樁基礎(chǔ)荷載對既有地鐵隧道的受力和變形影響分析.pdf

1、在地鐵沿線周邊進行樁基礎(chǔ)的建設(shè)會對隧道結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性造成不良影響。當樁基礎(chǔ)荷載逐步增加時，樁周土體位移會擴展到隧道處，對其受力狀態(tài)產(chǎn)生影響，引起隧道結(jié)構(gòu)的位移和斷面的不均勻收斂，造成隧道襯砌開裂滲水、地鐵軌道傾斜等問題，進而影響到地鐵的正常運營。因此，研究樁基礎(chǔ)荷載對既有地鐵隧道的影響顯得尤為重要。
　　 本文利用MIDAS/GTS有限元程序，建立三維模型，研究樁基礎(chǔ)荷載對既有地鐵隧道的影響，考慮了多種影響因素下隧道受力和變形的特

2、點，最后總結(jié)了隧道在樁基礎(chǔ)荷載下的受力狀態(tài)、變形模式以及治理措施。具體內(nèi)容如下：
　　 1.研究了單樁樁頂荷載作用下隧道的受力和變形，分析了隧道的存在對樁基礎(chǔ)受力和位移場的影響，考慮了樁長、樁徑、樁頂荷載、樁隧間距、襯砌厚度、襯砌剛度、斷面形式等參數(shù)變化時隧道最大位移的變化規(guī)律和隧道襯砌結(jié)構(gòu)的變形特征。研究表明：
　　 ①隧道開挖形成的應力場和隧道的襯砌結(jié)構(gòu)剛度對樁基礎(chǔ)側(cè)摩阻力的發(fā)揮和位移場有影響。
　　 ②隨著

3、樁長、樁徑和樁頂荷載的增大，隧道的位移值也增大。樁長的影響與隧道的埋深有關(guān)，當樁長與隧道埋深的比值為1時，隧道的位移最大。隨著樁隧間距的增大，隧道的位移值逐漸減小，呈指數(shù)變化。襯砌厚度和剛度越大，最大沉降越小，但最小沉降越大。
　　 ③兩側(cè)有樁時隧道整體下沉，最大位移增加量很大，但最大位移和最小位移差值較小。圓形斷面的沉降要略大于三心圓形斷面，但是底部的沉降差要小于三心圓斷面，所以對于運營階段的隧道來說，圓形斷面要優(yōu)于三心圓斷面

4、。
　　 ④當樁長小于隧道埋深時，隧道斷面的最大受力點在拱腰和拱頂之間，并隨著樁長的增加而下移；當樁長處于隧道埋深和隧道最低深度之間時，隧道最大受力點隨樁長的增加而下移；當樁長大于隧道最低深度時，隨樁長的增加最大受力點上移。樁隧距越大，隧道的最大受力點越低。樁頂衙載越大，最大壓力的作用位置越高。
　　 2.模擬分析了群樁基礎(chǔ)在荷載作用下對地鐵隧道的受力和變形的影響，考慮的影響因素有：樁隧間距、平行于隧道方向樁間距、垂直于

5、隧道方向樁間距、樁排數(shù)等，同時還考慮了隧道的縱向變形。模擬分析了隔離樁的遮攔效應，得出了隔離樁對隧道受力狀態(tài)、位移大小和變形特征的影響，并考慮了隔離樁樁長、樁隧距變化時對土體位移的遮攔效果。研究表明：
　　 ①隨著樁隧間距的增大，隧道的位移越來越小，位移的減小速率隨著樁隧間距的增大而減小。隨著平行于隧道方向樁間距的增大，隧道最大位移逐漸減小，且減小的速率越來越小。垂直方向樁間距的影響要小于平行隧道方向樁間距的影響，隨著間距的增加

6、，隧道的位移相應減小，但減小的速率相對較小。
　　 ②隧道的縱向剛度增大，最大沉降減小，縱向沉降曲線趨于平緩。
　　 ③隔離樁能減小鄰近受荷樁的樁頂位移和隧道最大位移，減小量為10％～40％。隔離樁使隧道斷面的最大受力點發(fā)生偏轉(zhuǎn)，能減小軌道沉降差。隨著隔斷樁的樁長的增加，隧道的位移減??；當隔斷樁樁長大于等于鄰近樁樁長時，隧道位移的減小較快。大于1.25倍樁長后，隔斷樁對土體位移的阻擋作用繼續(xù)加大，但是增加的速率減小。樁隧