盾构穿越桩基时对桩体及地面变形的影响

盾构法施工不仅具有安全快捷、适应地层广、施工质量有保障、防水性能好、机械化程度高等优点,而且还有对周围环境影响小的优势。但是,由于盾构施工环节较多,施工控制因素也多,加之地质情况往往复杂多变,勘探资料与地层实际情况间也会存在偏差,因此施工过程中不可避免会造成对环境的影响。

运用midas-gts有限元软件进行三维数值分析,研究地表在隧道开挖作用下位移的变化规律,分析隧道施工对桩体位移及受力的影响。

针对隧道穿越桩基-框架结构工程算列,建立隧道-地基-桩-框架共同作用的数值模型。数值计算后得到了隧道穿越过程中桩的变形与内力的变化规律:盾构隧道施工对桩的影响区域可分为三个区域,盾构隧道施工对这个三个区域桩的位移、轴力和附加弯矩的影响均有明显的不同。

地下交通轨道建设是当下城市交通网络当中的重要构成,就地铁施工本身而言,需要考虑到的因素非常多,如地铁施工可能引起的地面、建筑物等的沉降,在规划设计中浪费城市可建设用地等.在这些问题当中,盾构施工非常关键.从盾构施工的角度出发,文章结合武汉市轨道交通8号线的建设实例,重点探讨了盾构施工对建筑桩基的影响,降低了施工对建筑桩基的影响,保证了工程的顺利施工.

针对上海虹桥综合交通枢纽工程地铁2号线和10号线地铁盾构隧道穿越对西航站楼桩基础的影响问题,采用两阶段分析方法对盾构隧道穿越对建筑物桩基础的影响进行分析研究。分别采用简化分析方法和位移控制有限元方法,对单隧道工况和多隧道工况下盾构隧道穿越对phc桩基础的影响进行分析。结合分析结果提出相关工程设计措施,采用位移控制有限元方法进行多隧道工况下考虑工程措施的影响分析,并在实际工程中应用。盾构隧道穿越过程的相关监测结果表明,盾构穿越对西航站楼基础结构的影响都在安全可控的范围内。

以济南地铁r1线地下段盾构近穿某建筑物为背景,采用数值分析的方法对隔离桩不同参数进行逐一模拟。研究了隔离桩不同桩长、桩洞距及桩间距对建筑物基础位移控制的影响。研究表明,桩长越长,隔离效果越好;在一定范围内,桩洞距越小隔离效果越好;由于桩间土拱效应,桩间距减小至一定程度后,隔离效果改善不明显。经优化选取桩长为30m、桩洞距为2.0m、桩间距为1.2m的隔离桩。相比未打设隔离桩的情况,优化取值的隔离桩后,建筑物基础水平位移可减小36.6%,竖向位移可减小33.1%。

经与离心试验结果对比分析,验证了应用数值模拟研究盾构隧道开挖对邻近桩基影响是可靠的。通过采用mohr-coulomb弹塑性屈服准则,建立三维有限元数值模型,研究软土地区盾构隧道开挖对邻近桩基的影响规律。数值模拟结果表明,开挖导致群桩中前排桩变形及内力均大于后排桩,且同排桩水平位移、弯矩和轴力沿桩身分布几乎重合;与同位置单桩相比,群桩中各桩水平位移稍大,而沉降则更小;前排桩最大弯矩与同位置单桩相差不大,而后排桩最大弯矩稍大于同位置单桩,前、后排桩最大轴力均大于同位置单桩。

盾构隧道开挖对邻近桩基影响数值分析——经与离心试验结果对比分析，验证了应用数值模拟研究盾构隧道开挖对邻近桩基影响是可靠的。通过采用mohr—coulomb弹塑性屈服准则，建立三维有限元数值模型，研究软土地区盾构隧道开挖对邻近桩基的影响规律。数值模拟结果...

盾构隧道开挖对邻近桩基影响研究——通过采用mohr—coulomb弹塑性屈服准则，建立三维有限元数值模型，系统研究盾构隧道开挖引起的邻近单桩工作性状的变化规律。数值模拟结果表明，当隧道在距桩轴线0.5倍隧道直径的范围内推进时，邻近单桩水平位移、弯矩、轴力的...

通过采用mohr-coulomb弹塑性屈服准则,建立三维有限元数值模型,系统研究盾构隧道开挖引起的邻近单桩工作性状的变化规律。数值模拟结果表明,当隧道在距桩轴线0.5倍隧道直径的范围内推进时,邻近单桩水平位移、弯矩、轴力的变化最为明显;当桩端位于隧道拱底深度上方时,盾构隧道开挖对邻近单桩变形影响较大,而当桩端超过隧道拱底深度时,邻近单桩内力受开挖影响较大。

变荷载作用下的基础承载性状不同于一般恒载作用的情况,在反复变化的荷载作用下,桩土界面会发生软化,从而降低基础承载力,带来安全隐患。本文利用数值计算方法对桩土界面软化影响桩体承载性状进行分析,考察了影响桩体极限承载力的桩土界面因素界面切向弹簧刚度、界面法向弹簧刚度、界面粘聚力和界面内摩擦角,为更深层次的研究循环荷载作用下的基础承载性状提供依据。

以深圳春风隧道超大直径盾构掘进穿越春风高架桥桩基项目为背景,通过三维数值模拟分析,研究了盾构掘进参数及地基加固措施对桥梁桩基位移及受力的影响。结果表明,掘进参数(如掘进工作面推力和注浆压力)的改变会对桥梁桩基变形与受力产生不同程度的影响,同时桩基加固能有效减小地表和桩基的沉降与弯矩,但会增大桩基轴力。

2DFEA2009盾构隧道超近距离穿越对桩基影响的对比研究

利用数值模拟方法研究浅埋隧道穿越桩基时,不同桩长的桩基在各种桩顶荷载条件下侧摩阻力和桩端阻力的变化。结果表明,隧道开挖会导致桩基产生负摩阻力,随着桩长的增大,负摩阻力的值增大,中性点的位置逐渐下移,但下移的幅度逐渐减小,而且负摩阻力会随桩顶荷载的增大而减小;另一方面,由于隧道开挖使得桩底持力层下沉,从而造成桩基桩端阻力的流失,在不同的桩长及桩顶荷载情况下,桩端阻力均呈现随着隧道开挖而逐渐减小的变化规律。

通过数值模拟,分析cfg桩复合地基的沉降与桩长、桩径、桩体模量的关系及规律,为模型试验及生产实践提供指导性的意见,为更好地进行基础设施建设提供必要资料。

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通过数值仿真试验,分析了盾构法隧道施工引起的单桩桩身变形、轴力、弯矩随不同的桩洞距离、桩端与水平洞轴线的相对位置、桩型的变化规律,对群桩进行了数值仿真试验。试验结果表明,开挖后桩身发生倾斜变形,桩身内力发生明显变化,且桩端与水平洞轴线的相对位置与桩端土性的不同对桩身内力变化有明显的影响;开挖引起的双桩的桩身内力相对于对应位置的单桩均减小,且由于前桩的遮挡作用,隧道开挖对双桩后桩的影响大大减弱。

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。

盾构隧道对邻近建筑桩基影响的时间相关性——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...

桩基施工有可能导致临近大直径盾构隧道结构变形和渗漏水等运营风险。借助平面有限元程序,建立桩基对大直径盾构影响的数值模型,通过实测数据和数值计算对比得到了指导意义的结论。成桩过程中临近隧道产生相对少量的位移。隧道向下和向桩基方向发生变位。当桩基受荷后,隧道位移量明显加大,隧道向下和向远离桩基方向发生变位。桩基成孔过程引发的土层损失,是前期地层变位的主要原因。合理提高泥浆配比,甚至在成孔时采用全程钢护筒,可以有效减少土层损失,降低隧道变形的风险。桩基受荷后,桩周形成一定范围内的剪切带。剪切效应引发结构与土的共同作用,进而使地层和结构产生应力应变响应。当桩基与隧道间距在2倍隧道结构外径以上时,隧道沉降和侧移可得到有效控制。桩基长期荷载作用下地层仍然会产生蠕变位移,对隧道结构依然存在一定的影响。

结合上海轨交17号线朝阳河风井—漕盈路站盾构施工,对双线盾构隧道施工时近距离侧穿桥梁桩基的影响问题进行研究。主要采用三维数值分析的方法,研究隧道及桩基受力与变形的机理,分析研究水环境下盾构施工对邻近桩基的影响,提出了在不同施工工序下的结构变形和受力规律,以为类似设计与施工提供科学的理论依据及指导。

通过建立有限元数值模型,对乌鲁木齐地铁一号线下穿乌准铁路桥的盾构施工过程进行模拟分析。并根据模拟结果,分析隧道开挖对桥梁桩基础的影响:隧道左、右线开挖后,由于受隧道开挖卸载影响,靠近隧道的桩基一侧发生沉降,最大沉降量为1.66mm。对比加固前后桩基位移,发现注浆加固后桩基沉降量减小,桩基状态更加稳定。