广州地铁盾构下穿对近接高架桥桩基的影响分析.pdf

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1、铁道建筑74RailwayEngineering文章编号：1003-1995(2012)07-0074-05广州地铁盾构下穿对近接高架桥桩基的影响分析李松，杨小平，刘庭金(1．华南理工大学土木与交通学院，广东广州510640；2．华南理工大学亚热带建筑科学国家重点实验室，广东广州510640)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

2、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中图分类号：U455．43文献标识码：ADOI：10．3969／j．issn．1003—1995．2012．07—22随着城市轨道交通建设的快速发展，城市地铁盾1．2近接高架桥桩基概况构隧道将不可避免地穿越周边已建的建(构)筑物。广州地铁六号线萝岗～香雪区间下穿北二环

3、高速特殊情况下，盾构隧道需穿越已有高架桥的桩基础。公路高架桥桩基工程位于广州市萝岗区广深高速公路盾构施工将产生地层土体损失，从而导致隧道附近土与北二环高速公路交汇处，位于地铁六号线右线设体应力场发生重分布，近接桩基周边法向应力将有不计里程YDK40+510．544，左线设计里程ZDK40+同程度的释放，使得桩基的承载能力折减。同时，隧道523．849附近。本区段拟采用盾构法施工，隧道埋深施工引起隧道周围地层移动，其产生的自由土体位移约15m，所穿越的北二环高速公路立交桥，桥名为场使得工作状态的桩基产生附加弯矩和变形¨。，对“萝岗分离式立交桥”，地铁盾构隧道距离两

4、侧高架桩基础的安全使用产生风险。地铁盾构隧道下穿对近桥桩基的距离仅有2．0～12．5m，上部构造采用预应接高架桥桩基的影响分析成为当前城市地下空间开发力混凝土连续箱梁，下部构造为柱式墩，咖1800mm中的热点问题。钻孔灌注桩基础，为摩擦型桩，桩底均落人全风化花岗岩，桩基与隧道位置关系平面图见图1，高架桥桩1工程地质条件及近接桩基概况基与盾构隧道剖面关系图见图2，桩基与隧道位置关1．1地质条件系见表1。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

5、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一洪积粉质黏土层(4N．2)，(4N-3)，残积土层(5H一2)中穿过。该区段地层自上而下依次为素填土、冲积一洪积而成的可塑状粉质黏土、冲积一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。收稿日期：2012—0l-22；修回日期：2012-05-01图1桩基与隧道位置关系作者简介：李松(1986一)，男，湖北嘉鱼人，硕士研究生。2012年第7期广州地铁盾构下穿对近接高架桥桩基的影响分析752．2近接桩基水平位移控制标准地面高秸近接桩基水平位移控制

6、标准的制订，根据《建筑桩基技术规范》(JGJ94—2o08)桩基地面处水平位移允许值为10mm，对于水平位移敏感的建筑物取为桥桩l800钻孔灌注桩6mm的规定，结合本工程特点，取单桩水平位移允许码值为6mm。1为有效控制桩基水平位移，取单桩水平位移允许轨面高程值的80％作为桩基水平位移控制的警戒值、40％作为‘柱底高程桩基水平位移控制的预警值，制订的桩基水平位移控制标准见表3。图2高架桥桩基与盾构隧道关系剖面(单位：mm)表3桩基水平位移控制标准表1桩基与隧道位置关系控制标准桩基水平位移／mm预警值2．4警戒值4．8允许位移值6．02．3计算参数根据广州市轨道交

7、通六号线二期工程详细勘察阶段岩土工程勘察报告，由室内试验或原位测试结果的统计值，按工程类比的方法提供岩土参数。模型物理力学参数见表4。表4模型物理力学参数2近接桩基控制标准及模型建立2．1近接桩基沉降控制标准制订近接桩基的沉降控制标准，通常采用允许位移值进行控制。但其涉及的因素很多，既要满足承载力要求，又要满足桩基上部结构的允许沉降值。关于近接桩基沉降控制标准，主要依据《地铁设计规范》(GB50157-2003)规定的墩台沉降量不超过50mm，相邻墩台的差异沉降不超过20mm。参照广州地铁西村站墩台最大允许沉降值20mm及成都乐山客运专线机场单墩沉降允许值为20

8、mm、相邻墩台差异沉降2