樁基礎全壽命期對鄰近已有隧道的影響研究.pdf

1、本文研究了高層建筑樁基礎全壽命期對鄰近已有隧道的影響。 一個新建的高層建筑群樁基礎對地鐵隧道的影響可以說是伴隨著樁基礎的全部壽命期的。從最開始的施工階段，到隨后的建筑荷載施加階段以及后期的正常使用階段，每個階段對鄰近的已有隧道影響均需要關注。將樁基礎的全壽命期分為三個階段考慮樁基礎對隧道的影響：成樁--樁基施工；上部荷載施加--樁基瞬時荷載；正常使用階段--樁基長期沉降。具體研究內容如下： 1．采用施加在樁孔側壁上的靜水

2、壓力來模擬泥漿護壁以及混凝土澆注過程，并對鉆孔灌注樁施工過程進行了三維有限元模擬。對鉆孔灌注樁施工過程造成樁孔附近土體應力變化，土體變形以及鄰近隧道變形及受力變化進行了分析。分析結果表明：鉆孔灌注樁施工對緊鄰樁孔的土體應力影響較大，尤以水平應力變化為大；施工影響范圍約3倍樁徑；造成鄰近隧道的變形及受力變化量值均很?。簭倪^程來看，對隧道影響較大的階段為混凝土澆注面高于隧道位置后以及混凝土硬化階段。 2．對建筑物上部荷載施加階段，采

3、用兩種計算方法進行分析。 (1)在傳統(tǒng)的剪切位移法基礎上，編制了帶承臺群樁沉降計算程序。該程序考慮了樁間的加筋與遮攔效應，樁土相互作用。可以計算帶承臺大規(guī)模群樁的自身沉降以及鄰近群樁的隧道所在位置土體沉降情況。在已知土體位移的情況下，計入隧道剛度的影響，求得隧道位移曲線。本文計算方法可以考慮實際土層情況下大規(guī)模群樁基礎的計算，可以考慮樁筏共同作用亦可僅考慮柔性承臺計算。在本方法的計算中，樁基礎與隧道的相對位置關系可以是任意角度，

4、且樁基礎的樁間距可以為任意值。 (2)利用三維有限元程序PLAXIS 3D TUNNEL2.0分析了群樁基礎正常工作狀態(tài)沉降對鄰近隧道的影響。首先對比兩種樁基與隧道相對位置關系，一種為樁基礎僅位于隧道單側，一種為樁基礎對稱分布于隧道兩側。以樁基礎位于隧道一側的形式為基礎，分別對不同樁位布置情況，樁基長度，隧道計算剛度，樁基礎荷載以及樁與隧道的凈距離進行了單因素分析。并通過合理的等代，可以采用二維平面應變有限元很好的模擬樁列荷載對

5、鄰近隧道的影響。隨后對保護隧道措施之一的設置隔離樁的隔離效果進行了分析，對隔離樁的設計參數(shù)(隔離樁樁長，隔離樁設置位置、樁數(shù)以及隔離樁樁間距)進行分析，對各設計參數(shù)給出了合理建議。 3．根據(jù)單軸壓縮試驗以及數(shù)值模擬反分析得出適用于上海第四層淤泥質軟土的PLAX工S軟土蠕變模型參數(shù)，利用該土體模型參數(shù)分析了樁基礎在不同荷載水平下的長期沉降對鄰近隧道的影響。結果表明在樁基礎加載完成時產生的樁基沉降以及隧道沉降占最終沉降的75％左右。