地铁隧道下穿城市既有桥梁的数值模拟分析

为分析地铁隧道下穿既有桥梁的影响,以广州地铁某盾构隧道下穿既有桥梁为工程背景,建立三维有限元模型,分析了盾构隧道掘进施工对土体位移、隧道变形及桥梁变形的影响。通过数值模拟分析得出:土体位移、隧道变形及桥梁变形均满足变形控制标准要求,因此盾构隧道掘进施工不会危害桥梁结构的正常运营,既有桥梁在隧道掘进施工过程中是安全的。

超低净空桩基托换和拔桩清障施工技术研究

为实现既有桥梁超低净空桩基托换和拔桩清障,以浦东机场南回转匝道为研究背景,提出了一种超低净空桩基托换和拔桩清障施工技术。应用有限元软件模拟复杂托换结构体系,验证了超低净空桩基托换和拔桩清障施工方案的可行性;针对超低净空边界,采用PLC同步顶升技术,将无法通过常规吊装就位的钢托架安装到最终设计高度;为确保桥梁受力体系不受影响,原位顶升托换连续箱梁,采用钢抱箍体系,解决新建桥墩接高技术难题;采用自行研发的履带式升降拔桩机,配合模块式钢护筒,解决超低净空拔桩清障和施工工效问题;施工全过程采用实时监测技术,保证基本不断交条件下的结构稳定及安全。实践总结的经验,可为类似工程提供借鉴。

上海轨道交通市域线下穿桥梁桩基托换施工技术与监测

依托上海轨道交通市域线机场联络线工程JCXSG-13标南回转匝道托换工程,为确保受力转换过程中桥梁结构安全,结合对既有桥梁结构形式、现场周边环境以及监测数据的分析,详细对桥梁桩基托换施工过程中施工技术、监测内容、监测数据、测点布置进行了研究,对监测结果进行对比分析。施工监测结果表明,所采用桩基托换设计、施工方案可行,桩基托换过程中未发现肉眼可观测的裂缝发生,混凝土梁竖向变形、主纵梁挠度以及钢立柱水平竖向位移基本设在控制值范围内,顶升过程中结构受力稳定、沉降在可控设计范围内,最后给出相关桩基托换设计和施工建议,可为类似工程提供借鉴。

基于数值模拟的抗拔桩力学性能研究

基于FLAC3D有限元软件,分别对普通抗拔桩和托底抗拔桩进行数值模拟,对比研究两者的荷载-位移规律,主要分析桩体弹性模量和侧摩阻力折减系数的影响。研究结果表明:桩体弹性模量越大,抗拔桩桩顶位移量越小,但弹性模量不会影响抗拔桩的极限承载力;托底抗拔桩和普通抗拔桩的荷载-位移曲线相似,但托底抗拔桩会显著降低桩顶位移,差异在于两者的荷载传递方式;抗拔桩的荷载作用存在一个区间,为极限承载力的14%~82%,此区间内托底抗拔桩相比普通抗拔桩桩顶位移减少比例基本不变。

微型钢管桩托换已有建筑物桩筏基础的应用研究

为了研究微型钢管桩托换加固已有桩筏基础建筑的实际应用,以三门峡市某已有桩筏基础建筑物的基础托换工程为例,对已经产生倾斜的16层已有建筑物进行事故原因分析,结合以往实际工程案例经验以及各加固方法优缺点对比,最后采用微型钢管桩托换基础和外扩筏板基础相结合的加固方案。通过单桩竖向承载力计算、稳定性计算以及现场原位试桩,确定微型钢管桩施工工艺以及控制参数,利用现场沉降位移监测,对托换加固方案效果进行评价。结果表明:微型钢管桩托换和外扩筏板基础相结合的加固方案不仅施工工期短,加固机理明确,而且施工期间对建筑物扰动较小,综合加固效果显著;根据监测数据,测点DX1、DX2和DX7处累计沉降量相对较大,其中测点DX1处最大累计沉降位移为-81.1 mm,测点DX7处最大日均沉降为-1.23 mm;被加固的已有建筑物在施工完微型钢管桩大约15 d以后,日均沉降位移稳定控制在0~0.05 mm·d^(-1)之间;研究成果可为填方区地基不均匀沉降加固设计提供一定的参考。

隧道下穿桥梁洞内桩基托换及变形控制研究

研究目的:隧道洞内桩基托换技术比常规桩基托换受力情况更复杂,施工控制难度更大,而目前施工过程中桩基的受力及位移响应规律缺乏研究。本文结合武汉地铁5号线下穿桥梁洞内桩基托换工程监测数据,通过建立三维数值仿真模型,对整个洞内桩基托换过程中桩基的沉降变化情况及其规律、摩阻力的分布及变化规律进行分析。研究结论:(1)洞内桩基托换过程中桩基的沉降及桩侧摩阻力的变化与地层扰动的程度及二衬结构的施工密切相关,隧道开挖至桩基正下方时桩的沉降发展最快,并在桩身下部出现负摩阻力;随着二衬结构的施工,桩的沉降趋于稳定,侧摩阻力沿桩身分布与初始状态相似;(2)卸荷开挖影响范围为开挖面前后3倍洞径,先行隧道施工后地表沉降曲线呈现为“V”形,随着后行隧道的施工沉降槽曲线形状呈现为不规则“U”形;(3)加厚注浆加固圈能有效改善对桩周土的扰动,控制桩基沉降;减小开挖步距也能减少对桩周土体的扰动,改善托换过程中桩基受力状态;限制桥面交通来减少桩顶荷载的措施,在本工程中发挥作用有限;桩底预留泥岩柱在有超前支护工况下发挥作用很小,只有在无超前支护工况下,由于开挖方案对桩周土扰动较大,岩柱才会发挥较大作用,但在施工过程中考虑一些不可预见因素的影响,桩底预留岩柱还是很有必要的;(4)本研究成果可为研究洞内桩基托换过程中隧道、桩和地层的相互作用规律提供借鉴,并为实际工程应用提供参考。

隧道下穿既有高架桥对桩基的影响

基于隧道下穿既有高架桥工程背景,为保证施工过程结构的安全性,隧道下穿部分桥梁进行桩基托换。通过建立三维数值模型研究了桩洞水平距离的影响。研究表明,托换桩基的承台的作用使得中心位置处的地表沉降值有所降低,而在远离中心位置处的地表出现沉降增加的现象。桩洞水平距离主要对托换桩基的水平变形和原有桩基竖向变形有显著影响,增大桩洞水平距离虽能减小托换桩基的水平变形。综合安全性和经济性,本工程的合理的桩洞距范围为1.0m~2.0m。隧道横断面方向的桥台差异沉降起控制作用,隧道施工时需加强监测,控制盾构掘进参数,控制出土量,保证桥梁结构安全。

微扰动增强型锚杆静压桩在高层建筑桩基控沉处理中的应用

高层建筑桩基须满足其在结构自重、活荷载、地震作用、风荷载等作用于承台顶面的水平及竖向力和地基变形控制要求。因高层建筑荷载作用大、地基变形控制要求高,桩基础的安全度尤为重要。当桩基承载力不足时,会导致房屋出现较大差异沉降,将严重影响建筑物的安全,应采取合理的技术措施进行控制沉降处理。目前控制建筑物沉降较为行之有效的方法是补桩托换,降低既有桩基的承载量。通过采用微扰动增强型锚杆静压桩对某高层建筑进行控沉处理,对既有桩基承载力的评估分析、微扰动增强型锚杆静压桩桩身构造、桩基承载力计算、微扰动施工技术措施、桩基检测等方面进行了探讨和分析。桩基处理后检测结果表明,各项控制指标均满足相应规范要求,该技术方案可作为同类型工程的参考。

盾构隧道穿越城市立交桥桩基群施工风险分析方法及应用

依托成都地铁13号线娇子立交盾构隧道穿越立交桥桩基群施工项目,首先对盾构隧道施工过程中的典型高风险事件进行了识别分析,随后基于模糊数学理论和层次分析法,对该盾构隧道全过程穿越施工开展了风险分析,明确了施工过程中各风险事件的风险等级。该研究可作为盾构隧道穿越桩基群施工的预防措施和评估提供参考依据。

地铁暗挖区间下穿市政桥梁桩基托换方案研究

依托沈阳地铁3号线某暗挖区间下穿文化路立交桥工程,在工期、造价及对周边环境影响等角度对比分析明挖法进行桩基托换与暗挖法进行桩基托换方案的优缺点;从不影响地面交通角度出发,选择暗挖法进行截桩及桩基托换,通过风险分析确定暗挖风险处理措施,保证暗挖施工的安全性,并结合现场实施条件明确了桩基托换施工工序;最后,建立三维有限元模型,计算分析暗挖法桩基托换施工,计算结果表明:暗挖截桩方案施工引起的连续梁绝对沉降、差异沉降、倾斜及水平位移均小于桥梁变形预警值。

地铁盾构下穿桥梁的保护措施及影响性分析

以地铁盾构下穿市政桥梁工程为背景,介绍桥梁保护专项措施并对下穿施工的影响性进行分析评价。通过实施河道围堰、桩基托换及刀盘改造等专项措施,保障下穿工程顺利实施。采用MIDAS/GTS软件建立三维有限元模型,分析下穿施工对地表沉降及桥台、基础和隧道变形等的影响,结果表明:双线隧道施工引起地表沉降的分布符合沉降槽规律,注浆加固体的存在使地表沉降分布出现高平台,最大地表沉降量相应减小;盾构下穿主要引起桥台受弯及各段桥台间的错位,桥台各项位移指标满足规范控制要求;扩大基础和桩基总体发生沉降,沉降量控制在10 mm以内;隧道发生拱顶沉降及拱底隆起,在断桩集中荷载及水土压力作用下,隧道衬砌满足承载力及正常使用要求。

Numerical simulation and analysis of the pile underpinning technology used in shield tunnel crossings on bridge pile foundations

Currently,the pile foundation underpinning technology is widely used when underground transportation infrastructure passes through existing buildings or structures in urban areas.This study aims to investigate stress transfer mechanisms in pile foundations during an underpinning process as well as the influence of shield tunnel construction on pile stability.To this end,the pile foundation underpinning technology used in China’s Shenzhen Metro Line 10 crossing through the bridge pile foundation group of the Guangzhou-Shenzhen highway was analyzed in detailed.The refined numerical simulation of the pile foundation underpinning and shield tunnel construction processes were conducted using the fast Lagrangian analysis of continua in 3 dimensions(FLAC3D)software.The results demonstrate that after the pile foundation underpinned,the previous bridge load system of bridge panel→pile foundation→bearing soil would transform into a bridge panel→existing pile foundation→new underpinning pile→deep bearing soil stratum structure.The overlying load on the underpinned pile could be effectively transferred to a new underpinning pile.In the process of underpinning and tunnel excavation,the settlement and deformation of the foundation can improve the tip resistance and shaft friction of piles,which in turn,can reduce the maximum principal stress in the pile foundation group.The deformation of the bridge pile foundation is mainly caused by ground loss and excavation disturbance generated during shield tunneling as the settlement induced by pile foundation underpinning accounts for approximately 20%-30% of the total settlement.The reduction effects of settlement deformation,lateral displacement,and principal stress are mainly manifested in underpinning piles,while the non-underpinning pile exhibits minimal variation.Meanwhile,the deformation of the segment lining structure of the shield tunnel primarily occurs near the underpinning area of the pile foundation,and it is mainly settlement deformation with a small horizontal displacement.

三次托换技术在格构柱加固中的应用

针对因建筑使用功能调整而导致上部结构荷载增大,格构柱承载力不足的问题,提出了融合H型钢桩和钢管桩托换、液压千斤顶动态加载、格构柱侧向支撑设置、信息化监测的三次托换技术进行加固处理。结果表明,H型钢桩和钢管桩的托换实现了对格构柱的有效加固,施加的侧向支撑能确保地下土体开挖过程中格构柱的稳定性,信息化监测可以保证施工效果达到预期加固效果,总结的经验可供类似工程参考。

厦门第二东通道现浇隧道结构托换运营BRT桥桩受力体系转换研究

为分析利用现浇隧道结构托换运营桥梁时托换荷载的传力路径及受力体系转换规律,基于厦门第二东通道(翔安大桥)枋钟路明挖暗埋隧道下穿运营BRT高架桥工程实例开展研究。建立桥墩竖向位移、隧道结构及桩基钢筋应力的自动化监测系统,分析承台和桥墩沉降,以及隧道顶板、中侧墙、底板及隧道中墙处端承桩受力,揭示托换荷载传力路径及隧道结构受力体系转换规律;建立考虑预应力的荷载-结构简化计算模型,计算托换荷载下隧道结构内力变化,并分析预应力作用。结果表明:1)两托换桥墩分别产生3.30、4.22 mm沉降,受桥面刚度影响,邻近桥墩先于托换桥墩产生沉降;托换后,桥墩会在一定时间内持续产生缓慢沉降并趋于稳定。2)托换后桥梁荷载并非由隧道整体承担,其主要荷载由托换侧隧道顶板通过中墙和邻近侧墙传递至桩基上;底板不承担主要荷载,远离侧侧墙也不分担主要荷载。3)所建立考虑预应力的隧道荷载-结构简化计算模型变形和受力计算结果与实测值基本吻合,对比不考虑预应力时,预应力索抵抗了约25.7%的沉降。

地铁隧道盾构穿越高架桥桩基托换工程计算分析

为有效计算地铁隧道盾构穿越高架桥桩基托换施工前后桥梁承台及桩基受力的变化情况,保证桩基托换工程的顺利进行,现依托厦门市轨道交通6号线隧道盾构下穿跨杏林湾路高架桩基托换工程,结合桩基托换工程特点和工程现场的实际情况,利用MIDAS/fea与MIDAS/civil建立桥梁桩基托换三维数值模型和梁单元模型,并通过该模型对施工现场的桥梁桩基托换工程进行数值计算,重点分析桩基托换施工中新建承台及桩基承载力的变化情况。据此提出桩基托换施工质量的控制措施,保障桩基托换工程质量,为类似工程的顺利建设提供理论指导与参考。

MJS高压旋喷桩在盾构隧道下穿工程中的应用和造价分析

本文以某高速铁路盾构隧道下穿既有公路桥为工程背景,阐述了MJS高压旋喷桩在下穿结构物加固中相比于传统桩基托换工程的优势,并对其施工原理及施工工艺进行了详细的说明。现行铁路定额中尚无MJS高压旋喷桩相关定额,本文通过对相关市政定额分析比较并结合项目实际,综合分析MJS高压旋喷桩造价水平,为同类项目的MJS高压旋喷桩的造价确定提供研究思路和参考。

桥梁明挖基坑施工中桩基托换技术研究

针对桥梁施工中存在的差异性沉降,引入桥梁明挖基坑桩基托换技术,通过托换桥梁基坑开挖、防护处理、基坑托换桩、大梁施工、植筋及界面处理、体系转换、切桩、接桩及千斤顶拆除工艺,实现桥梁基坑明挖施工。通过工程实践表明:新的施工方法能够实现对差异性沉降值的有效控制。

盾构掘进遇既有桥桩截桩桥梁防护应用研究

随着城市地铁发展建设,地铁盾构区间隧道可能穿越各种既有桥梁桩基,地铁盾构隧道施工在穿越既有城市桥梁桩基时,必须确保新建地铁隧道工程自身结构安全,同时保证既有桥梁结构的安全。文章结合某地铁盾构区间隧道下穿桥桩基的具体情况,对该工程既有桥梁采取的施工技术方案进行分析,包括桩基托换、桥梁同步顶升及盾构掘进截桩施工的技术要点。通过对比、分析监测数据,证明采用该方法的可行性,为今后城市地铁区间盾构下穿既有桥梁桩基的施工提供参考。

上跨高架市政隧道基坑中大桥桩基托换影响研究

文章针对南京长江大桥桥南延伸段桥改隧工程与地铁区间隧道下穿交叉工程施工过程,建立了对既有上跨高架桥影响的仿真受力模型,模拟了基坑开挖过程及桩基托换加固等重要施工工序,研究了市政隧道基坑周围环境的变化规律。大桥桩基托换及市政隧道基坑工程数值模拟的定性分析为施工方案提供了指导意见,施工引起的上跨大桥桩基变形影响控制在了合理的安全性要求范围内。

某地铁叠落盾构区间下穿桥桩桩基托换做法

哈尔滨地铁3号线某叠落盾构区间与高架桥某桥墩下的3根桥桩发生冲突,为确保盾构顺利穿越和桥梁的安全,需要在盾构穿越前完成对桥桩的托换。因此,介绍了由大跨度、大厚度异形承台和桩基组成的托换结构的设计和施工相关内容;施工期间采用了稳定性更好、施工更方便的顶升元件主动托换对承台和桥桩同步顶升、预压,完成新、旧桥桩之间的受力转换;采用应急支顶系统对上部梁体进行了应急顶升,以补偿梁体沉降,保证了桥面行车的安全;采用自动化监测设备对桥梁变形进行了实时监测;还对封桩、旧桩与承台底连接的解除等内容进行了简要介绍;最后,给出了几点体会与建议。该工法可供同类工程参考。