隧道施工过程中穿越密集建(构)筑物桩基群的难题,以宁波地铁3号线3103标钱仇区间盾构掘进切削灌注桩桩基群工程为研究对象,在现有施工技术的基础上,对切削桩基施工的难点和重点技术问题进行深入研究,针对切削桩基通过桩基群时面临的一系列问题,制定相应的技术方案。对工程实施效果中参数变化、刀具管片状态、混凝土钢筋统计和地表及周围建筑物沉降监测结果进行分析。结果表明:在切削桩基施工中,各方面控制相对较好,刀具没有出现较大磨损,管片没有发生破损与渗漏,地表沉降量及建筑物沉降量在可控范围内,施工方案是可行的,采用盾构直接切削桩基具有经济、安全、对环境影响小的优点。

盾构掘进速度对既有桩体切削变形规律的研究

盾构隧道施工在其推进过程中不可避免地要穿越地下桩,这是当前盾构隧道施工中的难点问题之一。为保证在隧道工程中盾构机切削地下桩基的施工安全和掘进效率,探究不同掘进参数下桩体的变形规律,采用PFC3D颗粒流软件,模拟在不同掘进速度下盾构切削桩基的施工过程,分析和研究在不同掘进参数下桩体沿盾构掘进方向、垂直盾构掘进方向的桩体变形和桩顶竖向沉降的变化规律。并依托江苏省苏州市桐泾路北延隧道工程进行实证分析。研究结果表明:桩体的变形主要发生在桩体与盾构机上部相交的交点至该点往上的11倍桩径范围内。当盾构机推进速度不超过15 mm/min,刀盘转速不超过2.0 r/min时,桩体沿垂直盾构掘进方向的变形大于沿盾构掘进方向的变形;反之,当盾构机推进速度超过15 mm/min,刀盘转速超过2.0 r/min时,桩体沿垂直盾构掘进方向的变形小于沿盾构掘进方向的变形。因此,当盾构机分别切削桩长为20、40 m的桩底,或者切削桩长为40 m的桩身时,其推进速度不应超过10 mm/min,刀盘转速应不应超过1.0 r/min;当盾构机切削桩长为20 m桩身时,应控制其推进速度为1~5 mm/min,刀盘转速为0.5~1.0 r/min。

盾构切削钢筋混凝土桩基施工技术

为了解决盾构施工中碰到无法避免、直接清除费用又较高的地下障碍物的难题，提高盾构施工的科学性，在遵循盾构施工基本原理的基础上，以西安地铁1号线汉城路站——开远门站盾构区间工程为实例背景，从盾构设备改造、盾构推进控制、监控监测等3个核心方面提出了由盾构机直接切削障碍物的针对性施工技术措施。实例应用结果表明：盾构切削钢筋混凝土桩基施工技术由盾构机直接切削障碍物，在顺利完成了施工任务的同时，具有节省工期、有效控制工程成本等优点。盾构切削钢筋混凝土桩基施工技术具有较强的可操作性、科学性和可靠性，可为同类盾构施工提供科学的工程借鉴与参考。

盾构穿越既有桥梁桩基磨桩技术的研究

基于杭州地铁2号线建国路站-中河路站区间盾构穿越凤起桥6根大直径桥桩工程需要,根据软土地区及大直径桩基特点进行刀具选型,结合AdvantEdgeFEM有限元软件对贝壳刀的角度进行设计,并对刀具布置方式进行研究。研究结果表明:双面刃、零后角、负前角组成的贝壳刀,结合先行刀与刮刀,采用同心圆三段高差立体刀具布置切削桩基效果最佳。将结果应用到盾构刀盘改进,配合盾构推进过程中的施工控制,对桥面进行沉降监测。监测结果表明:盾构磨桩过河区间中桥面平均累计沉降仅-3.09mm,未对凤起桥及河流产生明显影响,切削钢筋效果较好且只有极少部分钢筋缠绕在刀具上。此项技术成功应用于杭州地铁2号线凤起桥磨桩工程,可为今后类似磨桩工程提供借鉴。

盾构刀盘切削钢筋混凝土桩基室内试验研究

针对盾构穿越钢筋混凝土桩基的工程难题,开展盾构刀盘切削钢筋混凝土桩基的室内试验,设计全刀盘滚刀和全刀盘撕裂刀直接切削钢筋混凝土桩基的各6组掘进试验方案。通过对切削桩基效果、钢筋破坏形态、刀盘振动特性及刀具损伤形式进行统计分析,揭示全刀盘滚刀和全刀盘撕裂刀2种刀具对钢筋混凝土桩基的切削原理,并进一步评价滚刀和撕裂刀切削混凝土桩基的优缺点。结合不同掘进参数下盾构刀盘推力、转矩的变化情况,提出盾构刀盘直接切削钢筋混凝土桩基的滚刀和撕裂刀高低组合配置方案以及合理掘进参数。通过以色列地铁项目验证了该方案能有效将钢筋完全切断切短,有利于钢筋直接通过螺旋输送机排出,可提高施工效率和避免开舱处理钢筋风险。

软土盾构直接切削钢筋混凝土桩基施工技术

叙述了上海轨道交通10号线5.1标盾构切削钢筋混凝土桩基的施工特点。通过改制盾构刀盘及安装能破碎硬物的装置,在施工中控制总推力、推进速度、刀盘扭矩等参数,不仅顺利地切削桩基,而且控制了施工过程中产生的地表沉降及周边构筑物的沉降。该技术可供类似工程借鉴。

深圳地铁9号线盾构切削群桩数值模拟与实测分析

为解决在不影响既有桩基建筑物安全条件下保证盾构法隧道正常施工问题,以深圳地铁9号线大鹿区间盾构长距离连续切削群桩为背景,采用数值模拟及实测分析,研究盾构切削穿越桩基对地表沉降和桩基的影响,分析推力、扭矩等施工参数以及沉降监测数据,总结盾构切削穿越桩基时施工参数的变化规律以及建筑物沉降规律。主要结论如下:1)切桩时刻产生的沉降量占总沉降量的比例较大;2)桩基的数量、直径或位置不同时的地层响应各有不同的特点;3)合理选取施工参数需要综合考虑桩基情况和地质条件。

盾构切削混凝土桥桩刀盘荷载分析

依托北京地铁12号线盾构直接切削西坝河桥16根φ800桥桩工程,通过三维数值模拟和理论推导,对盾构法清障掘进面荷载展开研究。通过三维动态模拟,分析单个刀具逐次切混凝土荷载变化规律。基于等效原理与单刀切削荷载,提出一种对切桩刀具数、推力及扭矩的估算模型。并将此估算模型用于计算苏州地铁直接切削广济桥掘进面荷载,对比分析计算结果与精确叠加值在推力、扭矩方面的平均误差分别为10%、3.3%,验证了该估算模型的正确性。应用本文模型对盾构穿越西坝河桥各轴桩位掘进面切桩荷载进行预测分析,指出切桩工况主要对扭矩造成影响。研究结果可为类似地层盾构清障工程中掘进面荷载计算提供参考。

盾构隧道下穿软弱土层既有人行天桥桩基设计探讨

地铁盾构隧道下穿软弱土层既有人行天桥钢筋混凝土桩基,设计中采用扩大基础对人行天桥桩基进行被动托换,同时在有限的桥下空间采用松木桩加固扩大基础底部软弱土层,结合加强盾构管片配筋、设置地面临时托换支架等措施,确保盾构机直接切削桩基通过后,地面天桥满足正常使用条件、高含筋量混凝土管片的强度及刚度均满足要求.该综合处理方式避免了人行天桥的拆除和二次新建,产生了显著的经济及社会效益.

盾构穿越厂房切削钢筋混凝土桩基施工技术

以上海地铁7号线北延伸陆翔路站—潘广路站区间隧道工程为背景,从盾构设备改造、盾构推进控制、施工监测3个方面介绍盾构切削钢筋混凝土桩穿越厂房的施工技术,对同类工程具有一定参考价值。