城市地铁施工近邻短桩桥基加固效果研究

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1、城市地铁施工近邻短桩桥基加固效果研究中铁九局集团有限公司大连分公司辽宁大连116012摘要：木文运用ABAQUS软件，结合郑州地铁2号线国基路站丙北风道施工对邻近短桩桥基影响的工程问题，重点研究施工过程中桥基的变形和受力性态以及桩土相互作用机理，并将部分计算结果与量测结果进行比较，分析近邻短桩桥基加固效果。研究结果表明，桩基托换能够有效地减少施工期间桥基的沉降,通过地面支撑减载以及在短桩底部进行局部注浆加固处理不能有效地减少施工对桥基的沉降影响。关键词：地铁施工；短桩桥基；加固效果；ABAQUS1调查背景及目的随着城市地铁工程在我国的大量修建和快速发展，地铁

2、施工中应用近邻桥梁基础进行的案例已经越多，如何保证加固效果的安全问题，已成为亟待解决的现实难题。木文通过研究在建的郑州地铁2号线国基路站，深刻研讨施工对桥梁的基础的变位影响。国基路站工程影响范围内桥基密布，但就桥基桩长以及与结构的相对位置而言，主要分为短桩桥基、中长桩桥基、长桩桥基、忪短桩结合桥基等4种类型，其中，短桩桥基属于最不利情况。为了确保施工期间短桩桥基的安全以及控制其变形在允许范围内，参与该工程的各方单位高度重视，制订了周详的加固方案。木文运用ABAQUS软件，就国基路站丙北风道施工对短桩桥基的影响以及不同加固效果进行了相关的研究和探讨。2工程概况

3、2.1设计简介郑州地铁2号线国基路站丙北风道结构平面以及与近邻编号为21丙的短桩桥基的平面位置关系和桥基与结构的剖面位置关系以及地层分布情况见图1-1、l-2.o2.2施工简介西北风道断面采用洞桩法施工，其主要施工步序为；(1)预加固左右小导洞→(2)开挖和支护左右小导洞→(3)小导洞内施工钻孔灌注桩→(4)小导洞内施作桩顶冠梁以及主体拱部位于小导洞内的初期支护结构&ram(5)小导洞内冋填混凝土→(6)预加固主体拱部→(7)•挖主洞至开挖面l→(8)施作主体拱部支护→(9)开挖主洞至开挖

4、面2→(10)施作支撑l→(11)开挖主洞至开挖面3→(12)施作支撑2→(13)洞内斜向下定向注浆→(14)开挖主洞至开挖面4→(15)施作支撑3→(16)预加固主洞底部→(17)开挖主洞至开挖面5→(18)拆除主洞内的导洞初支→(19)施作二衬l→(20)拆除支撑3→(21)施作二衬2→(22)施作支撑4→(23)拆除支撑2→(24)施作二衬3→(25)拆除支撑l→(26)施作二衬4&r

5、arr;(27)拆除支撑4。2.3桥基保护措施和加固方案由图1和图2可知，21西桥基不仅桩短而ii与导洞支护外缘的距离在平面与剖面上只有1.5m，因此。必须采取措施进行保护。鉴于该桥基的施工风险很大，经过比选和综合考虑，初步拟定了以下几种主要的加固方案。(1)桩底地层注浆加固由于桩底地层为圆砾卵石层，此地层可注性较强，通过注浆加固地层以提高地基的承载能力，也起到减少施工对桩底土层扰动的作用。实际操作过程是,水平方向上从短桩区域两侧在导洞内向中间进行夯击注浆钢管，垂直方向上则在导洞内从仰拱底部向桩基底部呈扇形逐渐靠拢。(2)桥基托换就是在地面选择合适的地点打设

6、深桩，深桩的长度达到结构底板以下的圆砾卵石层,通过后植筋技术将承台扩大，并将部分荷载转移至新增设的深桩上，使之与短桩共同受力，一起抵抗变形。这样可以大大提高短桩处的承载力，同吋可以进一步减小桥基的沉降［1】。3施工对桥基影响的数值分析3.1计算模型的建立土体和注浆加固区域的物理行为按Mohr-Cou-lomb屈服准则考虑，支护结构和桥基的物理行为按弹性材料考虑。桩土之间相互作用的接触行为按奋限滑动接触算法考虑。土体、桥基、加固区域、二衬等三维几何拓扑区域划分成块体单元，支护结构、边桩、横撑等二维几何拓扑区域划分成(等效的)壳体单元,桥基和土之间的相处作用界面

7、用三维面面接触单元来模拟，承台上部荷载按最不利情况简化成439kPa的分布载荷作用在承台上。地层的主要物理力学参数按地质详勘报告取值，开挖、支护、加固等施工参数按照施工设计取值。3.2计算结果(1)地表沉降分布0前，该范围已经完成导洞施工，图3中S1对应导洞施工完成，S2对应导洞内冋填混凝土和洞内桩施工完成，S3对座主体扣拱施工完成，S4对应主体开挖完成，S5对应二衬施工完成，S6对应导洞施工完成时地表测点沉降值。图3表明，导洞施工完成吋，地表沉降量测值与计算值基本吻合，实测最大值为13.46mm,计算最大值为13.10mm,进一步得出S2阶段地表沉降最大值

8、为17.95mm,S3阶段地表沉降最人值为22.95