盾构隧道对邻近建筑桩基影响的时间相关性
张晓春 吴逢春
(东南大学交通学院ITS研究中心,210096,南京∥第一作者,副教授)
摘 要 引入等代层的概念,并将扰动区土体处理为粘弹性介质,采用数值模拟的方法分析了盾构隧道施工后对邻近建筑物桩基的时间相关性影响。建立了隧道和邻近建筑及其桩基的力学计算模型,通过对特征时刻的桩基水平位移值的研究,分析了既有隧道和邻近建筑各计算参数对桩基的影响。研究表明,盾构隧道对邻近建筑物及桩基的影响是时间相关的,隧道在开挖后一段时间内对周边建筑及桩基产生影响,其影响时间的长短与周边土体的粘弹性性质以及隧道和邻近建筑的参数有关。
关键词 盾构隧道,时间相关性,邻近桩基,位移
中图分类号 TU441+.6
Time Dependence of Shield Tunnel on Ad jacent Pile Found a2 tion
Zhang Xiaochun,Wu Fengchun
Abstract By introducing in the concept of equivalent substitute layer,in which the soil is counted as a viscoelastic mass,the time dependence effect of shield tunnel on the ad jacent building’s pile foundation is analyzed through numerical method.Thus the mechanics model of shield tunnel and the ad jacent pile founda2 tion are set up.By studying the horizontal dis placement values of the pile foundation at characteristic times,the effect of com2 putation parameters of the existing tunnel and adjacent building is also analyzed.This research shows that the effect of shield tunnel on the adjacent building’s pile foundation is time depen2 dent,because the adjacent structure and the pile foundation are affected in a certain period of time even after the shield was ex2 cavated,and this affected time is related to the viscoelastic property of soil,the parameters of the existing tunnel and struc2 ture.
K ey w ords shield tunnel,time dependence,adjacent pile foundation,dis placement
First2author’s address ITS Institute,Trans portation College, S outheast University,210096,Nanjing,China
随着城市地铁线路的增加,地铁盾构隧道对周边结构物的长期影响已成为人们关注的焦点之一。廖少明等[1]结合上海地铁隧道近距离穿越工程实例,运用边界单元法模拟分析了掘进施工过程中盾构对已建建筑的影响,得到了其影响具有滞后性和累积性的特点。Yamaguchi[2],于宁[3],Soliman[4]研究了相邻平行隧道的相互影响。张晓春[5]分析了地下空间上方中厚软岩板静载弯曲时中面特性的时间相关性。大冢将夫、藤田进[6]对“竹冢雨水干线二号工程”随盾构推进地层和房屋建筑的动态变化情况进行了实地监测。尽管地下隧道对周边结构的影响研究已有不少成果,但对地下隧道对周边结构长时效应的研究还不多。
目前,城市隧道大多开拓在中厚层的沙层、软土层中,所产生的地质环境效应虽然缓慢,但缓慢的形变可能会产生突发性的灾害。所以,进行地铁盾构施工对周边结构影响的时间相关性研究将具有重要的理论意义和现实的工程价值。
本文引入等代层的概念,将其处理为弹性体,将扰动区土体视为粘弹性体,采用数值分析的方法,研究盾构施工对邻近建筑物桩基的长期影响,以期对设计和施工提供指导。
1 计算建模
1.1 工程概况
某地铁盾构隧道外径为6m,埋深20m,衬砌厚度0.3m;施工穿越一地表建筑,扰动区半径为6m。地表上的高层建筑为10层,长56m,宽19m,高40 m,每层楼面荷载20kN/m2;与隧道右边缘的水平距离最近处为3.5m,最远处为22.5m;上部结构为钢筋混凝土框架结构;基础采用混凝土桩,截面为正方形,边长400mm;桩距4.5m,桩长30m。
1.2 等代层的概念及参数取值
由于采用有限元法模拟盾构施工的实际情况比较复杂,在对计算结果影响不大的前提下,为了简化模型,在模型的建立中采用等代层的概念,如图1所示。
?
8
2
?
图1 等代层的概念
等代层是隧道周围土体扰动、隧道壁面土体向
盾尾空隙的移动及回填注浆作用的抽象概括,对一定的地层结构条件和施工工艺而言,其厚度及其力学参数是一定的。本文主要考察隧道周边土体的变形,将等代层处理为弹性介质。依据相关资料[7-8],其主要参数厚度取0.2m ,弹性模量为1.2MPa ,泊松比为0.2。1.3 土体本构关系与参数
为了简化模型,假设土体为单一粘弹性介质,弹性模量E =20MPa ,泊松比μ=0.4,密度d =1800kg/m 3,粘聚力c =19,内摩擦角Φ=20°,膨胀角Φf =30°。依据实际工程状况,设隧道扰动区半径为2R (R 为隧道半径)。对于扰动区内的土体,
考虑其
时间相关性,本构关系采用三参量粘弹性模型[9-10],取E H =20MPa ,E K =10MPa ,粘性系数η=4×1013Pa ?s 。1.4 计算模型
针对本文工程项目建设的具体情况,考虑到建筑物和隧道的走向一致,且在其纵向延伸方向上长度都较大,将问题简化为平面应变处理,并选取其垂直于结构物走向的断面作为计算剖面。计算模型如图2所示。隧道的衬砌、地表建筑和桩基础都是钢筋混凝土材料,弹性模量为30GPa ,泊松比为0.2,密度为2500kg/m 3
。
图2 计算模型
2 桩基位移的时间相关性分析
在实际工程中,对于邻近桩基,地铁盾构隧道工
程使其产生侧向变形的控制指标为2～3cm ,对于较规则的沉降和承受不均匀沉降能力较高的建筑物取较高的限值,相反情况则取较低的限值。本文选取桩基的水平位移作为研究对象。
计算模型中建筑物有5根桩基础,从左至右将
其编为1～5号,隧道使其产生水平位移u 。以1号桩基为例,u 随时间变化的情况如图3所示,时间由隧道完成后算起。由于建筑物发生了倾斜,所以桩基础的最大水平位移在顶部;深度越大,向左的位移越小。桩底向右的位移最大。桩基顶端处的u 随着时间的推移逐渐增加,且在前30天发展较快,此后增加速度逐渐减小;80天和150天的位移比较接近,且150天后趋于稳定,所以选取150天时的位移值进行研究。
图3 1号桩基位移的时间相关性
所有桩基在施工后和150天时的位移情况如图4所示。由于桩顶与建筑连接,所以5根桩稳定时的桩顶水平位移均为向左18mm 。桩底位移则不同,1号桩至5号桩依次为7.5mm 、5.7mm 、4.5mm 、4.1mm 、3.7mm ,1号桩最大。从变形的形状看,1号桩变形为曲线,往右各桩的变形渐渐趋于直线。可见,隧道对1号桩的影响最大。
分析桩基的倾斜和变形形状可见,隧道对独立的地表建筑和地下桩基的影响不同,产生的影响效果是相反的,如图5所示。图中虚线表示建筑物原来的位置,实线表示隧道施工引起的位移。隧道的施工,使得隧道周边的地层压力(即地表建筑左侧)损失,从而引起地表建筑左侧的压力减小,使其产生逆时针方向的倾斜;桩基础随着地表建筑产生同方向的转动,桩顶位移向左,桩底位移向右,即图中的影响效果一。从另一个角度看,地层损失使得邻近桩基中靠近隧道的一段左侧压力减小,从而产生向左的水平位移,导致地表建筑产生顺时针方向的转动,即图中的影响效果二。这两种不同的影响效果
?
92?
图4
桩基位移图
图5 隧道对邻近建筑影响效果图
同时存在,在计算参数不同时,起主导作用的影响效果也会不同。
3 计算参数对桩基位移的影响分析
由于隧道对1号桩(即距离隧道最近的桩基)的影响最大,所以选取1号桩在施工后和150天的水平位移值为研究对象,分析隧道和邻近建筑的各计算参数对桩基位移的影响。3.1 隧道计算参数的影响
隧道埋深对桩基位移的影响如图6所示。不同埋深情况下,起主导作用的影响效果不同,所以桩基位移的方向也有所不同。埋深较小情况下,
桩基顶端位移向右,底端向左,位移值不大,主要表现为第二种影响效果;埋深中等情况下,桩基顶端位移向左,底端向右,顶端位移略大,主要表现为第一种影响效果;埋深较大情况下,桩基两端的位移都向左,且位移值较大,须加以控制,中间的位移相对较小。
隧道和桩基的水平间距对桩基位移的影响如图7所示。位移最大值都在桩基顶端,方向向左,
间距越小,位移越大,但顶端位移差别不大。由于隧道周边的地层损失,桩基在靠近隧道的部分(深度为20m 左右)有向左的位移,间距较小的情况下较为明显,桩的弯曲程度也越大
。图6
隧道埋深对桩基位移的影响
图7 隧道和桩基的水平间距对桩基位移的影响
隧道的外径对桩基位移的影响如图8所示。外径越大,位移越大。外径较大情况下,桩顶位移很大,桩体倾斜相当严重,须加以控制。3.2 邻近建筑计算参数的影响
邻近建筑的高度对桩基位移的影响如图9所示。不同高度情况下,桩体的位移和变形特征类似,高度越大,桩顶的位移越大,桩体的倾斜越大,第一
?
03?
图
8 隧道外径对桩基位移的影响
种影响效果就越为明显。
邻近建筑的宽度对桩基位移的影响如图
10
所
示。不同宽度情况下,桩顶的位移基本相同,桩底略有不同;宽度越大,向左的位移越小。
楼面荷载对桩基位移的影响如图11所示。不同楼面荷载情况下,桩基两端的位移稍有不同,但差别不大,可见楼面荷载对桩基位移的影响较小。
桩基长度对其位移的影响如图12所示。不同长度情况下,桩基的位移差别较大。桩长较小时,桩底位于隧道上方,第一种影响效果使得桩顶产生较大的向左位移,第二种影响效果使得桩底也产生较大的向左位移,桩基中间部分位移则相对较小,使得桩基弯曲成图示的形状。桩长中等时,桩基有一部分在隧道之下,起主导作用的是第一种影响效果,桩顶位移向左,桩底位移向右。桩长较大时,桩基有较长的部分位于隧道之下,第二种影响效果较显著,且桩顶向右的位移较大。
桩基宽度对其位移的影响如图13所示。不同宽度的桩基础的位移主要区别在其上半段,宽度越
图9 建筑高度对桩基位移的影响图10 建筑宽度对桩基位移的影响
图11 楼面荷载对桩基位移的影响
图12 桩长对桩基位移的影响
图13 桩基宽度对桩基位移的影响
?
1
3
?
大,桩基的抗弯刚度越大,其弯曲程度则越小,向左的位移越大;而其下半段的位移基本相同。可见对于宽度较大的桩基,需要控制其顶端位移;对于宽度较小的桩基,需要注意其弯曲程度过大而引起折断。
4 结语
本文采用数值模拟的方法分析了隧道施工后对邻近建筑物及桩基的影响。选取施工后和150天两个时刻的1号桩基的水平位移值作为研究对象,得出以下结论:
(1)盾构隧道对邻近建筑物及桩基的影响是时间相关的,隧道在开挖后一段时间内对周边建筑及桩基产生影响,其影响时间与周边土体的粘弹性性质有关。
(2)隧道使邻近桩基发生弯曲变形和整体倾斜,且距离隧道最近的桩基变形最大。隧道对邻近建筑及其桩基有两种影响效果。两种影响效果同时存在,计算参数不同,起主导作用的影响效果不同。
(3)隧道与桩基水平间距越小其影响范围越大,地表建筑高度越大,桩基宽度相对就小、楼面荷载越大,桩基位移越大。但这些计算参数的取值变化,不会导致起主导作用的影响效果发生变化。其中隧道外径和地表建筑高度对计算结果的影响程度较大。对于建筑物截面宽度较小的桩基须注意控制其弯曲,以防折断。
(4)隧道埋深和桩基长度是两个较为特别的计算参数,它们的取值变化会使起主导作用的影响效果发生变化,而且桩基的变形特征变化很大。隧道埋深较小或桩基长度较大的情况下,桩基在隧道之下的长度较大,地表建筑顺时针方向倾斜,第二种影响效果起主导作用,反之则是第一种影响效果起主导作用。
参考文献
[1] 廖少明,余炎,彭芳乐.盾构近距离穿越相邻隧道施工的数值
解析[J].岩土力学,2004,25(增):223.
[2] Y amaguchi,Etal I.Study of ground2tunnel interaction of four
shield tunnels driven in close proximity in relation to design and
construction of parallel shield tunnel[J].Tunnelling and Under2
ground Space Technology,1998,13(3):289.
[3] 于宁,朱合华.盾构施工仿真及其相邻影响的数值分析[J].
岩土力学,2004,25(2):292.
[4] Soliman E,Duddeck H,Ahrens H.Two2and Three2dimension2
al analysis of closely spaced double2tube tunnels[J].Tunnelling
and Underground Space Technology,1993,8(1):13.
[5] 张晓春.中厚软岩板经在弯曲时中面特性的时间相关分析
[J].岩石力学与工程学报,2004,23(9):1424.
[6] 大冢将夫,藤田进.盾构掘进中地层及房屋的动态[J].隧道
译丛,1991
(1):25.
[7] 张云,殷宗泽,徐永福.盾构法隧道引起的地表变形分析[J].
岩石力学与工程学报,2002,21(3):388.
[8] 藤田圭一.从基础工程角度看盾构掘进法———地层的沉降与
松动[J].祝国荣,蔺安林译.隧道译丛,1985(5):49.
[9] 刘学增,朱合华.考虑动态施工过程的岩土介质横观各向同
性粘弹性反分析及其工程应用[J].岩土工程学报,2002,24
(1):89.
[10] 陈国荣,姜弘道,池永斌.三维粘弹性参数反分析[J].河海大
学学报,1996,24(6):25.
(收稿日期:2006-12-08) (上接第22页)
图3 轨道交通基础地理数据显示界面
参考文献
[1] 陈永华.可视化表达的若干关键问题的研究[D].郑州:解放军
信息工程大学,2000.
[2] 唐泽圣.三维数据场的可视化[M].北京:清华大学出版社,
1999:130-135.
[3] 张菊明.三维地质模型的设计和显示[G]∥中国数学地质进
展.北京:地质出版社,1995:158-167.
[4] 张菊明,孙惠文,刘承祚.局部间断拟合函数在地质曲面分析和
显示中的应用[G]∥中国数学地质进展.北京:地质出版社,
1995:14-23.
[5] ESRI.What’s new at Arc GIS9[EB/OL].(2006-12-22).
http:∥https://www.doczj.com/doc/2310716507.html,/produce/ESRI/arcgis9/whatnew9.
htm.
[6] 杨必胜.数字城市模型的三维建模与三维可视化技术研究
[D].武汉:武汉大学,2002.
[7] 陈能,江男,王梅珍.城市轨道交通基础地理信息系统的设计与
实现[J].城市轨道交通研究,2006(10):43.
(收稿日期:2007-03-09)?
2
3
?
盾构隧道下穿建筑物专项方案 一、编制依据 1、珠江三角洲城际快速轨道交通广州至佛山段工程18标南洲站?沥滘站区 间平纵断面及洞门设计布置图； 2、珠江三角洲城际快速轨道交通广州至佛山段18 标工程南洲站?中间风井建筑物调查报告； 3、珠江三角洲城际快速轨道交通广州至佛山段18 标工程南洲站?中间风井区间盾构推进监测方案； 4、《地下铁道工程施工及验收规范》 (GB 50299-1 999)(2003 年版)； 5、《盾构法隧道施工与验收规范》 (GB 50446-2008) 6、《建筑地基基础设计规范》 (GB 50007-2011) 二、工程概况 2.1 工程简介珠江三角洲城际快速轨道交通广州至佛山段南洲站?沥滘站区间(简称“南沥区间”)位于广州市海珠区。本次设计起点为南洲站，终点为沥滘站。 根据广东广佛轨道交通有限公司穗铁广佛建会【2012】68 号会议纪要，盾构从南洲站始发，中间风井吊出；再根据拆迁情况而实施从沥滘站始发，中间风井吊出。起点为南洲客运站、向东南方延伸，途经南环立交、沥滘水道，进入沥滘村。区间沿线地形平坦，地面高程为7.87?10.32m,沥滘村沿线密布建筑物群。 盾构区间上方主要有南环高速公路等构筑物；沿线两边主要有南洲大酒店 (A7)、大量居民房等建筑物。 工程由两台①6250海瑞克复合式土压平衡盾构机进行施工。先后施工上行线和下行线隧道，盾构从南洲站东端头下井始发，掘进至中间风井吊出。 本区间隧道由上、下行线两条隧道构成，区间最大覆土厚约32.2 米，最小覆土9.5 米。区间最小曲线半径为350 米，线间距约12.5 米。线路纵坡设计为双向坡，最大坡度为29%°。 本区间穿越海珠区南洲街三滘经济社、南洲二手车市场，穿越土层主要为<3-1> 冲洪积层—砂层、<3-2>冲洪积层—砂层、<4-1 >冲洪积层—粉质粘土、<4-2> 河湖相沉积层一淤泥质土、＜5-1＞可塑状残积层一粉质粘土、＜5-2＞硬塑状残积层—粉质粘土、＜6
盾构隧道下穿高铁施工变形控制 发表时间：2019-07-17T15:20:04.323Z 来源：《基层建设》2019年第13期作者：卢雨田[导读] 摘要：本文介绍了杭州至海宁城际铁路某区间盾构隧道下穿高铁桥梁工程的施工情况。 中铁第四勘察设计院集团有限公司湖北武汉 430000摘要：本文介绍了杭州至海宁城际铁路某区间盾构隧道下穿高铁桥梁工程的施工情况。由有限元建模分析和现场施工可得到结论：施工按照沉降控制和位移控制的要求，通过建立盾构试验段，设置隔离防护桩，掘进过程中结合现场监测数据，合理选择土压力、推进速度、同步注浆、二次补偿注浆等掘进参数，这一系列技术措施可有效保证地表沉降、桥墩位移处于可控范围，达到了预期的施工效果，为 后续工程和类似工程提供参考。 关键词：盾构隧道;有限元分析;隔离桩;穿越施工;现场监测 Abstract:This paper introduces the construction of shield tunnel under the high-speed railway bridge project of hangzhou-haining intercity railway. Conclusions can be drawn from finite element modeling analysis and on-site construction, according to the requirements of settlement control and displacement control, a series of technical measures such as the shield test section is established, and the isolation guard pile is set. Combined with the in-situ monitoring data during the excavation process, the soil pressure, propulsion speed, synchronous grouting and secondary compensation grouting are reasonably selected，which ensure the surface settlement, the displacement of the pier is in a controllable range, and the expected construction effect is achieved. Key words:shield tunnel; finite element analysis; isolation piles; crossing construction; in-situ monitoring 0引言 近年来随着城市轨道交通开发受到越来越广泛的关注[1-2]，盾构近距离穿越高铁桩基的问题就显得更为突出。杭州、无锡、南京等地的地铁施工都面临盾构超近距离穿越高铁桩基的情况，而高速铁路需严格控制变形，导致了盾构隧道下穿高铁工程施工的困难性、复杂性。而现在关于盾构超近距离穿越高铁桩基的工程经验相对较少，对于采用何种保护措施、怎样控制施工过程及效果如何等问题尚还处于探索阶段[3]。 本文结合杭州至海宁城际铁路(以下简称“杭海城际”)某区间盾构下穿高铁桩基的一个典型工程现场试验研究，先后进行有限元建模分析[4-5]，设置隔离防护桩，掘进过程中结合现场监测数据，合理选择盾构隧道掘进参数，最终完成该区段的施工，积累了处理该类型工程的经验，得出一些有意义的结论，可为高铁桩基周边盾构穿越施工行为的理论研究提供参考。 1工程概况 杭海城际是浙江省都市圈城际铁路网中的一条放射型线路，该铁路工程第四标段为海宁高铁站～长安镇站区间地下区间部分，其中穿越桐海特大桥段受影响桩基为575号、576号、577号共3根桥桩，运营里程DK129+461.518～DK129+526.918，区间隧道与桐海特大桥夹角约50°，下穿大桥段长约18m。每个桥墩由8根Φ1000钻孔桩支撑，桩长69～85m，左线盾构隧道距离桥桩最小距离为6.2m，右线盾构隧道距离桥桩最小距离为5.9m。杭海城际区间隧道与桐海特大桥相对位置关系如图1所示。 区段工程施工工法为盾构法，施工采用内径5500mm、外径6200mm、衬砌厚度350mm、环宽1200mm单圆盾构衬砌。衬砌环全环由六块组成，即一块小封顶块K、两块邻接块L和三块标准块B构成，环间采用错缝拼接方式，管片采用M30弯螺栓连接。盾构机选用德国海瑞克公司生产的S-997土压平衡盾构机，并配备同步注浆系统。 盾构区间全区间处在淤泥质黏土和粉质黏土的软土地层中，其中下穿高铁区段埋深约5.5m，属于浅埋盾构软弱地层高标准下穿既有高铁桥梁施工，施工难度大技术要求高。且根据上海铁路局要求，施工期间高铁限速至200km/h，桥墩变化值控制在1mm以内，为全线的重难点工程之一。 图1杭海城际区间隧道与沪杭甬客运专线桥梁平面关系图 Fig.1 Plane relationship diagram between Hangzhou-Haining inter-city tunnel and Shanghai-Hangzhou-Ningbo passenger line 本区段工程隧道主要穿越土层为④1层淤泥质黏土（土层厚1.2～14.0m，流塑）、⑤1层粉质黏土(土层厚2.2～7.0m，硬塑)和⑤2层粉质黏土夹粉土(土层厚约2.7～5.6m，可塑)。本区间工程地表水属上塘河水系，地下水类型主要可分为第四系松散土类孔隙潜水和孔隙微承压水。根据周边环境调查情况显示，盾构区间除高铁桥梁及高速桥梁外无其他建构筑物，周边以农耕地及荒地为主。 2施工变形控制 2.1隔离桩加固施工 盾构施工将不可避免的造成地层损失和引起周边土体的扰动，从而盾构上方土体及地面将产生一定的沉降，对邻近铁路桥梁将产生一定的影响。本区间隧道已进入铁路保护影响范围，为保证盾构能够安全顺利通过且不影响既有高铁桥梁正常运营，使地铁盾构施工对沪杭高铁桥梁的影响降到最低，拟采用在盾构下穿前在洞外设置隔离桩的防护措施，王国富等研究了采用合理形式的隔离桩对变形控制效果的可操作性、适用性[6-7]。
学院：土木工程学院 专业：土木工程 课程：地下建筑结构 班级： 09土木1班 姓名：吴諓 学号: 0917010195 2012年05月10日
盾构法简介 摘要：盾构法(Shield Method)是暗挖法施工中的一种全机械化施工方法，它是将盾构机械在地中推进，通过盾构外壳和管片支承四周围岩防止发生往隧道内的坍塌，同时在开挖面前方用切削装置进行土体开挖，通过出土机械运出洞外，靠千斤顶在后部加压顶进，并拼装预制混凝土管片，形成隧道结构的一种机械化施工方法。 关键词：盾构法适用范围 1. 盾构法简介 盾构法指的是利用盾构进行隧道开挖，衬砌等作业的施工方法。用盾构在软质地基或破碎岩层中掘进隧洞的施工方法。盾构是一种带有护罩的专用设备，利用尾部已装好的衬砌块作为支点向前推进，用刀盘切割土体，同时排土和拼装后面的预制混凝土衬砌块。 盾构是19世纪初期发明，首先用于开挖英国伦敦泰晤士河水底隧道。盾构机掘进的出碴方式有机械式和水力式，以水力式居多。水力盾构在工作面处有一个注满膨润土液的密封室。澎润土液既用于平衡土压力和地下水压力，又用作输送排出土体的介质。 盾构法施工具有施工速度快、洞体质量比较稳定、对周围建筑物影响较小等特点，适合在软土地基段施工。深圳地铁一期工程初步设计有三处采用盾构法施工，即罗湖-国贸区间，皇岗-福民区间，福民-金田区间。这几处均为软土地段，且具备盾构法施工的基本条件。 盾构法施工的基本条件：⑴线位上允许建造用于盾构进出洞和出碴进料的工作井；⑵隧道要有足够的埋深，覆土深度宜不小于6m；⑶相对均质的地质条件；⑷如果是单洞则要有足够的线间距，洞与洞及洞与其它建（构）筑物之间所夹土（岩）体加固处理的最小厚度为水平方向1.0m,竖直方向1.5m；⑸从经济角度讲，连续的施工长度不小于300m。 盾构机的组成：盾构机主要有五部分组成，壳体、排土系统、推土系统、衬砌拼装系统和辅助注浆系统。盾构机的壳体由切口环、支撑环和盾尾三部分组成，并与外壳钢板连成一体；排土系统主要是由切削土体的刀盘、泥土仓、螺旋出土器组成、皮带传送机、泥浆运输电瓶车等部分组成
论桥梁桩基施工技术陆生旭 发表时间：2018-11-01T09:31:40.150Z 来源：《建筑学研究前沿》2018年第15期作者：陆生旭[导读] 随着我国交通基础设施建设的快速发展，人们桥梁桩基础施工技术的要求也越来越高。摘要：近几年不论是高速公路还是国道省道甚至县乡公路都在如火如茶的建设中。面对如此大规模的基础设施建设、公路工程质量显得特别重要。从该工程的施工前准备、钻孔技术、钢筋制作及水下混凝土灌注施工工艺等几个方面详细介绍了桥梁桩基施工中关键的技术问 题，以积累桥梁桩基施工经验，保证桥梁桩基的工程质量和桥梁施工的顺利进行。因此，做好桩基础设计、施工中方方面面的工作，加强公路桥梁桩基础施工管理与控制，对于提升公路桥梁整体施工质量具有重要的现实意义。关键词：桥梁桩基础；特点；混凝土配制；施工质量问题控制 随着我国交通基础设施建设的快速发展，人们桥梁桩基础施工技术的要求也越来越高，对桥梁桩基础是桥梁的重要部位，其质量的好坏直接影响到整座桥梁的工程质量。桩基施工的隐蔽性造成了其在施工过程中存在较多不可预见因素，经常出现一些问题也就不可避免，如果这些问题不及时解决，将直接影响到桩基的工程质量，给工程造成损失。因此，桥梁桩基施工不仅需要利用已有的先进科学技术，还需要丰富的施工经验，对施工中出现的问题及时进行处理，以避免工程质量事故的发生。桩基础是现代桥梁工程中常用的深基础形式，它具有承载力高、沉降变形小、制作灵活方便和适用条件广泛等优点。但桩基础在实践应用中还存在有待改善的环节。因此，探讨针对公路桥梁桩基础施工问题的改善与控制措施值得探讨。 1.桩基础的特点分析 桩基础是最常用的一种深基础。当地基浅层土质不良，采用浅基础无法满足结构物对地基强度、变形及稳定性方面的要求，且又不适宜采取地基处理措施时，往往需考虑桩基础。承受竖向荷载的桩通过桩侧摩阻力和桩端阻力将上部荷载传递到深部土（岩）层，而承受横向荷载的桩则由桩身材料和桩侧土（岩）的弹性抗力来抵抗。根据工程的特点，桩可以发挥各种不同的作用。桩的作用主要有：（1）通过桩的侧面和土的接触，将荷载传递给桩周土体，或者将荷载传给深层的岩层、砂层或坚硬的粘土层，从而获得较大的承载能力以支承重型建筑物。对液化的地基，为了在地震时仍保持建筑物的安全，采用基桩穿过液化土层，将荷载传给稳定的不液化土层。桩基具有很大的竖向刚度，因而采用桩基础的建筑物，沉降较小且比较均匀，可以满足对沉降要求特别高的上部结构的安全需要和使用要求。桩具有很大的侧向刚度和抗拔能力，能抵抗台风和地震引起的巨大水平力、上拔力和倾覆力矩，保持高耸结构物和高层建筑的安全。（2）改变地基基础的动力特性，提高地基基础的自振频率，减小振幅，保证机械设备的正常运转。桩基础具有承载力高、稳定性好、沉降量小而均匀、抗震性能好等优点，而且桩基础能以不同的桩型和施工方法适应不同的水文地质条件、荷载性质和上部结构特征，因此具有良好的适用性。随着近代科学技术的发展，桩的种类和桩基型式、施工工艺和设备以及桩基理论和设计方法都有了很大的改进。桩基更成为土质不良地区修建公路桥梁及其它工民建筑物所广泛采用的基础型式。此外，从国内外的工程实践来看，采用桩基础便于实现基础工程的机械化和工业化施工，所以桩基础是一种具有广泛应用前景的深基础。随着建筑技术的发展，桩基础的应用越来越广泛的应用，其几乎可应用于各种地质条件和类型的大型桥梁等建设工程，尤其适用于建造在软弱地基上的构筑物。此外，在地震区、湿陷性黄土地区、膨胀土地区及岩溶地区，桩基础也是一种极为重要的基础型式。 2.提升公路桥梁桩基础质量，施工混凝土的合理配制是重要前提之一为了满足基础混凝土的基本要求，混凝土的配制是关键，公路桥涵施工技术规范对桩基础混凝土的材料和配制提出了具体技术要求，一般施工图设计也给出施工要求。结合近几年来在桥梁施工中的体会，归纳起来有以下几点：（1）水泥 矿渣水泥、火山灰水泥、粉煤灰水泥、普通水泥都可用于桩基础施工。水泥的初凝时间不宜少于2.5h。水泥的强度等级不宜小于32.5，使用高强度等级水泥不能减少用量，不能使用早强剂。（2）粗集料；可选用卵石或碎石。粗集料粒径最大应小于导管内径的1/6～1/3，但不应超过37.5mm。选用碎石时应提高3%～5%的含砂率，混合料含砂率一般宜采用40%～50%为宜。细集料；宜采用级配良好的中砂。级配应符合规范和设计要求。（3）最小水泥用量；规范规定每立方米混凝土中水泥用量应不少于350kg。强度和耐久性桩基础混凝土的强度与耐久性有密切联系。一般来说，强度高耐久性也高，强度取决于水灰（胶）比、水泥强度等级、水泥用量、粗集料的种类和性质及有无掺用外加剂等。根据有关资料和实践证明，桩基础混凝土的强度要比其他混凝土强度低，一般低50%～90%。 3.桩基础施工质量问题的控制（1）防止桩身断裂的质量控制桩身在施工中出现较大弯曲，在反复的集中荷载作用下，当桩身不能承受抗弯强度时，即产生断裂。当施工中出现断桩时，应以工程地质条件及桩所处具体结构部位为依据，采取补桩等方法予以解决。条基补一根桩时，可在轴线内、外补，补两根桩时，可在断桩的两侧补。柱基群桩时，补桩可在承台外对称补或承台内补桩。（2）关于沉桩达不到设计要求的质量控制有时沉桩达不到设计的最终控制要求。一方面，勘探点不够或勘探资料粗略，对工程地质情况不明，尤其是持力层的起伏标高不明，致使设计考虑持力层或选择桩尖标高有误，也有时因为设计要求过严，超过施工机械能力或桩身混凝土强度。另一方面，勘探工作是以点带面，对局部硬夹层或软夹层的透镜体不可能全部了解清楚，尤其在复杂的工程地质条件下，还有地下障碍物，如大块石头、混凝土块等。打桩施工遇到这种情况，就很难达到设计要求的施工控制标准。遇有硬夹层时，可采用植桩法、射水法或气吹法施工。桩如果打不下去，可更换能量大一些的桩锤打击，并加厚缓冲垫层。选择桩锤应以重锤低击的原则，这样容易贯人，可减少桩的损坏率。选择合理的打桩顺序，选用“之”字形打桩顺序，或从中间分开往两侧对称施打的顺序。桩基础工程正式施打前，应做工艺试桩，以校核勘探与设计的合理性，重大工程还应做荷载试验桩，确定能否满足设计要求。（3）防止桩顶碎裂的质量控制
盾构隧道穿越既有建筑物施工应对技术 文章摘要： 盾构隧道穿越既有建筑物施工应对技术摘要：随着近几年地下工程建设的不断发展,盾构施工技术已越来越成熟,特别是在城市轨道交通建设中更显示出其优越性。但是,对于盾构施工过程中穿越障碍物或近距离通过既有建(构)筑物的施工还缺少相应的工程实例,经验相对也较少。近年来,我国城市轨道交通建设发展迅速,但是面临着越来越复杂的周边环境和施工条件,因此研究和制定相应的施工技术和应对措施十分必要。文章针对盾构施工穿越城市内河、下穿既有隧道以及湖底施工、下穿古城墙等工程实例进行分析研究,提出了针对类似情况的应对技术措施。 1 引言 随着国民经济的发展和城镇化建设的加速,国内城市轨道交通建设发展也越来越迅速。在轨道交通建设中,盾构工法由于其优越性在国内的应用越来越多。为了使轨道交通尽快形成网络达到预期的规模效应,轨道交通的建设也在加速。随着初期单条线的建成,后续线路建设的难度会越来越大。同时,伴随城市规划建设,特别是通常伴随地铁建设的沿线开发的增多,工程建设所面临的是越来越复杂的周边环境,穿越障碍物或近距离通过既有建(构)筑物的情况也越来越多。工程施工时既需要对既有建(构)筑物进行保护,又要确保工程本身的安全性和进展顺利,因此对不同的情况采用相应的应对技术十分必要。本文以南京地铁施工中已成功完成的盾构施工穿越障碍物的几个实例为基础,研究分析相应的应对技术。 2 下穿既有河流 2.1 工程实例 金川河宽10.4m,河堤深4m, 水深1.3m,为污水河。盾构隧道与 该河近正交下穿通过,盾构机与 河床底净间距6.2m。该段 地质情况自上而下分别是:② -1d3-4粉细砂(3.5m)、②-2c2-3 粉土(约6.0m)、②-2b4淤泥质粉 质粘土(约3m)、③-2-1b2粉质粘 土(4m)、③-3-1(a+b)1-2粉质粘 土(约 4.7m)。隧道主要在② -2c2-3粉土、②-2b4淤泥质粉质 粘土(上部)和③-2-1b2粉质粘土 (下部)地层中穿过(图1)。 该工程盾构机于2002年5月 9日~2002年5月10日和2002年 12月28日~2002年12月29日分 别在下行线和上行线顺利通过金 川河,沉降监测结果良好,没有采 用应急预案。但是在下行线掘进
布吉站~百鸽笼站区间 盾构下穿建筑物施工技术交底 一、工程概况 布?百区间隧道下穿越金鑫实业有限公司厂房、布吉永盛钟表厂、华年华美工业区集体宿舍等9栋建筑物。 区间过建筑物里程、对应环号及洞身地质情况详见下表 、掘进参数选择
、盾构施工下穿建筑注意事项 1、掘进过程中适当加大同步注浆压力及注浆量，每一环管片注浆量在6?8斥，1、4#注浆压力1.5?2.5Bar , 2、3#注浆压力2?3Bar，根据实际情况调整同步注浆浆液配合比，提高浆液的和易性和可泵性，缩短浆液凝固时间，及时有效地填满管片与围攻岩间的建筑空隙，防止地表下沉。注浆系统发生故障、注浆管发生堵塞时应停止掘进，待维修正常后方可继续掘进。盾构机停止掘进时严禁进行同步注浆，避免建筑物隆起。 2、在盾构掘进过程中要严格控制出土量，做到进尺与出土量保持均衡，并填写好 出土控制表，如发现一环出土量超过65m3或掘进过程中进尺与出土量保持不均衡，且初步估计是因刀盘位置土体塌方所致，应立即停止出土，继续往前掘进（此时总推力根据实际情况可调整至1000t,但各个控制按钮必须均匀增加）至顶部压力表显示为1.2bar 以上后停止掘进，并及时通知工程部及其它相关部门和领导，工程部立即派人到掌子 面里程对应的地表巡查，同时现场土木值班人员对渣样进行取样和分析，并取好渣样到地面供相关领导和部门分析。领导和相关部门结合渣样分析、设计院提供地质情况、地表建筑物沉降情况最后决定是否继续往前掘进，盾构操作手或机长不得擅自作主。 3、推进过程应保持盾构机有良好的姿态，严禁姿态的急剧起伏，水平和高程偏差 控制在土50mm以内。减小盾构机上下千斤顶压力差，上下千斤顶压力差控制在60Bar 以内。 4、根据地表监控量测数值，如发现管片在脱出盾尾后，地表沉降幅度较大（10mm v 沉降值v 20mm时对管片进行二次补注浆，以控制地表继续沉降，二次注浆采用双液浆。
浅谈地铁盾构法施工过程的安全管理 发表时间：2018-11-08T18:49:29.900Z 来源：《建筑学研究前沿》2018年第21期作者：覃仁捧[导读] 在这里浅谈地铁盾构法施工过程的安全管理，抛砖引玉，希望对我国盾构施工安全管理有促进作用。 广州轨道交通建设监理有限公司摘要：随着我国经济的发展，有条件的城市都在考虑进行地铁建设，地铁是解决城市交通运行的有效途径。地铁隧道建设的方法有明挖法、矿山法、盾构施工法等，目前盾构法施工得到广泛应用。盾构法的主要设备是盾构机，盾构机问世至今已有近180年的历史，其始于英国，发展于日本、德国，近年来，我国发展很快。盾构法施工提高了效能，也具有一定的安全性，但是地质、环境、设备等因素复杂， 盾构施工法同样存在很多事故隐患，甚至很严重，引起同行及国家的重视。在这里浅谈地铁盾构法施工过程的安全管理，抛砖引玉，希望对我国盾构施工安全管理有促进作用。 关键词：盾构机；安全管理；隐患；施工；有限空间；控制 一、盾构法施工及盾构机工作原理 盾构法施工是我国目前地铁建设的常用工法，盾构机开始由进口转为的国产，使我国大规模地铁建设成为可能。所谓盾构法施工是指地铁隧道施工的主要机械设备是盾构机。它是将盾构机在地层中推进，通过盾构外壳和管片支撑隧道围岩防止发生往隧道内的坍塌。同时在开挖面前方用切削装置对土体进行切削开挖，通过出土机械运出洞外，靠千斤顶在后部加压顶进，并拼装预制混凝土管片，形成隧道结构的一种机械化施工方法。 盾构机是一种带有护罩的专用设备。利用尾部已装好的管片衬砌块作为支点向前推进，用刀盘切割土体，同时排土和拼装后面的预制混凝土衬砌块。盾构机掘进的出碴方式有机械式和水力式，以水力式居多。水力盾构在工作面处有一个注满膨润土液的密封室。澎润土液既用于平衡土压力和地下水压力，又用作输送排出土体的介质。 盾构机既是一种施工机具，也是一种强有力的临时支撑结构。盾构机外形上看是一个大的钢管机，较隧道部分略大，它是设计用来抵挡外向水压和地层压力的。它包括三部分：前部的切口环、中部的支撑环以及后部的盾尾。大多数盾构的形状为圆形，也有椭圆形、半圆形、马蹄形及箱形等其他形式。 其工作原理是： （1）盾构机的掘进：液压马达驱动刀盘旋转，同时开启盾构机推进油缸，将盾构机向前推进，随着推进油缸的向前推进，刀盘持续旋转，被切削下来的碴土充满泥土仓，此时开动螺旋输送机将切削下来的渣土排送到皮带输送机上，后由皮带输送机运输至渣土车的土箱中，再通过竖井运至地面。 （2）掘进中控制排土量与排土速度：当泥土仓和螺旋输送机中的碴土积累到一定数量时，开挖面被切下的渣土经刀槽进入泥土仓的阻力增大，当泥土仓的土压与开挖面的土压力和地下水的水压力相平衡时，开挖面就能保持稳定，开挖面对应的地面部分也不致坍塌或隆起，这时只要保持从螺旋输送机和泥土仓中输送出去的渣土量与切削下来的流入泥土仓中的渣土量相平衡时，开挖工作就能顺利进行。 （3）管片拼装：盾构机掘进一环的距离后，拼装机操作手操作拼装机拼装单层衬砌管片，使隧道—次成型。 二、盾构法施工的优缺点 1、优点：用盾构机进行隧洞施工具有自动化程度高、节省人力、施工速度快、一次成洞、不受气候影响、开挖时可控制地面沉降、减少对地面建筑物的影响和在水下开挖时不影响水面交通等特点，在隧洞洞线较长、埋深较大的情况下，用盾构机施工更为经济合理。对于过江、过海长隧道的施工具有明显的优势。 2、缺点：盾构法施工对断面多变区段适应能力差，对地质的认识不足会造成很大风险，如地下水、流沙、孤石、软硬地层、溶洞、有毒气体，有限空间作业等会造成事故隐患，因此对安全管理提出了很高的要求。 三、盾构法施工的安全管理 根据盾构机的工作原理，盾构法施工安全管理具有一般的工程建设安全管理特点，又具有特殊的要求，因为盾构机是在地下有限空间作业，一般埋深十几米到几十米不等，地下地质复杂，各种土层、岩石、地下水、流沙、溶洞、孤石、软硬地层、有毒气体等难以探明及控制；地下压力大，过江、过河、过重要建筑等存在很多不安全因素，风险大，其安全管理是个复杂而艰巨的任务。因此盾构法施工的安全管理非常重要，安全管理不到位，有可能发生重特大事故，对人员的生命造成巨大威胁，财产损失大，对社会影响大，是国家和政府重点关注的行业。因此地铁盾构法施工首先要满足国家的安全生产管理要求，符合法律法规、规章制度、标准、勘察设计、施工合同等的要求，执行当地政府对地铁建设的要求，科学化、精细化、信息化施工，从源头上预防事故的发生，确保工程安全顺利进行。 （一）工程自身风险的管理 工程自身风险是指在工程施工过程中因工法不合理、施工工艺不合理、操作不当或违反操作规程、施工流程错误以及受较复杂的工程地质条件影响，造成在施工过程中发生的设备损坏、人员伤亡、结构倒塌、土体坍塌等施工风险。主要包括如下各项： 1、盾构吊装、吊拆； 2、盾构始发、接收； 3、洞门破除； 4、盾尾刷更换； 5、刀盘维修、刀具更换； 6、电瓶列车脱轨； 7、螺旋机喷涌； 8、盾构机非正常停机； 9、盾构过软硬不均地层；
盾构隧道下穿高铁既有线风险控制研究 发表时间：2019-01-16T15:02:18.230Z 来源：《基层建设》2018年第36期作者：叶余超 [导读] 摘要：随着城市化的不断发展，轨道交通的网络不断加密，也有着越来越多工程建设穿越既有隧道现象。 广东华隧建设集团股份有限公司 摘要：随着城市化的不断发展，轨道交通的网络不断加密，也有着越来越多工程建设穿越既有隧道现象。像是很多新建工程会影响到地铁线路，例如民用或者是工业建筑的基坑工程手工，基础设施中排水管道、热力管道、输水管道、供电电缆等在地下穿越，其中的交通中的公路、桥梁以及地铁隧道等公共交通设施的穿越。因此说明既有线隧道会受到盾构隧道施工的严重影响，和常规地铁隧道施工相比较更为复杂。近年来在城市交通不断发展的情况下，一些工程出现其穿越既有轨道线的现象，出现的问题会直接关系到既有轨道结构以及其安全问题，严重影响着既有线运行的稳定性和安全性，制约着建设和发展城市轨道交通，亟待解决。本文主要针对盾构隧道穿越既有线产生的沉降问题进行研究，首先分析其带来的风险，并对既有线沉降问题进行计算，首先建立计算模型，后进行具体计算，最后针对沉降问题提出相应的控制方法。 关键词：盾构隧道；下穿既有线；风险控制 引言：近些年来，我国不断地发展着社会经济，进而促进城市化进程的加快，我国的城市轨道交通是全球发展最迅速地国家之一。随着技术手段的发展，盾构隧道的特点是机械化有着很高的程度、掘进有着很快的速度、周边的环境很少会对其产生影响等，在修建城市轨道交通地下隧道中应用的范围比较广泛。现阶段，我国轨道交通方面发展的比较迅速，交通网络在不断进行优化，不断地扩大开发城市地下空间的规模，并加强利用效果。在这样的情况下，很难防止新建的盾构隧道穿越既有轨道线等复杂工程状况，并使得新建隧道与原有隧道间的距离在不断减小。这种隧道穿越工程不仅距离近，而且叠交复杂，隧道在这样的情况下穿越有着较大工程施工风险，可能会影响地铁结构沉降等风险，严重的影响着隧道的安全运营。本文主要有盾构隧道下穿而引起风险中的既有线沉降问题进行分析，并提出相应的控制方案。 1 隧道风险研究 盾构隧道施工不能避免和邻近既有线产生附加内力或者是结构变形，进而会对既有线列车的安全、可靠运行造成影响。在这样的状况下，结合保护既有线的要求，采取相应的措施将变形的情况减少，这其中要重视的就是对既有线运行安全性与稳定性的保障。还有，既有线的重要程度特别高，同时严格的要求着附加变形，从而使穿越工程难度非常大，风险也特别高。开挖隧道时，一般情况下上方沉降相较于下方围岩上有很大程度的浮隆现象，加之上方围岩有着复杂的受力，大量分布的剪切和压剪区域，对围岩的稳定性有着严重影响，下方围岩分布在卸载回弹区，围岩稳定性可以得到保障（如图一所示）。所以说明，在同样的近距离下，盾构隧道下穿既有线存在着很大的风险。 图一 其中：第1分区内关键开挖作用是压缩剪切，同时是剪切破坏重要区域；第2分区关键开挖作用是剪切；第3分区内主要开挖作用是卸载；第4分区是开挖隧道形成地表沉降的区域。 2 盾构隧道下穿既有线结构沉降的计算 2.1计算的模型 结合地铁车站实际运营中各种情况，进行深入的研究，选定一定范围的土体作为计算模型分析对象，利用有限元的计算软件进行分析，对盾构隧道下穿既有线所造成的地表沉降实施模拟。模型建立的过程中关键要对以下5个方面进行考虑：（1）物理模型的平面应变是其问题特征；（2）使用的计算方法是弹塑性分析；（3）假设隧道开挖不影响计算边界处，也就是指这一处是原始静止应力的状态，变形是零，选用约束进行模拟；（4）宽度计算采取隧道直径的5倍；计算隧道深度为地下隧道直径的3倍；（5）对时间效应以及开挖过程中产生的应力率做出充分考虑。 2.2计算结果 图二为右线盾构掘进时地面沉降曲线图，图三为左线盾构掘进时地面沉降曲线图，从这两幅图中可以看出：盾构隧道下穿时会有沉降差，沉降差值若是超出限度，则会导致车站发生沉降、弯曲结构以及扭曲变形等现象，原有的裂缝不仅会错动，畏怯还会拓展，这样的情况会引起轨道几何形位出现改变：比如说钢轨顶面高差产生相应的变化，水平面上轨道中心平顺性的变化，沿线路方向轨道竖向平顺性的变化等。这些变化不只会使既有线隧道结构增加内力，也极有可能是钢轨顶面水平超差，前后高低超差或者是轨向平顺超差。除此之外，对既有线道床与基层的整体刚度不相同进行考虑，由于变形过大，道床和基层间可能出现脱离的现象，对既有线运营的安全性有着威胁。
地铁盾构隧道下穿建筑物沉降规律分析 摘要:通过对成都地铁盾构隧道穿越建筑物引起的地表沉降进行动态监测与分析，得出了盾构地铁隧道在穿越建筑物时沉降发生时间及影响范围，并初步制定了用于指导施工的监测数据库，以便为今后类似工程提供参考。 关键词:成都地铁2 号线; 盾构隧道; 穿越; 地面建筑物; 沉降监测 1 ．引言 随着国家、城市的经济发展，地铁成为交通繁忙、人口密集城市的重要交通工具。在地铁盾构隧道施工期间，不可避免地要近距离地下穿地面建筑物，在穿越期间，由于地层受扰动、超挖引起的地层损失及应力改变等原因都可能造成地面建筑物出现沉降、位移，从而引起建筑物出现裂缝、倾斜甚至倒塌，给人民的财产、安全带来威胁。为掌握盾构施工过程中地面建筑物的状态，在实施加固、保护等施工措施的同时，必须对地面建筑物进行监测，并将监测数据及时反馈到施工中，确保施工安全。本文对成都地铁盾构隧道某栋建筑物的监测成果进行研究分析，以便为今后类似工程提供参考。 2 ．工程及地质概况 本工程为成都地铁线2 号线羊西二环路站～白果林站，在里程YCK26 + 332 ～YCK26 + 832 段穿越密集居民建筑群。盾构隧道埋深约14 米，地面建筑物为金琴路南段二巷2 号楼，主体上部为砖混7 层，下部为预制桩基础，基底约2．5m 中砂。 该隧道地处川西平原岷江I 级阶地，为侵蚀～堆积阶地地貌，地形平坦。隧道穿越地层主要为砂卵石层，局部夹中砂。第四系孔隙水是段内地下水的主要存在形式，主要赋存于各个时期沉积的卵石土及砂层中，土体透水性强、渗透系数大，水量丰富。场地内地质构造条件简单，未发现有断裂通过，无不良地质作用，在VII度地震作用下，不具备产生滑坡、崩塌、陷落等地震地质灾害的条件，环境工程地质条件较简单。综合判定，本工程场地稳定。 3 ．监测方案设计 尽管盾构法施工隧道具有对周围环境影响小、掘进速度快、机械化程度高、施工安全等特点，但仍不可避免地引起地表以及地表建筑物沉降。因此在研究盾构隧道对建筑物沉降的影响，布设了建筑物沉降监测点，用以观测建筑物下沉量，判定建筑物的安全性，以便采取相应的保护措施。 3 ．1 测点布置 建筑物沉降监测点位布设在建( 构) 筑物四角的结构柱、建筑物基础分界点( 基础沉降缝) 布设沉降观测点10 个监测点位，见图1。
盾构法隧道基本原理及特点 1．盾构法隧道基本原理 盾构法隧道的基本原理是用一件有形的钢质组件沿隧道设计轴线开挖土体而向前推进。这个钢质组件在初步或最终隧道衬砌建成前，主要起防护开挖出的土体、保证作业人员和机械设备安全的作用，这个钢质组件被简称为盾构。盾构另一个作用是能够承受来自地层的压力，防治地下水或流沙的入侵。 隧道拱内圈的空洞由盾构本体防护，同时还需要其他辅助措施对工作面进行支护。盾构法隧道主要有以下几种支护土体方法和与之相匹配的盾构类型，见图1，各种类型盾构掘进机的支护面板见图2。 几种支护土体方法和与之相匹配的盾构类型 各种类型盾构掘进机的支护面板 2．盾构法隧道优缺点 盾构法隧道优点： （1）在盾构支护下进行地下工程暗挖施工，不受地面交通、河道、航运、潮汐、季节、气候等条件的影响，能较经济合理地保证隧道安全施工；
盾构法隧道施工不受地面自然条件的影响 （2）盾构的推进、出土、衬砌拼装等可实行自动化、智能化和施工远程控制信息化，掘进速度较快，施工劳动强度较低； 盾构法隧道机械化、自动化高 （3）地面人文自然景观受到良好的保护，周围环境不受盾构施工干扰；在松软地层中，开挖埋置深度较大的长距离、大直径速度，具有经济、技术、安全、军事等方面的优越性。 盾构法隧道能保护地面人文自然，经济效益明显 盾构法隧道缺点： （1）盾构机械造价较昂贵，隧道的衬砌、运输、拼装、机械安装等工艺较复杂；在饱和含水的松软地层中施工，地表沉陷风险极大； （2）需要设备制造、气压设备供应、衬砌管片预制、衬砌结构防水及堵漏、施工测量、场地布置、盾构转移等施工技术的配合，系统工程协调难； （3）建造短于750m的隧道没有经济性；对隧道曲线半径过小或隧道埋深较浅时，施工难度大。
谈路桥桥梁桩基施工 发表时间：2018-08-13T15:13:23.520Z 来源：《基层建设》2018年第20期作者：韩道君 [导读] 摘要：近几年来，我国经济得到了迅猛的发展，公路机动车辆数目也不断增加，因此公路桥梁工程得到了快速的发展。 山东高速股份有限公司京台济南养护分中心山东 250000 摘要：近几年来，我国经济得到了迅猛的发展，公路机动车辆数目也不断增加，因此公路桥梁工程得到了快速的发展。因为公路桥梁建设工程通常需要跨过大量的复杂地，其施工难度较大。在整个工程当中，其桩基工程是最为重要的一个环节，桩基的施工质量与其整个质量有着之间关系。在施工当中只有对其桩基工程施工技术进行有效的控制，才能够确保工程的施工质量。鉴于此，笔者在此简单阐述了对公路桥梁桩基工程施工技术控制的若干要点。 关键词：公路；桥梁；桩基工程；技术控制 1 施工前准备工作 汽车随着我国社会经济的稳步发展而愈发的普及，因此社会发展对道路交通运输设施的需求也就不断的增加，促进了公路桥梁施工建设步伐的加快。桩基工程在路桥工程当中一直都是企业施工管理的重难点。该项施工项目的质量直接影响着桥梁的使用寿命及其投入使用之后的养护。当前，施工企业在进行现代公路桥梁管理中需要以技术管理为基础，确保桩基质量，这就对企业的管理水平提出了更高的要求。 施工人员在进行桩基施工的时候需要严格按照施工要求来进行施工，以及配合施工现场的要求来施工，并且在实际工作中不断落实责任机制，确保整个施工的施工质量。施工人员在施工之前应该仔细研究施工图纸，并在施工过程中落实施工技术，结合施工地的施工情况以及地理情况制定适宜的施工计划。在施工仪器以及机械进场之前，需要施工人员严格检查施工仪器的施工质量，严格落实岗位责任制，确保施工质量以及施工进度。 2 提高公路桥梁桩基工程技术控制效率的对策及建议 2.1 明确桩基技术控制要点，加强执行和监督力度 技术管理人员在进行公路桥梁桩基施工中需要熟悉并掌握工程设计图纸中的内容，针对其中不合理的问题及时与工程师进行商讨与改进。同时，管理以及技术人员需要明确桩基施工的控制要点，对其整体情况做一个了解。在施工中，企业需要制定紧急预案，采用有效的预防措施来施工出现技术以及安全问题。此外，在施工当中，管理人员须结合国家标准，对桩基施工技术的规范性进行，降低环境对施工的影响。若施工当中存在技术施工问题，管理人员需要与技术人员合作对其立即进行处理。在施工当中，管理人员需要深入的贯彻工程的技术控制监督制度，需要对技术人员的施工操作进行严密的控制，及时纠正其施工存在的问题， 严禁施工当中出现违规操作，确保技术控制工作的规范性与系统性。 2.2 实施有效的桩基工程的过程技术控制 桩基工程属于一项地下隐蔽工程，在进行施工管理当中不能够利用直观观察的方式来进行质量控制。因此其施工质量控制的难度较高，尤其是在进行灌注桩施工时，其施工常常出现问题，从而影响桩基使用的安全。因此，在施工阶段进行技术控制时，管理人员需要结合桩基工程的实际，从其特点以及类型和工艺等角度来进行综合的考虑，统筹其各个方面的影响因素，技术人员在测量放样当中也需要合理的利用回旋钻头、冲击钻机等设备，确保桩基的桩位以及台墩中线的科学性，确保其符合相关标准。同时需要选取科学的施工技术，确保桩基结构的承载力。大量的静荷载压桩试验也是技术质量监督工作中的必要环节，结合其实验结果来掌握桩基承载力，从而提高桩基施工技术的科学性。 在实际工程施工中，需要落实一下几点技术控制措施： （1）强化桩基的水准基点技术控制力度，进行严格的复核工作。 （2）参考回填密度、护筒埋设参数标准进行技术控制。 （3）在施工中落实清空与钻孔工作，同时需要结合设计要求来确定灌注桩的桩顶标高。 （4）钢筋笼的安装需要按照技术要求进行，并对其进行焊接处理。 （5）对混凝土产品质量进行严格的控制，并选择科学的桩基灌注方式，在完成混凝土灌注之后需要对其进行有效的养护管理。 2.3 构建健全的桩基技术控制管理体制 完善的技术控制制度要是落实管理工作的前提，其内容应该包括工程的施工技术信息、参数以及技术交底等多方面的内容。同时施工单位需要对施工技术人员进行技术培训，提升技术人员的施工技术水平，使其能够掌握在不同施工情况下应当使用何种技术，从而确保公路桥梁桩基的顺利施工。并且，还需要重视技术交底工作，施工企业需要从施工组织、施工任务以及工艺流程等方面进行施工规划，同时加强对技术控制数据的管理，确保技术参数的的可靠性。在桩基施工中要严格遵循技术控制管理体制，划分不同施工部门的责任和义务，制定桩基工程施工目标、技术要求，确保技术控制工作有条不紊、循序渐进的开展。 2.4 技术控制要点的监督 需要落实技术要点的控制工作，这样才能够确保技术控制工作的效果。在进行桩基施工中， 管理人员需要加强要点的控制。在正式进行工程桩基施工之前，施工企业需要组织相关的工作人员来进行交流。其交流的主要内容就是施工当中的技术问题，使其能够在会上了解并掌握桩基施工的各项技术参数，使其能够了解施工技术要点，从而提高工作人员的业务能力。在施工的过程中，施工企业需要要求管理与技术人员结合技术要点来加强监控，从而最终达到公路梁桩基工程技术控制要求。 2.5 重视施工机械设备的养护技术控制工作 当前各种先进机械设备随着科学技术的发展而广泛的应用到了我国当前的公路桥梁工程施工中，尤其是桩基工程施工中。因此，在施工当中了解机械设备的性能和状态也是进行技术控制的重要内容。管理人员在进行桩基工程的技术管理控制工作中，其需要加强对机械设备性能以及设备的养护工作的重视程度，同时结合工程工期进度以及工程的实际情况来编制合理的机械设备养护规划。在进行桩基施工时，需要对设备的使用性能进行实时的观察，确保其使用性能的良好，一次来确保其能够满足路桥桩基施工技术的控制要求。此外，施工当中，企业还需要对技术人员进行施工机械设备操控培训和教育工作，对其进行定期的操作培训与教育，不断地提高其机械设备的操控水平，从而确保其在施工当中能够有效的执行各大技术控制的要点，以此来确保公路桥梁工程的桩基技术控制目标能够实现。
地铁盾构下穿对近接高架桥桩基的影响 摘要: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。 关键词: 盾构下穿高架桥桩基三维数值模拟盾构推力水平位移沉降袖阀管注浆 随着城市轨道交通建设的快速发展，城市地铁盾构隧道将不可避免地穿越周边已建的建( 构) 筑物。特殊情况下，盾构隧道需穿越已有高架桥的桩基础。盾构施工将产生地层土体损失，从而导致隧道附近土体应力场发生重分布，近接桩基周边法向应力将有不同程度的释放，使得桩基的承载能力折减。同时，隧道施工引起隧道周围地层移动，其产生的自由土体位移场使得工作状态的桩基产生附加弯矩和变形［1-5］，对桩基础的安全使用产生风险。地铁盾构隧道下穿对近接高架桥桩基的影响分析成为当前城市地下空间开发中的热点问题。 1 工程地质条件及近接桩基概况 1. 1 地质条件 本工程区段属于丘陵地貌，沿线为剥蚀残丘和丘间冲沟相间，因道路等工程建设，原地貌大多经过挖填。地下水以第四系孔隙水、基岩裂隙水赋存。该区段内冲积～洪积砂层不会产生地震液化，不良地质有:软土地层、砂层、花岗岩残积土及“球状风化孤石”。本工程范围区间隧道主要从冲积—洪积粉质黏土层( 4N-2) ，( 4N-3) ，残积土层( 5H-2) 中穿过。 该区段地层自上而下依次为素填土、冲积—洪积而成的可塑状粉质黏土、冲积—洪积而成的稍密中粗砂、硬塑状花岗岩残积土、全风化花岗岩、强风化花岗岩。 1. 2 近接高架桥桩基概况 广州地铁六号线萝岗～香雪区间下穿北二环高速公路高架桥桩基工程位于广州市萝岗区广深高速公路与北二环高速公路交汇处，位于地铁六号线右线设计里程YDK40 + 510. 544，左线设计里程ZDK40 +523. 849 附近。本区段拟采用盾构法施工，隧道埋深约15 m，所穿越的北二环高速公路立交桥，桥名为“萝岗分离式立交桥”，地铁盾构隧道距离两侧高架桥桩基的距离仅有2. 0 ～12. 5 m，上部构造采用预应力混凝土连续箱梁，下部构造为柱式墩，Ф1 800 mm钻孔灌注桩基础，为摩擦型桩，桩底均落入全风化花岗岩，桩基与隧道位置关系平面图见图1，高架桥桩基与盾构隧道剖面关系图见图2，桩基与隧道位置关系见表1。