盾构切桩穿越建筑群时房屋倾斜影响分析

地铁盾构切桩穿越建筑群会导致房屋发生不均匀沉降,借助TS30测量机器人对深圳地铁9号线某小区的9号楼~13号楼群进行实时动态监测。监测结果表明:左、右线先后穿越9号楼的过程,叠加应力可减小房屋长边的倾斜值,最大斜率仅-0.24×10^(-3)mm/m,但未改变短边的倾斜方向;房屋长边“V”型构造产生的附加拉力会引起外墙竖向裂缝;左线穿越10号、11号楼和右线穿越13号、12号楼的过程,房屋长边的倾斜值大于对边和临边,穿越过程短边的倾斜方向发生逆转;斜率变化集中在刀盘进入房屋至盾尾离开期间,并滞后出现最大斜率,且监测边距离盾构中心越远,滞后现象越明显;盾构快速推进切桩导致长边斜率快速增大,地面同步注浆会减小房屋倾斜,达到房屋纠偏的目的。

盾构切桩后桩基对管片作用力确定及控制措施

为获得盾构切除桥梁桩基后残桩对管片的竖向荷载及残桩的承载力,评估切桩后桥梁和盾构隧道结构安全,开展残桩对管片作用力的计算分析。首先,分析盾构切桩后残桩对管片作用力的影响因素,包括桩长减短、施工扰动及桥桩竖向刚度变化等。然后,在考虑这些因素影响的基础上建立残桩承载能力和所受竖向荷载计算公式,并以具体工程为例进行计算对比,结果表明:本工程残桩承载力无法满足所受竖向荷载,需进行残桩周围地基加固;通过对地基注浆加固计算,残桩承载力可满足竖向荷载,能够保证管片和上部桥梁结构安全。最后,根据理论和实例分析,提出减小残桩对管片受力影响的施工控制措施,包括减小施工扰动、提高桩侧摩阻力及加强管片配筋和螺栓强度等。

盾构切桩掘进对托换桩的影响分析

为了研究盾构切桩掘进对新托换桩的影响,以南昌地铁2号线某盾构切桩工程为背景,运用ABAQUS有限元软件建立三维实体模型,分析施工过程中新托换桩位移和弯矩变化情况。设置切除旧桩前、刚切除旧桩后以及切除旧桩并向前掘进一定距离3种工况,提取3种工况下新托换桩的变形和弯矩进行分析,进而对直接盾构切桩掘进方案的合理性进行评价。计算结果表明:1)盾构掘进切除旧桩造成托换桩垂直于隧道轴线方向的最大变形发生在隧道上方约2.5m处,沿隧道轴线方向的最大变形发生在桩顶;2)托换桩桩身最大弯矩出现在隧道断面深度范围内,最大值可达到600kN·m以上,因此桩基设计时,不仅要进行正截面受压承载力验算,还需进行受弯承载力验算。

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。

盾构刀具形状对切削桩基影响及刀具选型研究

依托沈阳地铁4号线沈阳北站站至皇寺路站区间隧道工程,针对盾构切削大直径混凝土桩的特殊工况,利用LS-DYNA数值仿真软件研究分析了刀具刃角与刃宽对刀具受力的影响,并对切桩刀具贝壳刀进行了尺寸优化。研究结果表明:⑴刀具切削钢筋时,刃宽的改变仅影响刀具的受力大小,不改变切削反力随时间的变化趋势。随着刃宽的增加,切削反力增加,且增加趋势明显。⑵刃角的改变不影响切削反力随时间的变化。随着刃角的增大,切削反力逐渐增大,但刃角增大随切削反力的增大不明显。⑶刀刃前角-45°、刃宽5mm、刃角90°的贝壳刀可以作为盾构施工时钢筋混凝土桩基的切削首选刀具,其对于钢筋切削具有较好的适应性。

地铁盾构隧道切桩穿越建筑群的沉降影响分析

地铁盾构隧道通常不可避免地会穿越城市密集的建筑楼群,盾构切桩穿越会对住宅楼的形变产生较大的影响。本文使用TS30测量机器人对深圳某小区的9—13号楼群在盾构切桩穿越过程中进行了实时动态监测。监测结果表明:同一幢建筑物上的监测点变化趋势基本一致,离中线越近,沉降变化越大,反之沉降较小;相同距离切桩数量越多,相应建筑变形越大;刀盘到达监测点正下方切桩时,下沉突然增加,此时下沉速度最快,达1.49 mm/m;刀盘脱离房屋时,下沉继续增加,从刀盘进入房屋到盾尾脱离房屋期间,累计下沉占总沉降量的60%以上;房屋长边上监测点距中线垂直距离大于15 m时,沉降值小于5 mm,可以减少监测布点个数;距离大于30 m时,沉降值小于3 mm,可以不再布设监测点。这些研究可为后期建立盾构隧道不同埋深时与建筑物沉降的函数关系提供数据资料,也为以后盾构切桩穿越既有建筑群变形监测点优化设计提供宝贵实践经验。

泥水盾构机切削大直径桥桩控制参数分析

文章以南昌地铁某盾构区间隧道切削桥梁单桩基础为背景,通过数据分析,介绍了泥水盾构切削大直径桥桩的施工控制参数。分析结果表明,切桩时宜调低刀盘转速和推进速度,降低刀盘扭矩和推力;宜上调泥浆比重,下调黏度。为防止切削下的桩体钢筋影响刀盘正常转动,宜在盾构超过混凝土保护层适当距离后,停机进仓检查或清理一次。

盾构直接切除大直径桩基的试验与工程实践

为研究盾构直接切削大直径桩基的可行性、评价滚刀和切刀的切桩性能、获取盾构切桩的关键掘进控制参数,进行盾构直接切削大直径桩基的模型试验。研究结果表明:1)盾构切除大直径桩基宜采用“低推进速度,高转速”的磨桩方式,刀盘推进速度建议取3~5 mm/min,刀盘转速建议取1.0~1.2 r/min;2)滚刀对混凝土的切削效果较好,切刀对钢筋的切削效果较好;3)混凝土强度越高,滚刀对钢筋的切割效应越好;4)滚刀切桩时,刀盘轴向振动作用明显,在低推进速度和低转速下,其刀盘的振动小于切刀切桩时刀盘的振动;5)切刀切桩时,刀盘环向振动强烈,在高推进速度下刀盘易卡顿,提高转速可减少刀盘卡顿。

盾构区间隧道下穿高架桥桩基群施工技术与环境影响预测

针对北京地铁16号线盾构区间隧道下穿万泉河高架桥桩基群工程案例,结合对既有桥梁结构形式、周边环境以及现场作业空间的分析,提出了桩基托换以及盾构直接切桩的施工方案,研究了在确保既有桥梁结构正常使用功能条件下盾构穿越既有桥梁的桩基托换技术,借助三维数值模拟计算了盾构下穿施工对桥梁桩基的影响规律。计算结果表明,横断面方向的差异沉降量和倾斜量明显大于纵断面方向;当一个桩基位于隧道正上方,而另一个位于远离开挖隧道的位置时,差异沉降量值最大。

基于地铁隧道轮廓线内的桩基处理方案对比分析

成都轨道交通17号线二期项目起于机投桥站,止于高洪站,线路总长24.76 km,均为地下线,共设地下站18座,设计速度140 km/h,共投入22台8.6 m大直径盾构机施工。其中踏水桥站—二仙桥站区间隧道下穿既有7号线二仙桥站主体结构,区间隧道拱顶距既有7号线结构底板净距仅1.5 m,同时7号线的施工的围护结构和临时立柱桩侵入17号线二期隧道线界,并面临超近距离侧穿市政匝道桥桩和上覆复杂管线及老旧建筑物等复杂条件制约,因此需要提前采取措施。论文以拔桩、暗挖、顶管取芯、盾构切桩等几种工法为例,从安全风险、难易程度、时间周期、经济性等几方面进行了综合论述,同时阐述了各种工法的利弊风险,为以后类似项目提供借鉴经验。