隧道开挖对上方既有桩基影响的数值分析

用 的 二 维 有 限 元 模 型 ， 论 了 黄 土 地 层 中盾 构 隧道 开 挖 对邻 近 桩 基 础 的 影 响 规 律 。 讨 关 键 词 ： 构 隧 道 ， 限 元 ， 层 位 移 ， 基 础 盾 有 地 桩 中图 分 类 号 ： ＴＵ４ ３ ７ 文献标识码 ： Ｂ 文 章 编 号 ：１０ —１ ２ ２ ０ ）５０ ２ —３ ０ ４３ ５ （０ ６０ —０ ９０
出：
３ 计 算 结 果 与 分 析
侧 向位 移 （ ｍｍ）
收 稿 日期 ：２０ —４１ ０ ６０—７ 基 金项 目 ： 国科学 院武 汉 岩土 力 学 研 究 所 岩 土 力 学 重 点 实 验 室基 金 项 目 （ ． １ ０ ０ ） 中 Ｎｏ ｚ １ ５ ３ 作 者 简 介 ： 伟 宸 ，９ １ 生 ，０ ６年 ３月 西 安 交 通 大 学 土 木 工 程 系 岩 土 工 程 硕 士 毕 业 ， 要 从 事 岩 土 工 程 方 面 的研 究 工作 。 卿 １８ 年 ２０ 主
ｋ ｍＥ Ｎ／ 。
２ ．２ 土体 本构模 型
研究 表 明 ， 肯 ～ 张 双 曲线 模 型能 较 好 地 反 映 邓 黄 土 的非 线 性 性 状 。该 模 型 是 根 据 土 体 的 双 曲线 型 应 力 ～ 应 变关 系 推 导 而 得印 ， 切 线 弹 性 模 ］其
２ 计算模型 的建 立及参数 的选 择
性 矩 ２ ２ ×１ ｍ 重 度 ２ Ｎ／ ； ４ 桩 为预 制 ．５ ０ ， ５ｋ ｍ。 （ ）
１ 引言
由于地 铁 线路 一般 都 会 穿 过人 口密集 、 通 繁 交 忙 、 面建 筑 物林立 的繁华 地 段 ， 地 面高层 建筑 又 地 而 大多采 用桩 基础 。因 此 ， 讨 盾 构 隧 道建 设 对 邻 近 探

关于明挖法隧道施工对近接桥梁桩基的影响研究1. 引言1.1 研究背景近年来，随着城市交通建设的不断发展，明挖法隧道施工成为了一种常见的工程实践。

隧道施工对于周围桥梁的桩基造成的影响也逐渐引起了人们的关注。

在桥梁建设中，桩基是承担土压力和施加桥墩荷载于地基的重要工程结构，其受力情况直接影响着桥梁的安全性和稳定性。

隧道施工对近接桥梁桩基的影响主要体现在两个方面：一是施工过程中可能引起的地基振动和水位变化，导致桩基受力情况发生变化；二是隧道开挖过程中可能引起的土体沉降，进而影响桩基的承载能力和稳定性。

研究隧道施工对近接桥梁桩基的影响，对于确保桥梁工程的安全性和稳定性具有重要意义。

通过深入分析隧道施工对桩基的影响机理，可以为桥梁设计和施工提供依据和参考。

针对隧道施工可能带来的不利影响，提出相应的规避方案和加固措施，可以有效保障工程的安全运行，为城市交通建设提供可靠保障。

1.2 研究目的研究目的：本研究旨在探究明挖法隧道施工对近接桥梁桩基的影响及相应的应对措施。

具体包括分析隧道施工对桩基的影响机理，研究桩基在受力情况下的特点，进行隧道施工对近接桥梁桩基影响的实验研究，探讨桩基的加固措施，以及提出合理的规避方案。

通过这些研究，旨在为工程建设提供科学依据，保障桥梁结构的安全稳定，降低施工过程中可能出现的风险，为工程实施提供有效保障。

研究的目的是为了全面了解隧道施工对桩基的影响情况，为工程设计和施工提供重要参考，确保工程质量和安全。

1.3 研究意义近年来，隧道施工对桥梁桩基的影响日益受到关注。

随着城市化进程的加快和交通建设的不断推进，越来越多的隧道工程与桥梁工程相互交叉、近距离并存。

研究明挖法隧道施工对近接桥梁桩基的影响具有重要意义。

对于工程施工方面而言，了解隧道施工对桩基的影响机理，可以帮助工程师更好地规划和设计工程施工方案，减少工程风险，确保工程质量和安全。

对于科学研究领域而言，通过对桩基受力特点的深入研究，可以为建筑、地质等相关领域提供有价值的理论基础和实践经验，推动相关领域的学术进步。

利 用有 限元 软件 ＡＢ ＡＱＵＳ模 拟 了 隧道 开挖 过 程 ， 研
究 其对 邻 近桩基 础 的影 响 。 本 文 首先采 用 数值 模 拟 分 析 隧 道 开 挖对 土体 的
收 稿 日期 ： ２ ０ １ ３ — １ ２ — ３ １
隧道洞体外直径 Ｄ＝６ ｍ， 隧道埋深 Ｈ＝２ ０ ｍ， ２ Ｘ２ 群桩中前排 桩距 隧道轴线 ｘ＝９ ｍ， 后 排桩距 隧道 轴线
关键词 ： 隧道开挖 ； 群桩基础 ； 土体位移 ； 桩身受力
中图分类号 ： Ｕ４ ５ ５ ． ４ 文献标识码 ： Ａ 文章编号 ： １ ６ ７ ３ — ５ ７ ８ １ （ ２ ０ １ ４ ） ０ １ — ０ ０ ９ １ — ０ ３
随着 中国经济的迅速发 展 ， 城 市地 面交通拥堵 问题 日益突 出。为了缓解城市 的交通压力 ， 我 国许 多城市准 备或正在修建 地下 交通 网络 。在城 市地铁 隧道 修建过
因此 ， 模型尺 寸采 用 ８ ０ ｍ×４ ０ ｍＸ４ ０ ｍ（ ＸＸＹＸ
程进行了细致研究 ， 根据大量 的实测数据 ， 并结合采 矿引起地面沉降的估算方法 ， 在不考虑土体蠕变和排 水固结的条件下 ， 沉 降槽 的体积 即为土体 损失的体 积， 并提 出了隧道 施 工沉 降槽形 状类 似 于概率 论 中颠
看出， 隧道 左侧 的土 体 向右移 动 ， 隧道 右 侧 对 土 体 向 左移 动 ， 即隧道 上面 的土体 向 隧道 轴 线 中 心运 动 ， 隧
倒 的正 态分 布 曲线 ， 并 根 据 地 表 沉 降 曲线 ， 得 出 了地 面 沉 降的 Ｐ ｅ ｃ ｋ估 算 公 式 。解 析 法 就 是 通 过 理 论 分
Ｚ ） ， 共划分 １ ３ ２ １ ６ ０个 单 元 ， １ ３ ９ ４ ４ １个 节 点 。土 体 周 围的边界约束 条件为 ： 上表 面为 自由边界 ， 地 基下表 面 固定 ， 限制侧 面边界 的水平位 移 。采用 ｂ ｒ ｉ ｃ ｋ单元模 拟 土体 ， ｓ ｈ ｅ ｌ ｌ 单元模 拟衬砌 ， 圆柱形 ｃ ｙ ｌ ｉ ｎ ｄ ｅ ｒ 单 元模 拟隧 道， 放射 状 的 ｒ ａ ｄ ｃ ｙ ｌ ｉ ｎ ｄ ｅ ｒ 单 元 模 拟 隧 道 周 围 的土 体 。 土体与衬砌 材料 的参 数 为弹性 模 量 Ｅ， 泊松比 ｕ ， 重 度

隧道开挖对邻近桩基础影响的数值计算分析摘要：目前，随着城市的不断发展，地铁的出现给人们出行带来了很大的方便，然而，很大一部分地铁路线都要穿过城市密集区，地铁隧道周围环境极其繁杂，地铁隧道周边存在着高层建筑桩基础以及各种城市地下管线，隧道开挖对高层建筑桩基础的影响问题越来越突出，为了更好地了解隧道开挖对已建成建筑物桩基础的影响，主要进行了两方面的研究：（1）利用有限元软件分析了隧道开挖对邻近已有桩基的变形及受力影响，并研究了隧道参数变化（包括隧道开挖深度以及隧道结构与桩基础净距）对现存桩基的影响；（2）分析结果表明：在已有桩基础周边进行隧道开挖，桩基础变形以沉降为主，这对高层建筑是十分不利的；同时，随着桩与隧道净距的增加，桩基的沉降量以及内力变化最大值相应减小。

关键词：隧道开挖；桩基础；有限元；影响。

Abstract：Now，along with the continuous development of city，The emergence of the metro bring great convenience to people’s travel，however，a big part of the subway route through the urbanized regions，the environment of surrounding the subway tunnel is very complex，surrounding tunnel exist pile foundation of high-rise building and various kinds of underground pipeline，the inpacts of tunnel excavation on pile foundation of a high-rise building is becomingmore and more important，in order to better understand the influence of tunnel excavation on pile foundation of construction，the two main aspects of it has been researched：（1）using finite element analysis software to analysis the changes ofthe deformation and stress of the adjacent existing pile foundation after the tunnel excavation，and researching the influence of pile foundation when tunnel parameters （including tunnel excavation depth and tunnel structure and pile foundation interval）changes；（2）the analysis results show that pile foundation deformation to settlement is given priority to when the tunnel excavation around it，is very adverseto the high buildingit；At the same time，along with the interval of pile and tunnel increases，The settlement and internal force of pile foundation corresponding decrease.Key words：Tunnel excavation；Pile foundation；Element Analysis；influence引言近几年，随着城市建设的不断发展，地铁建设如火如荼，杭州、宁波的地铁项目也都相继开工建设，温州作为浙江省的经济中心之一，浙东南第一大都市，全市常住人口912.21万，居浙江省各市第一位，地铁规划项目也被写上日程。