地鐵穿越既有橋梁托換樁基承載特性研究.pdf

1、國內(nèi)城市正朝向現(xiàn)代化及大型化的趨勢邁進，大量高層建筑的興建，城市人口非常密集，針對商業(yè)、通風、交通以及其它相關(guān)配套設(shè)施的構(gòu)建，有了更高層次的需要。市區(qū)里面，有限空間本來就日益狹小，在處理此類情況時采取了一系列措施：發(fā)展地下空間，朝著地下推進，構(gòu)建地下商場、超市、地鐵及其它基礎(chǔ)設(shè)施。此類地下建筑常常要通過一些橋梁結(jié)構(gòu)、高層建筑或重要歷史性建筑的基礎(chǔ)，這要求必須對既有建筑物的基礎(chǔ)進行加固或者托換基礎(chǔ)；加之建筑所需托換的數(shù)量繁多，原有建筑物需

2、進行改建、加層或加大使用荷載時，也需要采用托換技術(shù)，這也促進托換技術(shù)趨向大型化和綜合性方向發(fā)展。
　　本文在查閱國內(nèi)外文獻學習、掌握該領(lǐng)域研究成果的基礎(chǔ)上，結(jié)合蘭州軌道交通1號線工程，針對地鐵穿越既有橋梁工程，采用室內(nèi)模型試驗、現(xiàn)場調(diào)研、數(shù)值模擬的方式，開展橋梁基礎(chǔ)工程托換比較工作。在認識既有橋梁上部、下部結(jié)構(gòu)承載體系的前提下，進行了計算分析。根據(jù)實際工程，設(shè)計了室內(nèi)模型試驗方案。由橋址處的工程地質(zhì)、水文地質(zhì)、既有橋梁上部結(jié)構(gòu)形式

3、、基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)形式，以及盾構(gòu)施工隧道與既有橋梁的空間關(guān)系，設(shè)計了橋梁樁基的托換方案即增設(shè)基樁數(shù)量、擴大承臺等工程措施。三種模型試驗工況分別為：①對原樁基加載至破壞，測試原樁基承載性能。②開挖至托換樁頭位置，截斷原樁進行托換承臺澆筑，待承臺養(yǎng)護完成對新體系加載，施加荷載為第一種工況的兩倍，測試托換后樁基承載性能。③在模型箱有機玻璃一側(cè)開孔，對土體開挖，模擬隧道掘進時對托換樁基承載性能的影響。通過這三種工況測試并計算樁基沉降、樁身軸力、樁側(cè)摩阻

4、力、托換承臺荷載分擔比，得到了在不同荷載下和不同開挖深度時樁基沉降、樁身軸力、樁側(cè)摩阻力數(shù)據(jù)，對比分析各數(shù)值變化范圍，總結(jié)托換前后以及隧道開挖時樁基承載性能的變化規(guī)律。
　　依托蘭州魚兒溝橋梁樁基托換實際工程，運用有限元分析軟件MIDAS-Civil對樁基托換前與托換后建立有限元模型進行數(shù)值模擬，參考國外樁基設(shè)計規(guī)范中樁端、樁側(cè)設(shè)計地基反力系數(shù)的計算方法，通過對樁端、樁側(cè)施加土體彈簧約束來考慮樁周土體對樁基承載力的影響，得出樁基托