郑州地铁盾构下穿施工对既有建筑桩基承载力的影响研究

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1、学校代码10459学号或申请号201212212441密级硕士学位论文郑州地铁盾构下穿施工对既有建筑桩基承载力的影响研究作者姓名：郭孝坤导师姓名：郭院成教授学科门类：工学专业名称：结构工程培养院系：土木工程完成时间：2015年4月AthesissubmittedtoZhengzhouUniversityforthedegreeofMasterStudyonEffectsofShieldTunnellingUnderneathPileFoundationofExistingBuildingonBearingCapacityinZhen

2、gzhouByXiaokunGuoSupervisor:Prof.Yuan-chengGuoStructuralEngineeringSchoolofCivilEngineeringApril，2015学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体己经发表或撰写过的科研成果。对本文的研究作出重要贡献的个人和集体，均己在文中以明确方式标明。本声明的法律责任由本人承担。学位论文使用授权声明本人在导师指导下完成的论文及相关的职务作

3、品，知识产权归属郑州大学。根据郑州大学有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留或向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅；本人授权郑州大学可以将本学位论文的全部或部分编入有关数据库进行检索，可以釆用影印、缩印或者其他复制手段保存论文和汇编本学位论文。本人离校后发表、使用学位论文或与该学位论文直接相关的学术论文或成果时，第一署名单位仍然为郑州大学。保密论文在解密后应遵守此规定。日期：卞/jr年夂月"日摘要摘要随着城市化进程的进一步发展，城市环境中高层建筑、高架桥梁等建（构）筑物云集，而它们大多都采用的是桩基

4、础的形式，由于受到地下空间、线路选线等的限制作用，在隧道开挖时将不可避免地会从既有桩基的周围穿过，而盾构隧道开挖时造成的地层移动作用在桩身上就会引起桩基的附加变形和附加内力，从而对桩基的承载性能以及上部结构的稳定造成一定的影响。因此，对盾构隧道开挖引起临近桩基的影响进行研究就显得十分重要。本文主要以大型通用的有限元软件ABAQUS为依托，考虑开挖面前方土体受到刀盘施工扰动、土仓压力、盾尾注浆作用等施工参数，对盾构隧道动态施工过程中正上方桩基的承载性能进行了数值模拟计算，主要研究内容如下：（1）总结了盾构隧道施工对周围地层移动影响的规

5、律、机理和影响因素，并简要介绍了盾构机隧道施工的工作机理、桩基的一些基本理论以及盾构隧道施工过程中其对临近桩基的影响原理。（2）在前人研究成果的基础上，对盾构隧道的施工过程在一定程度上进行简化假定，利用ABAQUS软件进行三维有限元模拟，得出盾构隧道周围地层在X、Y、Z三个方向上的移动规律。（3）在盾构隧道从既有建筑桩基正下方穿越时，模拟自由单桩与带承台单桩两种工况，找出各自的桩身变形和内力变化规律，并进行对比。（4）利用单因素控制法改变桩身长度、弹性模量以及承台顶部荷载，研究盾构隧道施工时对正上方桩基的影响机理以及找寻一个特定的安

6、全施工距离，经研究发现，该安全距离约为3m。（5）利用单因素控制法改变土仓压力、注浆压力以及刀盘对前方土体的卸荷扰动程度，研究施工参数引起的桩基变形和内力的响应问题。（6）借助数学原理，对桩间的差异沉降进行理论分析，并介绍了控制桩间差异沉降的理论方法。基于前文研究成果，总结了盾构临近建筑物掘进施工时应采取的几种监测和加固保护技术措施，为以后类似工程提供借鉴。关键词：盾构隧道，桩，桩长，桩弹性模量，桩顶荷载，施工参数，工程措施IAbstractAbstractWiththefurtherdevelopmentofurbanizatio

7、n,alotofhigh-risebuildingsandviaductscometogetherincrowdsdenselyintheurbanenvironment.However,amajorityofthesebuildingsandstructuresaresupportedbypilefoundations.Sotheexcavationofshieldtunnelingadjacenttothepilefoundationsofexistingbuildingsisinevitable,whilethegroundm

8、ovementscausedbyexcavationwillinevitablyleadtoadditionalinternalforcesanddisplacementsontheadjacentpilefoundations,wh