盾构隧道近距离侧穿立交桥桩基的变形影响分析

[目的]盾构掘进会引起附近桥梁基础发生位移变形,降低桥梁基础承载能力,为此结合某工程实例对盾构隧道近距离侧穿桥梁桩基的变形影响进行研究。[方法]依托合肥地铁5号线盾构侧穿立交桥桩基工程,建立三维数值模型,分析盾构施工引起的桩基横向水平位移、纵向水平位移以及桩基沉降规律。[结果及结论]研究结果表明,桩底横向水平位移呈现“离开—靠近—离开”隧道的动态变化,桩身横向水平位移近似“C”形扰曲曲线,位移沿桩深呈先增大后减小的变化趋势,极值位于桩深9~10 m处。桩底纵向(平行隧道轴向)水平位移表现为“双峰”形曲线,盾构通过桩基后,桩身发生与掘进方向相反的纵向位移,在盾构通过桩基12 m后桩身纵向水平位移出现回弹变化,表明盾构掘进对桩基的纵向变形影响一定程度上是可逆的。桩基沉降变化呈陡峭趋势,同侧桩基距离隧道越近沉降越大,且远侧隧道开挖会引起桩端二次沉降,最大沉降值发生在4号桩基桩底处,沉降值为4.94 mm。

轨道工程高架桥桩基础注浆加固施工技术

桥桩的稳定性与承载力直接影响到桥梁的安全与使用寿命。以重庆市公轨共建高架桥项目为例,施工单位利用声波探测法对P3桥墩桩基进行自检,发现桥墩部分桩基声波检测异常,为提高桥梁桩基基础承载能力,采用桩基注浆技术进行加固,加固后用声波检测和钻芯检测对桩基的承载力进行检测。结果显示:通过注浆加固,声波检测恢复正常,本次注浆加固效果显著,有效提高了桥梁桩基基础承载力。

顶管近距离穿越对近接高架桥桩施工的影响研究

为确保顶管近距离穿越施工的安全性,需要分析近接高架桥桩施工受顶管施工的影响。本研究提出顶管近距离穿越对近接高架桥桩施工的影响研究方法。通过分析顶管近距离穿越项目的概况,获取顶管施工区域与高架桥之间的位置关系;并论述顶管近距离穿越施工过程中产生的土体扰动效应;最后,应用线弹性模型和Mohr-Coulomb模型建立了顶管有限元模型和高架桥有限元模型,根据设计的顶管近距离穿越施工流程展开数值模拟。所提出方法的模拟结果与实际结果基本相符,该方法具有较高的模拟精度。

深厚软土地区高架桥桩基承载能力及沉降预测

文章提出了支持向量机模型对桩基极限承载能力进行预测的方法,结合自平衡法测试结果向静载试验的桩顶荷载-位移曲线转换方法,对桩基的沉降进行了预测分析。结果表明,采用该方法能够有效地预测桩基的承载能力和沉降情况,为高速铁路高架桥的设计、施工及运营提供了重要的理论依据和技术支持。

高架桥桩基加载顺序的力学响应分析

为了研究桩基加载对高架桥结构的力学响应以及变形规律,文中采用ABAQUS仿真施工软件对高架桥结构桩基加载施工作业进行模拟,并对不同工况下桩基施工对高架桥稳定性进行分析。并以青岛东岸产业园区高架桥建设项目为依托,将现场监测数据与文中模拟施工数据对比,结果表明:现场监测数据与数值模拟结果趋势相同、位移差异不大,验证了文中方法的准确性,为地铁施工稳定性分析提供了一种新的方法。

人工岛填筑对紧邻高架桥桩基受力影响与填筑方案研究

深中通道工程东人工岛在广深沿江高速高架桥下方填筑施工,为了解其施工对紧邻高架桥的影响并选取合理的填筑方案,对采用不同分层填筑厚度、顺序、方向的填筑方案进行有限元分析比选;对最终采用的填筑方案中桩基水平位移、固结沉降进行监测,并对固结沉降简化计算方法进行研究。结果表明:填筑方案的选取应以桩基水平位移为主控项目;对于锁口钢管桩+内支撑保护形式的桩基,采用先围护内填筑较先围护外填筑的桩基水平位移小,横桥向交替填土较顺桥向交替填土的桩基水平位移小,分层填筑厚度0.5 m较1.0 m的桩基水平位移小,钢板桩+内支撑保护形式桩基也有类似规律;先内后外、横桥向分层交替填土、控制填筑厚度的填筑方案为最优方案。监测结果显示:该填筑方案可有效控制桩基水平位移,实现了既定控制目标;提出的固结沉降简化计算方法可用于可行性研究阶段中类似土层固结沉降的初步估算。

孟加拉国沉积层地质不同护壁泥浆对桩基承载力的影响研究

孟加拉国帕德玛大桥铁路连接线桥梁包括混凝土箱梁高架桥和简支钢桁梁桥2种形式,桩基类型均为钻孔灌注桩。项目沿线地质均为第四系沉积层。为给工程桩设计提供参考,分别采用传统膨润土泥浆、改良PHP膨润土泥浆和化学泥浆施工试验桩,选择代表性试验桩分析地勘数据和静载试验的桩侧阻力,并提出相应的桩基承载力参考标准。结果表明:试验桩的地勘桩侧阻力相近,但静载试验桩侧阻力差异较大;采用传统膨润土泥浆施工,单位面积极限桩侧阻力仅能达到地勘值的51.3%,采用改良PHP膨润土泥浆和化学泥浆能够大幅提高单位面积极限桩侧阻力,分别可达到地勘值的1.04倍和1.485倍;采用传统膨润土泥浆、改良PHP膨润土泥浆和化学泥浆施工,单位面积极限桩侧阻力分别为31.0,60.9,91.7 kPa,可作为类似桩基设计和施工的参考标准。基于试验结果,全线混凝土箱梁高架桥的工程桩设计均采用改良PHP膨润土泥浆施工,简支钢桁梁桥的工程桩设计均采用化学泥浆施工,且验证性荷载试验结果显示全部抽检工程桩的承载力均满足设计要求。

地铁区间隧道下穿邻近高架桥桩基础变形分析

[目的]隧道侧穿或下穿高架桥的施工情况及相关研究越来越多,但是对于双隧道下穿临近高架桥且以粉土为主要成分地质条件的案例研究较少。[方法]本研究以深圳地铁7号线西丽~珠光(DK2+420~DK5+190)段盾构区间下穿高速高架桥为背景,建立三维数值计算模型对墩顶位移和离隧道最近桩节点位移变化进行分析研究。[结果]研究表明:墩顶横向位移在先行隧道贯通前逐渐增大,但随着后行隧道的开挖,桩基两侧的土体产生的土压力逐渐平衡,墩顶横向位移逐渐减小,向初始位置靠近;墩顶纵向位移随着隧道开挖逐渐增大,位移方向同盾构掘进方向相反;墩顶竖向位移随着盾构掘进逐渐增大;双隧道两侧桥桩横向位移随着隧道的开挖和墩顶力的共同作用,位移逐渐增大,左右线贯通后达到最大值,但双隧道中间桥桩随着右侧隧道掘进,由于两侧土体产生的土压力逐渐平衡,横向位移逐渐减小,向初始位置靠近。[结论]下穿邻近高架桥的粉土地层的地铁隧道,应根据其工程变形规律,避免对既有工程造成影响,本研究对于同类型工程设计和研究具有一定参考。

盾构近距离下穿铁路桥墩的加固措施研究

地铁盾构隧道下穿既有铁路桥梁桥墩施工不可避免地会对周边岩层产生一定的扰动,导致铁路线路的不平稳,进而危及行车安全。以济南地铁9号线工程下穿济莱正线及济南东站铁路枢纽为例,通过Abaqus软件建立数值模型,模拟在不加固、钢管桩加固、钻孔桩加固3种工况下,盾构隧道下穿高速铁路桥梁桥墩引起的变形情况。结果表明:①无加固措施情况下地铁右线盾构施工引起的济莱59#墩的水平位移3.6 mm不满足设计要求;②考虑隔离桩及加固措施后,墩顶变形进一步减小;③钻孔桩隔离与钢管桩隔离方案对墩顶的变形控制效果接近,根据工程经济性及现场地质条件,采用钢管柱加固措施较为合适。研究成果可为同类型工程施工设计提供参考。

地铁深基坑开挖对旁侧桥桩的影响分析

文章以南京地铁7号线窑上村站地铁深基坑施工为工程背景,采用岩土专业有限元软件MIDAS GTS NX,建立考虑基坑支护结构、基坑降水、周围土体、高架桥桩相互作用的三维整体计算模型,把模拟结果与实际监测数据进行对比分析,验证了模型的适用性,分析了车站主体结构开挖对围护结构变形、地表沉降、桥桩变形的影响。

隧道近距离开挖对既有高架桥的安全评估

为了确保施工过程中高架桥可以正常使用,在隧道盾构施工前对高架桥的安全评估极其重要。利用数值模型分析盾构施工下穿高架桥全过程,通过对桩基础的差异性沉降及土体变形等进行分析,得出评判依据。结果表明:灌注桩和承台与周围土体存在摩擦力,影响土体沉降;盾构开挖面临近及穿越桥桩时,桥桩水平和竖直方向开始出现位移,并逐渐变大;桩基础轴线与开挖面的距离越近,水平和竖直方向位移变化量越大。通过基础差异性沉降限值作为评估标准,得出高架桥在隧道盾构施工过程中可以正常使用,该安全评估方法可为实际工程施工提供可行性指导。

盾构隧道侧穿高架桥对桩基的影响分析

福州地铁5号线一期工程多次穿越长桩基群,具有扰动多、距离近、受力情况复杂等特点。为进一步研究盾构隧道侧穿高架桥对桩基的影响,采用数值模拟手段,对施工前后的桩基群进行了结构内力和变形特征分析,并进一步研究了不同地层损失率对桩基群受力和变形的影响。结果表明:桥梁下的桩基可以减少地表的沉降范围和沉降程度;桩基的变形和受力主要受到埋深和桩隧间距的影响;地层损失率越大,桩基的最大水平位移和桩基两端竖直位移的差值越大,桩基所受最大轴力和最大弯矩也越大;当地层损失率在特定范围内时,地层损失率每增加0.1%,桩基最大水平位移大约增长1 mm,桩基所受最大弯矩大约增长93 kN·m。研究结果为类似工程开展相关工作提供了一定参考。

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。

双地铁基坑开挖对邻近高架桥桩基础的影响

为研究不同工况下双地铁基坑开挖对邻近桥桩基础的影响,采用有限元分析法,通过二维模拟寻找规律、三维模拟验证计算结果的思路,绘制出多工况下桥桩基础的变形曲线,并得出桥桩基础变形规律,以及满足桥桩基础变形限值要求的加固范围;揭示了预留低承台条件、调整基坑开挖顺序、加大基坑自身刚度等方法对控制桥梁基础变形的作用。研究表明,桥桩基础的竖向位移随着注浆深度的增加呈逐渐减小的趋势,当加固深度达到围护桩底以下1 m时,沉降值满足4 mm的变形控制要求;相较于注浆加固、调整基坑开挖顺序等手段,增加基坑刚度仍是控制邻近桥桩基础水平变形最为有效的方法;通过提前预留桥梁低承台条件,可有效减少基坑开挖对桥梁基础沉降的影响。

管线基坑穿越地铁高架区间桥梁桩基影响研究

高架桥桩基的变形、沉降对于高架桥的安全和稳定性都至关重要。以北京地铁S1线区间高架下穿泵站管线为背景,采用有限元软件建立了土体、地埋管线、高架桥结构一体的三维有限元模型,通过仿真分析管线基坑施工对桩基结构的危害,计算得到桩基变形量、变形位置并与规范标准对比,有益于后续类似工程的设计施工。

地铁高架桥单桩基础垂直度最小二乘拟合法研究

为了解决地铁高架单桩基础施工过程中桩基垂直度监测结果误差大、实时性差、难以定量评价等问题,提出一种基于最小二乘圆曲线拟合的垂直度计算方法。利用单桩基础为标准圆形的特性,取不同高度截面的圆形曲线,利用最小二乘法拟合出各圆曲线的圆心坐标和半径长度,再根据截面分布关系解算出单桩基础的垂直度。在武汉地铁2号线北延线跨越马家湖大桥施工中,对该算法进行实际检验,并与最终验收测量结果进行比对。研究结果表明,单桩基础的截面法观测结果与水准法接近程度良好,差值小于1.5‰,验证了该算法的精确度和可靠性。

广州地铁盾构下穿对近接高架桥桩基的影响分析

运用MIDAS/GTS三维有限元分析软件,模拟了盾构隧道动态施工对近接高架桥桩基的影响,重点分析了桩基水平位移及沉降的发展规律,为盾构安全通过提供依据。研究表明:两侧桩基水平位移在隧道范围内呈现明显"凹槽";盾构推力是影响桩基水平位移的重要因素,对沿隧道方向水平位移的影响较沿垂直隧道方向大,对桩基沉降影响较小;工程拟定袖阀管注浆加固措施将引起桩基产生附加沉降,对桩基水平位移控制无明显效果。分析结果认为,在不采取袖阀管注浆加固措施情况下,合理选取盾构推力,可完成盾构隧道对近接高架桥桩基的安全穿越。

高铁运行引起的高架桥群桩基础地面振动衰减分析

采用多质点弹簧-阻尼模型模拟列车,将板式轨道运动学方程引入到桥梁模型中,推导了桥梁振动半解析模型,结合群桩基础模型,建立了列车-轨道-桥梁-桥墩-群桩基础半解析耦合模型。基于傅里叶变换和频域内弹性半空间Green函数求得高铁高架桥群桩基础地面波动场,研究了上软下硬和上硬下软地基环境振动规律,分析了桩径、桩长对地面振动衰减的影响。结果表明:车速较低时,轨道中心处上硬下软地层比上软下硬地层振动大;上软下硬地层,车速较高时因接近表层软土剪切波速而增大地面振动,故应避免车速接近表层土的剪切波速;群桩基础地面振动随桩长和桩径增大而增大,且车速越大地面振动增速越快;桩体具有好的减振效果,群桩范围内地面振动由于几何阻尼和桩体散射作用迅速衰减,且桩径越大振动衰减速度越快,但受桩长影响较小;群桩基础外上硬下软地层比上软下硬地层的地面振动幅度小,表明上硬下软地层减振效果好;合理设计桩基可控制轨道中心处地面振动,并能有效降低高架桥远处的环境振动。

城市高架桥群桩基础沉降量计算评价

探讨城市高架桥群桩基础沉降量计算评价方法,为桩基沉降安全评价提供理论依据。在详细总结深厚软土层区群桩基础沉降的影响因素和目前工程中常用的沉降量计算方法的基础上,针对具体的工程实例采用等代墩基法、等效作用分层总和法、弹性理论法以及Flac 3D数值模拟方法分别计算了高架桥群桩基础的沉降量和应力位移场变化规律,并与实测数据进行对比分析。结果表明,采用弹性理论法和等代墩基法计算沉降量与实际吻合较好,等效作用分层总和法和数值模拟方法计算结果虽然偏大,但应用的范围较广。至少3种方法得到的沉降量均小于允许值,才能判定沉降量满足安全要求。

近距离开挖卸荷条件下运营地铁高架桥墩响应研究

上海地铁12号线龙漕路车站基坑下穿运营3号线高架,施工条件受限,需要对位于基坑中间的高架桥墩进行保护以确保3号线运营安全。依托该工程,采用精细化三维数值分析、室内试验和现场实测等方法,对近距离开挖卸荷引起的高架桥墩响应进行研究。监测结果表明:软土地层高架桥墩在近距离开挖卸荷影响下均产生上抬,与数值分析结果吻合;桥墩水平位移总体上朝向卸荷一侧,但发展过程中震荡明显且位移较大,位移终值基本符合数值分析的预估值;近距离卸荷导致桥墩基础桩极限承载力有轻微的损失,但基本不会威胁高架桥的安全;长期沉降表现为半周卸荷条件下上抬可略有恢复,全周卸荷下则不会恢复。