某地下通道近距离穿越地面桥梁桩基施工方案研究论文

'亓龙亮（中国神华海外开发投资有限公司，，北京）摘要：地下空间的充分利用已成为解决日益严重的现代城市交通拥堵问题的主要途径，而地下空间施工不可避免地危害到邻近地面建筑或交通构筑物的运营安全，须慎重制订其施工方案。结合北京某地下人行通道近距下穿地面高架桥桩施工，并考虑承台-群桩-土之间复杂的相互作用，运用有限差分软件FLAC3D，计算分析了地下通道施工对邻近地面桩基的沉降和受力影响，制订了合理的施工方案。关键词：地下工程；近距离下穿；桩基；沉降；施工方案中图分类号：TU761.4文献标识码：A文章编号：1000-4726（2013）11-1041-02RESEARCHONCONSTRUCTIONPLANFORAMETROUNDERGROUNDPASSAGECLOSELYUNDERPASSINGPILEFOUNDATIONOFVIADUCTQILong-liang（ShenhuaOverseasDevelopmentandInvestmentCo.，Ltd.,,Beijing,China）Abstract:Makingfulluseofundergroundspacehasbecomethemainwaytosolvethegrowingproblemofmodernurbantrafficcongestion，andtheundergroundspaceconstructioninevitablywillcausedamagetotheoperatingsafetyofadjacentbuildingsorgroundtransportationstructures,soithastobeverycarefulinmakingtheconstructionplan.CombiningwithoneoftheundergroundpedestriantunnelinBeijing,itissituatedcloselyunderviaductpileconstruction,consideringthecomplicatedinteractionofpilecaps-grouppile-soil,usingthefinitedifferencesoftwareFLAC3D,calculationandanalysisofadjacentpilefoundationsettlementandgroundstressinfluencebytheundergroundtunnelconstruction,makingareasonableconstructionplan.Keywords:undergroundengineering；closelyunderpassing；pilefoundation；settlement；constructionplan本文以北京某地下通道近距离下穿地面桥桩施工工程为例，采用数值分析方法，对该工程A级风险源的设计施工方案进行验证，并为类似工程施工提供参考。隧道周边土层进行超前注浆加固，各桩加固范围如图1所示；（2）由于开挖面距桩底较近，在隧道开挖时，对桩底土层进行专门的超前注浆加固（图1，2）；（3）注浆加固采用长导管WSS注浆技术，注浆体单轴无侧限抗压1工程概况强度不小于1.2MPa，渗透系数不小于110cm/s，注浆压力试验值为0.5~1.0MPa；（4）对该处桥桩周围从地面进行复合锚杆桩隔离加固，隔离隧道开挖引起的破裂面，减小其对桩周土的扰动，确保桥基安全。该工程为地下人行过街通道工程,主通道长约171.4m，净宽8m，毛宽10m，高度为6.1～12.1m不等，采用浅埋暗挖法施工，呈东西走向从国贸桥南侧桥桩之间下穿东三环中路；上穿地铁10号线国贸至双井双线盾构区间，下穿多条市政管线。主通道在下穿控制性管线时为平顶直墙矩形截面形式，其余部分为拱顶直墙截面形式。主通道埋深约15.77m，平顶直墙覆土约9.6m，拱顶直墙覆土约7.3m。本工程桥桩中25-3、26-3距隧通道较近，且桩长较短（15m），通道开挖破裂面范围占总桩长约60%～80%，施工风险极大，列为A级风险源，针对A级风险源的施工方案如下：（1）隧道施工在通过该4处桩基时，对2计算模型及物理力学参数主通道埋深为7.0m，模型在X方向取80m，Y方向取36m，Z方向取50m。土层及岩层采用实体单元模拟，桩基采用桩单元模拟，临时钢支撑和初期喷射混凝土采用壳单元模拟。其中承台采用线弹性模型，土体及围岩采用弹塑性Mohr-Column本构模型（图3，4）。3计算结果分析3.1桩基位移计算结果根据物理力学参数和模型土层分布厚度，计算得到的桩基位移（表1）和桩基沉降时空曲线（图5）。图5中W收稿日期：2013－09－28作者简介：亓龙亮（1976-），男，山东莱芜人，工程师，e-mail：qilongliang@shenhua.cc. 超前小导管注浆加固004承台26-325001200500洞内注浆加固承台25-3120021000005101000100000300060033桩端扩底桩端扩底注浆加固注浆加固7850桩端长导管桥桩1000注浆加固区域1000复合锚杆桩注浆加固区域0桥墩5826-307057桥承台0覫150复合锚杆00126-3桥台25-3桥台123桩端扩底56784加固区桩端扩底加固区YXZL/D-0.2-2.5-1.5-0.51.52.53.54.55.56.57.501号桩2号桩3号桩4号桩0.25号桩6号桩7号桩8号桩m0.4xaW/0.6W0.811.2·1042·建筑技术第44卷第11期表1计算桩基位移图1桩基加固及与通道位置关系示意图5桩基沉降时空效应曲线和桩底水平位移量相差不大；3，4，7，8号桩基距开挖通道较近，桩身轻微压缩，桩顶沉降略大于桩底沉降，桩顶和桩底水平位移量相差较大。由图5可知，在掌子面距桩基为0.5~4.5倍洞径时，桩基沉降速率最大，沉降值占整个沉降的80%~85%。3.2桩基内力计算结果由计算得到的桩基轴力和剪力结果可知，桩基轴力随桩基的埋深增加而增大。3,4,7,8号桩基周围的土体受扰动程度较1,2,5,6号桩基大，桩基轴力减小更明显。桩基上部剪力变化与桩基下部剪力变化方向相反。图2桩基周边加固示意4结语（1）采用设计方案施工，靠近地下通道较近的3,4,7,8号桩桩身轻微压缩，桩身呈现整体向开挖通道倾斜移动；1，2，5，6号桩呈整体沉降，且所有桩基最终沉降量和水平位移都能够控制在5mm以内。（2）在地下通道掌子面距桩基为0.5~4.5倍洞径时，施工中应减小开挖进尺、及时支护。（3）3，4，7，8号桩基轴力和剪力在通道开挖前后变化较大，通道开挖后桩身剪力随埋深增大变化量增大，但最大剪力不到1MPa，桩基结构安全可靠，总体可见设计施工方案安全合理。参考文献图3桩基相对位置及编号[1]Poulos.H.G.＆Davis.E.H．Pilesfoundationanalysisanddesign[M]．JohnWileyandSons，Inc.1980．[2]Randolph，M．F．&Wroth，C．P.AnAnalysisoftheVertical图4桩基、承台、立柱、隧道模型DeformationofPileGroups[J]．Geotechnique,1979,29（4）：423-439．胡德贵，罗书学，赵善锐．加筋效应对群桩沉降计算的影响[J]．西南交通大学学报，2000，30（11）:38-42．林天建，熊厚金，王利群．桩基础设计指南[M]．北京：中国建筑工业出版社，1999．刘金砺．桩基础设计与计算[M]．北京：中国建筑工业出版社，1990．陈龙珠，梁国钱，朱金颖．桩轴向荷载-沉降曲线的一种解析方法[J]．岩土工程学报，1994,16（6）:30-38．[3]表示桩基随着开挖的沉降值，Wmax表示桩基最终沉降值，L表示隧道开挖掌子面距桩基的距离，D表示通道宽度。由表1可见，按设计方案施工，通道开挖完成后，1，2，5，6号桩基距开挖通道较远，桩身整体下沉，桩顶[4][5][6]桩号12345678桩顶沉降/mm桩底沉降/mm桩顶水平位移/mm桩底水平位移/mm-4.9-4.9-1.9-0.4-4.9-4.9-1.8-0.4-4.5-4.3-3.0-0.3-4.5-4.3-2.9-0.4-4.3-4.32.40.4-4.3-4.32.10.4-3.7-3.53.40.4-3.7-3.63.00.4'