地鐵穿越既有橋梁托換樁基承載特性研究.pdf

1、國(guó)內(nèi)城市正朝向現(xiàn)代化及大型化的趨勢(shì)邁進(jìn)，大量高層建筑的興建，城市人口非常密集，針對(duì)商業(yè)、通風(fēng)、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(lái)就日益狹小，在處理此類情況時(shí)采取了一系列措施：發(fā)展地下空間，朝著地下推進(jìn)，構(gòu)建地下商場(chǎng)、超市、地鐵及其它基礎(chǔ)設(shè)施。此類地下建筑常常要通過(guò)一些橋梁結(jié)構(gòu)、高層建筑或重要?dú)v史性建筑的基礎(chǔ)，這要求必須對(duì)既有建筑物的基礎(chǔ)進(jìn)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(jìn)行改建、加層或加大使用荷載時(shí)，也需要采用托換技術(shù)，這也促進(jìn)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(guó)內(nèi)外文獻(xiàn)學(xué)習(xí)、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(hào)線工程，針對(duì)地鐵穿越既有橋梁工程，采用室內(nèi)模型試驗(yàn)、現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研、數(shù)值模擬的方式，開(kāi)展橋梁基礎(chǔ)工程托換比較工作。在認(rèn)識(shí)既有橋梁上部、下部結(jié)構(gòu)承載體系的前提下，進(jìn)行了計(jì)算分析。根據(jù)實(shí)際工程，設(shè)計(jì)了室內(nèi)模型試驗(yàn)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(jì)了橋梁樁基的托換方案即增設(shè)基樁數(shù)量、擴(kuò)大承臺(tái)等工程措施。三種模型試驗(yàn)工況分別為：①對(duì)原樁基加載至破壞，測(cè)試原樁基承載性能。②開(kāi)挖至托換樁頭位置，截?cái)嘣瓨哆M(jìn)行托換承臺(tái)澆筑，待承臺(tái)養(yǎng)護(hù)完成對(duì)新體系加載，施加荷載為第一種工況的兩倍，測(cè)試托換后樁基承載性能。③在模型箱有機(jī)玻璃一側(cè)開(kāi)孔，對(duì)土體開(kāi)挖，模擬隧道掘進(jìn)時(shí)對(duì)托換樁基承載性能的影響。通過(guò)這三種工況測(cè)試并計(jì)算樁基沉降、樁身軸力、樁側(cè)摩阻

4、力、托換承臺(tái)荷載分擔(dān)比，得到了在不同荷載下和不同開(kāi)挖深度時(shí)樁基沉降、樁身軸力、樁側(cè)摩阻力數(shù)據(jù)，對(duì)比分析各數(shù)值變化范圍，總結(jié)托換前后以及隧道開(kāi)挖時(shí)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(shí)際工程，運(yùn)用有限元分析軟件MIDAS-Civil對(duì)樁基托換前與托換后建立有限元模型進(jìn)行數(shù)值模擬，參考國(guó)外樁基設(shè)計(jì)規(guī)范中樁端、樁側(cè)設(shè)計(jì)地基反力系數(shù)的計(jì)算方法，通過(guò)對(duì)樁端、樁側(cè)施加土體彈簧約束來(lái)考慮樁周土體對(duì)樁基承載力的影響，得出樁基托