盾构直接切削大直径桩基的掘削参数研究

以苏州地铁盾构切削14根大直径桥梁群桩工程为依托,通过理论分析和开展盾构切削Φ1200钢筋混凝土桩基现场试验,系统研究掘削参数的变化特征和影响因素,并提出相应的掘削参数设置与控制方案。研究表明:刀盘切桩乃非全断面切削,实际切桩刀数呈现显著的波动性,是推力、扭矩变化特征的主控因素;推力、扭矩平均值与桩身宽度成线性正比相关,与桩基偏移距离总体呈反比减小趋势;由于切桩时推速、推力、扭矩均波动较大,盾构应增配小流量低速推进泵;作用于桩身的纯切桩推力、纯切桩扭矩仍近似与刀盘切深成线性正比关系。实践表明:在合理掘削参数下,盾构连续切削多根钢筋混凝土桩基是可行的。

盾构切削桩基研究现状综述

为厘清盾构切桩的发展脉络,全面掌握其应用及发展情况,综述了国内外盾构切削桩基技术的研究现状。首先,基于文献计量分析对盾构切桩相关文献的热点关键词和发展趋势进行分析,归纳总结盾构切桩领域的研究热点及研究进展。其次,在此基础上分别从盾构改造、掘削参数优化、盾构切桩引起的地层响应和桩基承载力研究3个方面综述当前最新研究成果。最后,对盾构切削桩基的主要研究方法、研究机制、适用范围及优缺点进行归纳总结,探讨有待解决的主要问题以及未来重点研究方向。结果表明:1)10余年来盾构切桩技术发展迅速且取得了良好的切桩效果及经济效益反馈,切桩技术已相对成熟;2)刀具参数及布置方式尚没有明确的确定方法,在复杂地质条件下,仍存在刀具磨损和钢筋缠绕刀盘的现象;3)由于混凝土脊破裂面产生的机制尚不明确,且已有的计算方法未考虑混凝土强度的影响,刀间距设计多依赖已有的工程经验;4)盾构切桩掘削参数的选取多是基于数值模拟和室内试验,对实际工况都进行一定程度的简化,难以反映切桩过程中盾构与桩基相互作用的复杂效应;5)推力和转矩计算模型的公式简化条件不尽相同、侧重点各不相同,公式的推广性和适用性还需进一步提高;6)目前对切桩引起的地表沉降以及控制措施研究较多,影响机制方面的研究还较少。