地基空洞对框架式地道桥结构的影响
浅论管线隧道开挖对既有线框架桥的影响
浅论管线隧道开挖对既有线框架桥的影响1 概述随着我国城市化进程的飞速发展,隧道开挖对于周围环境的影响已经成为工程界广泛关注的课题之一。
大量的地铁隧道工程实践表明,隧道施工势必会引起地层沉降和变形。
隧道施工引起地表沉降一般分为地表均匀沉降和地表不均匀沉降两种。
地表的均匀沉降使周围建筑物产生整体下沉,其对于建筑物的稳定性和使用条件并不会产生太大的影响,但若沉降量较大,同时地下水位又较浅时,则会造成地面积水,不但影响建筑物的使用,而且使地基土长期浸水,强度减低。
针对地铁隧道开挖对邻近建筑物影响的问题,国内外学者开展了许多针对性的研究。
N.Loganathan等人利用离心模型试验对因隧道施工引起的单桩和群桩应力与变形特性的影响进行了初步研究。
葛卫娜等分析了隧道开挖对周围建筑物的各种损害形式,并提出了三种保护建筑物的措施,对各项治理措施的优缺点进行了比较,对建筑物的加固提供了一定的指导作用。
在隧道开挖施工过程中,由于开挖扰动、地层损失和固结沉降等因素会引起地层产生移动和变形,从而导致上部既有结构发生移动和变形。
因此,上部既有结构变形的有效控制是选择隧道开挖支护方案的关键,而轨道的绝对沉降和差异沉降又是变形控制的核心和关键。
本文运用Midas/GTS有限元软件,对某管线隧道开挖对上部既有线框架桥影响进行安全性评估,模拟隧道开挖过程,预测管线隧道开挖施工过程中上部既有线框架桥的绝度沉降及差异沉降,评价该沉降量是否影响框架桥的正常运营及结构安全,从而降低隧道开挖过程对上部既有线框架桥可能带来的危险,对危险部位事先采取防范措施,为管线隧道开挖支护方案提出指导性的意见。
2 工程概况2.1 工程背景某热力管线14#~18#间管道需从东北环线K33+552.23处2~20m框架桥下穿过,与铁路交角为90°,为此需修建下穿铁路框架桥段浅埋暗挖隧道。
采用2座1~2m暗挖隧道,两隧道中心间距7m。
隧道在管棚防护下进行施工,管棚采用直径为325mm钢管,由两侧竖井对向夯进,隧道长均为83.8m,隧道埋深在铁路框架桥以下1.4m左右,暗挖隧道按铁路荷载进行设计。
最新地基空洞对框架式地道桥结构的影响
地基空洞对框架式地道桥结构的影响地基空洞对框架式地道桥结构的影响2003年l2月第2l卷第4期长沙铁道学院JOURNALOFCHANGSHARAILWAYUNIVERSITYNo4Dec.2003文章编号:1000—2499{2003)04—0006-06地基空洞对框架式地道桥结构的影响肖丹,文雨松(中南大学土木建筑学院,湖南长沙410075)摘要:建立了地道桥与地基空洞的静力,动力模型,并进行非线性有限元计算.考察地基空洞对框架式地道桥受力状况的影响,分析了由地基空洞引起的框架式地道桥裂缝的发生机理,为框架式地道桥的设计,施工和裂缝防治提供了参考和依据.关键词:框架式地道桥;地基空洞;静动力分析中图分类号:U441.4文献标识码:A StaticandDynamicAnalysisoftheInfluenceof HoleinFoundationuponFrame——typeTunnelBridgeXIAODan.WENYu—song (CollegeofCivilandArchitecturalEngineering,aH410075,China)Abstract:Throughthestaticanddynamiccalculation,ononehand,thispaperanalygestheinfl uenceoftheholeinfoundationuponframe—typetunnelbridge,andclarifiestheformationmechanismofthecrackofframe—typetunnelbridgecausedbythefoundation'shole.Ontheotherhand,thispaperpm—videssomeusefulreferencefortheframe—typetunnelbridge'sdesign,constructionandthepreventionorrepairofthecrack.Keywords:tunnelbridge;holeinfoundation;staticanddynamicanalysis随着我国交通运输事业的发展,为满足铁路与公路高速,安全行车的要求,铁路,公路平交道口被大量地改为立体交叉,其形式多采用以顶入法施工的框架式地道桥.在现有铁路线下采用顶入法对地道桥进行施工,能够最大限度地避免对铁路线的干扰,从而达到既保证铁路运输又节省工程造价的目的.在顶进桥体时,其端部土体应随顶随挖.顶进方向的误差往往取决于挖土的质量,而在软土地基上顶进时,由于土质松软,箱体端部会产生"扎头"现象,即便采取补救措施对其予以纠正,地道桥底部地基仍将无法避免地产生空洞.地基空洞的存在,势必影响地道桥的受力状况,成为影响今后地道桥运营安全的隐患.在实际工程中,许多正在运营的框架式地道桥都存在着不同大小的地基空洞,其中部分地道桥在经过数年的使用后,其边墙逐渐收稿日期t2003—06—10基金项目:铁道部科技研究发展计划项目(98G39—10)作者简介:肖丹(1976一),男,湖南益阳人,中南大学硕士生第4期肖丹等:地基空洞对框架式地道桥结构的影响7出现呈"八"形的自底板向顶板扩展的裂缝.目前,有关地基空洞对地道桥安全运营的危害的研究较少.在此,作者采用大型有限元分析软件ANSYS对带空洞地基上的框架式地道桥进行静力,动力非线性有限元分析,研究地基局部空洞对框架式地道桥结构的影响及其边墙"八"形裂缝的产生机理,为框架式地道桥的设计,施工和裂缝防治提供参考和依据.1计算模型与计算参数1.1计算模型以一单跨框架式地道桥为分析对象,其结构如图1所示.在有限元计算中,首先对该地道桥包括其周围土体建立计算模型.对地道桥采用ANSYS单元库中混凝土单元(so皿65).该单元可以在受拉达到一定的强度后发生开裂的现象,而当单元承受的压应力超过其抗压强度时单元会被压碎.SOLII365单元由8节点组成,每个节点具有3个方向的自由度(UX,UY,UZ),另外该单元还可以定义13种不同形式的钢筋.这种单元形式与普通的8节点线弹性单元相比较,除了具有特殊的开裂,压碎性能之外基本类似.最为重要的是,该单元可定义非线性的材料性能,混凝土可在3个正交方向开裂,压碎,塑性变形和徐变等.因此,选用此种单元,能较好地模拟出地道桥在列车静载,动结构中心线图1框架式地道桥主体结构示意图(单位:f31T1)载作用下的力学变化.混凝土材料的本构关系采用多线性随动硬化(MultihnearKinematicHard—ening)的Mises模型l-】J.地基采用块体单元(so皿45),该单元同时适用于线弹性材料和弹塑性模型.根据地基的物理力学性质,采用弹塑性的非线性有限元法,地基材料的本构模式采用Drucker —Prager(D—P)模型l-2J.其本构方程为口-,+()专=k(1)i£中:Jl=盯l+盯2+盯3-,2=去[盯1一盯2)+(盯2一盯3)+(盯3一盯1)]2sin∞,,6cos~一焉盯l,盯2,盯3为主应力.ANSYS支持刚体一柔体的面一面接触单元,能较好地模拟有滑动和摩擦的地道桥与周围土体之间的相互作用.采用接触单元TARGE170和CONTA173分别模拟地道桥的接触面和土体的接触面.计算模型的边界范围按以下原则进行确定,模型所取地层的范围是:水平方向上地道桥两t_●●●●●●●●』8长沙铁道学院2003焦边的长度均取桥跨的3倍为限,即计算模型的水平宽度为地道桥跨度的7倍;垂直方向上,地道桥底板以下的距离为桥高的3倍.1.2计算参数该模型各材料物理力学参数如表1所示.表1计算模型各材料物理力学参数建立地基无空洞计算模型,并假设地道桥中部地基存在满跨矩形空洞,分1.0,1.5.2.0,2.5,3.0m等各种宽度,建立地基有空洞计算模型.2静力分析2.1地基空洞对地道桥结构应力的影响根据《铁路桥涵设计基本规范》(1Bl0oo2.1—99,以下简称《桥规》)关于桥涵设计荷载之规定,就地道桥受最不利荷载组合情况对上述计算模型进行静载计算.图2为应用ANSYS在地道桥在地基无空洞,有3m空洞情况下计算得到的第1,第2主应力等值线对照图;第3主应力为压应力,其值与混凝土的极限抗压强度相比较小,故未作考察.(a)地基无空洞时边墙外侧第2主应力(0)等值线图(c)地基无空洞时底板顶面第2主应力(0)等值线图ANSYS7.1A=一312972B=一234416C=一155859D=一773o3t—E=1253F=79810G=158366H=2369221=315479A=_479839B=一355198C=一230557D=一l05917E=18724F=143365C=268006H=392647I=517288(b)地基存在3m宽空洞时边墙外侧第2主应力(0)等值线图(d)地基存在3m宽空洞时底板顶面第2主应力(0:)等值线图ANSYS7.1A=-324840B=一243488C=-162136D=一8o784意.十E:567.484应力方向F819G=163271H=244623I=325975ANSYS7.1A=一617837C=-2823O2D=一114535右¨E:53233应力方向F210∞G=388768H=556535I=724303图2地基有,无空洞情况下地道桥主应力等值线图(单位:Pa)表2所示为在地基无空洞,有3m宽空洞情况下,地道桥各部位主应力极值的相应变化.计算表明,地道桥底部地基空洞对地道桥顶板的主应力分布影响不大,而对边墙及底板的主应力分布产生了显着的影响:底板及边墙在空洞两侧出现了明显的应力集中(见图2).表2表明:与地基无空洞情况相比,地基存在3m宽空洞的地道桥的顶板,边墙,底板的第第4期肖丹等:地基空洞对框架式地道桥结构的影响91主应力发生不同程度地减小;而底板和边墙的第2主应力则出现不同幅度的增长,尤其是底板第2主应力,其增幅达到39.4%.底板第2主应力(:)随着地基空洞的增大,其值呈大幅度增长.表3为地基存在不同宽度空洞与地道桥底板第2主应力值,位置的变化关系.裹3正常使用荷载作用下地道桥底板第2主应力(0"2)与不同宽度空洞关系对应裹由表3可以看出,地道桥底板的第2主应力值随着地基空洞宽度的增大,其值急剧增大.2.2地道桥静力模型受地基空洞影响分析考察以上地道桥静力模型的计算结果可知:1)由地基空洞引起地道桥底板及边墙主应力变化是导致地道桥产生"八"形裂缝主要原因.地基空洞的存在对地道桥边墙和底板的主应力产生了显着影响.2)由地道桥空洞引起的地道桥底板及边墙第2主应力()的变化是地道桥产生"八"形裂缝的直接原因.虽然在地基有,无空洞的情况下,地道桥顶板底面和底板顶面第1主应力(最大拉应力)均已超过混凝土的极限抗拉强度(地道桥一般由C25号混凝土浇注而成,据《桥规》,10长沙铁道学院2003年其极限抗拉强度为2.02MPa).但由于在框架式地道桥的设计计算中,通常只考虑框架横截面单位宽度的受力情况,使得地道桥横截面方向的配筋较为保守,纵截面方向的配筋则相对薄弱;裂缝宽度与使用荷载作用下的钢筋应力大小有直接关系,钢筋应力愈大,则裂缝愈宽.因此,在正常使用荷载作用下,虽然地道桥顶板和底板混凝土在第1主应力的作用下已产生了沿框架纵向的裂纹,但由于地道桥横向配筋较为充分,限制了混凝土裂缝的进一步发展.同时,地基空洞的存在,使地道桥顶板和底板的第1主应力均有不同程度的减小,进一步削弱了地道桥框架纵向裂缝的扩展能力.地道桥底板和边墙的第2主应力(:)虽然未达到混凝土的抗拉极限强度,但考虑到地道桥在使用年限内将承受列车多次重复荷载作用,致使昆凝土承受重复应力,且随着应力重复次数的增加,其内部损伤不断增加,以致混凝土承裁能力下降,因此必须对地道桥进行动载疲劳验算.3动载疲劳分析3.1地道桥混凝土抗拉疲劳破坏理论桥梁的疲劳破坏一般采用Miner线性累积损伤理论,认为桥梁的疲劳承载力与应力幅△:及其相应的作用次数n有关.在整个使用期间,结构不发生疲劳破坏的条件为: 一D=∑≤1(2)i=1''式中,D为结构损伤度;N为材料.s—J7v曲线上相应于应力幅△:的抗疲劳循环次数.对于混凝土的抗拉疲劳.s—J7v曲线,采用Tepfers等给出的混凝土在等幅重复拉应力作用下的曲线公式J:S=1—0.0685(1一R)lgN(3)式中,S=,R=;其中:一,面为疲劳应力上,下限,为混凝土静载轴心抗拉强度.3.2地基空洞对地道桥混凝土疲劳寿命的影响以东风4机车挂C60敞车模型模拟列车对地道桥的冲击,用ANSYS分别计算列车动载作用下底板第2主应力极值点的应力变化,得到如图3所示应力脉.假定该地道桥每日通过300趟,视不同地基空洞大小情况,用雨流法计算得到底板各第2主应力极值点应力谱,再根据式(2)和(3)计算各种情况下地道桥底板混凝土的疲劳损伤度D,对比其疲劳寿命,见表4.由地道桥动力模型的疲劳计算可知,地基空洞的存在对地图3东风4挂O50敞车应力脉示意图(后续车厢略)道桥底板混凝土的疲劳寿命有着很大影响.随着空洞的增大,其疲劳寿命急剧下降.也就是说,在地基无空洞或空洞较小的情况下,地道桥底板混凝土不会因疲劳而产生裂缝,若地基空洞的大小超过一定限制,地道桥在长期列车往复荷载的冲击下,其底板混凝土将产生由第2主应力引起的疲劳裂缝.受列车荷载的冲击作用,地道桥底板裂缝继续向边墙扩展.受地道桥底板裂缝的影响,边墙的应力进行重新分布.图4所示为地道桥边墙第2主应力等值线图,可见,底板裂缝将延伸至第4期肖丹等:地基空洞对框架式地道桥结构的影响11边墙,并呈"八"形向顶板延伸.表4不同宽度的地基空洞对地道桥底板混凝土疲劳寿命的影响过去地道桥设计时未考虑地道桥纵向受力的不利状况,该方向布筋偏少,成为影响地道桥使用寿命的薄弱环节.裂缝产生后,水分将会顺缝流入,使钢筋锈蚀,一方面,钢筋因锈蚀而强度变低,导致裂缝继续扩大,延伸;另一方面,钢筋因锈蚀而体积增大,使附近混凝土破裂,剥落,加重钢筋的进一步锈蚀,导致恶性循环,最终危害地道桥的使用寿命.ANSYS7.1A:一564390B:-438894C=-313397D=一l879OlE=--62404F3093G=188589H=3140861----439582图4底板裂缝产生后地道桥边墙第2主应力等值线图4结论1)在列车长年往复荷载的作用下,由地基空洞引起的地道桥第2主应力激增将导致地道桥底板和边墙出现裂缝;空洞愈大,裂缝出现愈早.2)在地道桥结构设计时,尤其在对软弱地基上地道桥进行设计时,必须考虑地基空洞这一不利情况对地道桥受力状况的影响,并有针对性地加强地道桥纵向的布筋以提高其刚度,抑制由空洞引起的地道桥"八"形裂缝的扩展.3)在地道桥顶进施工时,必须严格控制其方向,经常对桥体的轴线和标高进行观测,发现偏差及时采取措施纠正,以免形成地基空洞,对地道桥将来的运营安全造成危害. 参考文献:[1]吕西林,金国芳,吴晓涵.钢筋混凝土结构非线性有限元理论与应用【M].上海:同济大学出版社,l999.[2]钱家欢,殷宗泽.土工数值分析cM].北京:中国铁道出版社,1.991.[3]T~vCm,P,~ieis.Fatigue曲咖曲0fplain,mdi町andlightweightc0n嘣e[J].AGIJoumal,1979,76:635-652。
浅谈地层空洞影响下城市隧道施工引起的地层变形规律及控制方法
浅谈地层空洞影响下城市隧道施工引起的地层变形规律及控制方法随着我国当前城市化进程和城市设施的逐渐完善,给人们生活带来了很多的便利,轨道施工作为缓解城市交通堵塞的一个重要项目,得到了各级建设部门高度重视。
各大城市都开始大规模的进行轨道交通建设。
大范围的地铁施工必将给沿线的百姓和环境带了危害。
施工会使得底层变形导致地表建筑物下层、裂开、地下管线破裂等消极的影响,并且经常胡出现一位施工不规范而导致工程事故的发生。
因此,地层空洞影响下城市隧道施工引起的地层变形规律及控制方法的研究成为了当前城市轨道交通建设中必须要考虑的一个重点问题。
标签:轨道交通建设;地层变形;控制方法随着城市化建设的加快以及进城务工人员的急剧增加,给城市的交通带来了很大的压力,交通问题成为了影响社会正常秩序的一个重要社会问题,也是制约城市经济发展的一个重要因素。
为了解决城市交通堵塞,扩大居民的出行范围,加快城市设施的建设。
以地铁建设为代表的交通建设成为了当前解决以上问题的有效措施。
地铁建设在解决以上矛盾的同时,在建设和运营的过程中也会时常出现事故,这一定程度上降低了人们对轨道交通的信任度。
国内外对地铁的研究表明,地铁在施工和运营的过程中对沿线地层都会造成扰动,从而引起地层移动而出现各种事故。
尤其是城市的地铁,其埋深比较浅,沿线的建筑物较多,更容易发生事故。
所以掌握地层空洞影响下城市隧道施工引起的地层变形规律,从而找出适当的控制方法,成为了当前刻不容缓的一个问题。
1 地层缺陷及影响分析二十一世界是我国城市经济迅猛发展和城市化建设步伐逐渐加快的阶段。
我国各大中小城市为了能够解决自己本城市的交通工具,开始大范围的建设地铁。
这个工程项目是巨大复杂的,正因为此其受到的影响因素更加的复杂。
因此,在城市隧道施工过程中必须要充分的考虑到隧道施工带了的负面影响,然后进行研究。
在隧道施工过程中安全事故时有发生,分析这些事故的发生原因,可以大致的分为不良底层、管线断裂,底层中不良地质体以及施工管理等方面。
地质构造对桥涵工程建筑物稳定性影响分析
地质构造对桥涵工程建筑物稳定性影响分析地质构造是指组成地壳的岩层和岩体在内、外动力地质作用下发生的变形变位,从而形成诸如褶皱、节理、断层、劈理以及其他各种面状和线状构造等组成地壳的岩层和岩体。
桥涵工程建筑物稳定性对工程质量至关重要,研究地质构造对工程建筑物稳定性的影响具有重要意义,本文就地质构造对桥涵工程中的边坡、隧道、桥基的影响进行具体分析。
1地质构造对工程建筑物稳定性的影响1.1边坡与地质构造的关系边坡中的各种结构面对斜坡稳定性有着重要的影响。
特别是软弱结构面与斜坡临空面的关系,对斜坡稳定起着很大作用。
这种关系多种多样,稳定性也各不相同,可以分为以下几种情况:(1)平叠坡:主要软弱结构面为水平的,这种斜坡一般比较稳定。
(2)顺向坡:主要是指软弱结构面的走向与边坡面的走向平行或比较接近,且倾向一致的边坡。
(3)逆向坡:主要软弱结构面的倾向与坡面倾向相反,这种边坡一般是稳定的。
(4)斜交坡:主要软弱结构面与坡面走向成斜交关系,交角越小,稳定性越差。
(5)横交坡:主要软弱结构面的走向与坡面走向近于垂直,这类边坡稳定性好,很少发生大规模的滑坡。
1.2隧道与地质构造的关系(1)水平或倾斜不大的岩层。
较坚硬的岩层中较为稳定,软硬相间的岩层中易发生坍方。
(2)直立岩层。
坚硬岩层、地下水很少,一般是较稳定的,层薄又有软弱夹层,只要有少量的地下水活动,也会造成较大的地层压力,将有掉块和坍塌冒顶的可能。
(3)倾斜岩层对隧道施工的影响。
岩层倾斜角度的大小和岩层的性质是影响隧道稳定性的关键因素。
陡立的岩层可能出现局部坍塌,如位于两侧,可能产生坍帮偏压。
(4)褶曲对隧道施工的影响。
褶曲有背斜和向斜之分,背斜的产状呈正拱形,裂隙特征是上部受拉,形成张口上大下小。
在褶曲地段修筑隧道,最好选在翼部通过或横穿褶曲轴,在选线中对于千枚岩以及粘土岩等地层的褶曲层,应予避开。
(5)断层对隧道施工的影响。
断层的断裂面处,有较大的剪应力和残余应力,断层带的岩体破碎,一般有碎石、角砾等,岩体强度低,围岩压力较大。
基础预留孔洞的作用
基础预留孔洞的作用
基础预留孔洞是建筑施工过程中必不可少的一种工艺,在建筑物
的基础混凝土浇筑前施工,是为了保证混凝土的正常收缩和变形,避
免由于混凝土收缩而发生地基沉降,从而影响建筑物整体的结构稳定、承载能力和使用寿命。
那么,基础预留孔洞对于建筑施工的具体作用有哪些呢?
一、释放混凝土的应力
在混凝土的固化过程中,由于水泥水化反应时产生的热量,会导
致混凝土体积膨胀,进而产生内部应力,这些应力可能会导致混凝土
裂开,这时通过基础预留孔洞释放部分混凝土的应力,就能很好地避
免这种情况的发生。
二、平衡水平位移
在基础混凝土的浇注过程中,由于温度变化等原因,混凝土会发
生水平位移,如果混凝土中没有预留孔洞,其水平变形将会导致基础
结构出现裂缝或者垮塌,而通过基础预留孔洞能够平衡混凝土的水平
位移,从而保证基础的稳定性。
三、避免变形
建筑物的基础一旦发生变形,就会引起整个建筑结构的位移,进
而影响整个建筑物的稳定性。
预留孔洞能够避免因为混凝土收缩而引
起的基础变形,提高基础的稳定性,从而使建筑物的使用寿命更长。
四、排水和通沟
在建筑物基础预留孔洞的设计中还需考虑到排水和通沟的问题,
避免因内部积水导致基础结构发生变形和刚度下降的情况,同时能够
便于排水和通沟维护,保证建筑物内部水平的稳定性。
总之,基础预留孔洞是建筑施工中不可缺少的一项工艺,在预留
孔洞后浇注混凝土,能够保证建筑物的稳定性和使用寿命,同时提高
建筑物的质量和安全性能。
在建筑施工过程中,更加注重基础预留孔
洞的设计工作,对于建筑物未来的使用和维护都是有益的。
浅谈地层空洞影响下城市隧道施工引起的地层变形规律及控制方法
浅谈地层空洞影响下城市隧道施工引起的地层变形规律及控制方法地层空洞是指在地下存在一定空间的洞穴或空腔,包括天然形成的洞穴,如溶洞、岩溶缝洞等,以及人工挖掘或开挖所形成的洞穴,如隧道、地下室等。
随着城市发展的需要,越来越多的城市隧道开始修建,地层空洞对城市隧道施工和运营都会产生一定影响。
地层空洞影响下城市隧道施工引起的地层变形规律如下:1.拱形效应:地层空洞的存在降低了周围土层的有效应力,导致土层产生弯曲和变形,形成拱形结构。
城市隧道施工的挖掘过程会破坏掉部分地层的拱形结构,从而引起地层的破坏和变形。
2.周围地层沉降:地下空洞的开挖会导致周围的地层发生沉降,造成地面的下沉和陷坑的形成。
城市隧道施工过程中,需要采取相应的支护措施来减小地层的沉降,防止地面的塌陷和坍塌。
3.周围地层裂缝:地层空洞的开挖会引起周围地层的应力重新分布,从而导致地层裂缝的形成。
这些裂缝会对城市隧道的施工和运营产生一定的影响,如渗水、漏水等问题。
为了控制地层变形,减小地层空洞对城市隧道施工的影响,需要采取以下措施:1.地质勘探和选择合适的隧道线路:在施工前,应对地下地质进行详细的勘探,选择合适的隧道线路。
合理规划隧道的深度和位置,以减小地层空洞对地下地质的影响。
2.支护结构设计:根据地下地质情况,设计合适的支护结构。
常用的支护方式包括钢支撑、水泥注浆、预应力锚杆等。
合理的支护结构可以有效地控制地层的变形。
3.施工监测:在隧道施工过程中,应进行实时的监测和测量。
通过监测数据的分析,可以及时发现地层变形的情况,并采取相应的措施进行调整和纠正。
4.灌浆加固:对于地下空洞周围的地层,可以采用灌浆加固的方法,填充空隙,增加地层的强度和稳定性,减小地层的变形。
总之,地层空洞对城市隧道施工会产生一定的影响,包括拱形效应、地层沉降和地层裂缝等。
为了控制地层变形,需要进行地质勘探和隧道线路的选择,设计合适的支护结构,进行施工监测,并采取灌浆加固等措施。
楼板开洞对框架结构整体抗震性能的影响
构 平 面 中 部 时 ,楼 板 开 洞 对 于 结 构 整 体 抗 侧 刚 度 有 较 大 削 弱 ,同 时 加 大 了 结 构 的 扭 转 效 应 ,在 罕 遇 地 震 作 用 下 使 得
结 构 的 屈 服 机 制 偏 向 于 “强 梁 弱 柱 ”。
关键词:楼 板 开 洞 ;自 振 周 期 ;层 间 位 移 角 ;P usho ver;非 线 性
. pe rform ance o f the fra m e s tru c tu re
K ey words: Slab w ith op ening;S elf-o s c illa tio n ;S tory d r ift;P ushover;N o n lin e a r 中图分类号:TU375.4 文献标识码: A 文章编号=1 0 0 0 - 4 6 3 7 ( 2 0 1 8 ) 0 7 - 6 9 - 0 6
same pla n e s tru c tu re in d iffe re n t p o s itio n o f o p e n in g the seism ic p e rform ance o f the w h o le s tru c tu re ,the S A P 2000 software
and the locatio n o f the
, o p e n in g deviates fro m the m id d le p a rt o f the s tru c tu re the o p e n in g o f the flo o r has a great in flu e n c e on the o v e ra ll seism ic
2018年第7 期 7月
空洞的存在对浅基础承载力与沉降的影响分析
2.1 分析工况 图 1 所示为浅基础与空洞的位置关系示意。如
图 1 所示,影响浅基础承载力等特性与空洞有关的 因素可归纳如下:(1) 空洞的宽度(W);(2) 空洞的 高度(H);(3) 空洞的深度(Y);(4) 基础的中心线位 置到空洞中心的距离(X);(5) 空洞的形状;(6) 空 洞的断面积(A)。为了便于讨论空洞的位置对浅基础 的承载力影响,这里假定空洞为正方形。本文针对 W/B = 1.0(W = 2 m,B = 2 m)的情况,有限元分析中 X 分别取 0,2,4,6,8,10 m,Y 分别取 1,3,5, 7,9,11 m,因此,有限元分析工况全部通算共有 36 个分析工况。 2.2 有限元模型与计算方法
(1. 同济大学 岩土及地下工程教育部重点实验室,上海 200092;2. 同济大学 地下建筑与工程系,上海 200092; 3. 日本白石(建设)公司 技术本部,日本 东京 116024)
摘要:空洞的位置、形状、大小以及地基土的类型等诸因素都会对浅基础的承载力和沉降产生影响。利用一系列
的二维弹塑性有限元方法分析一个空洞存在时其位置对浅基础承载力与沉降的影响,并对其发生机制进行研究。
收稿日期:2006–09–07;修回日期:2006–10–07 基金项目:国家自然科学基金资助项目(50679056);上海市曙光计划基金项目(05SG25) 作者简介:彭芳乐(1965–),男,博士,1987 年毕业于同济大学地下建筑与工程专业,现任教授、博士生导师,主要从事岩土力学、地下工程等方面 的教学与研究工作。E-mail:pengfangle@
平面应变有限元网格假定软岩的抗拉强度平面应变有限元分析网格图fig2planestrainfiniteelementmesh假定地基土体满足mohrcoulomb破坏准则材料满足非关联流动法则可得极限承载力日本道路桥基础设计标准工况10工况表示为工况底面压力强度与相对沉降基础沉降量基础宽度的关系工况123fig3relationshipbetweenfootingpressurerelativesettlementsbcases123本有限元分析研究采用了弹塑性分析程序plaxis该程序是由荷兰开发的专门用于分析岩土工程变形和稳定性的大型有限元程序
混凝土桩桥梁建造中施工孔洞对结构影响分析
抗震性能减弱
安全隐患增加
施工孔洞会影响混凝土桩桥梁的抗震性能 ,使得桥梁在地震等外力作用下容易发生 倒塌或严重损坏。
施工孔洞的存在会增加混凝土桩桥梁的安 全隐患,可能引发交通事故或人员伤亡等 严重后果。
PART 03
施工孔洞对混凝土桩桥梁 结构性能的影响
REPORTING
施工孔洞对桥梁承载力的影响
内部处理
对于较大的孔洞或深入混凝土内部的孔洞,需要采用内部处理的方法。首先,应将孔洞清理干净,然后用比原混凝土 强度等级高一级的细石混凝土进行填补,并振捣密实。填补后应及时进行养护,确保新浇混凝土的强度和耐久性。
注浆处理
对于难以处理的孔洞或需要提高结构整体性的情况,可以采用注浆处理的方法。注浆材料可以选择水泥 浆、环氧树脂等,通过压力将注浆材料注入孔洞中,达到填补和加固的效果。
混凝土桩桥梁施工孔洞概 述
REPORTING
施工孔洞的定义和分类
施工孔洞定义
施工孔洞是指在混凝土桩桥梁施工过 程中,由于各种原因在桩身或桥梁结 构中形成的空洞或缺陷。
施工孔洞分类
根据孔洞形成的原因和性质,施工孔 洞可分为气泡孔、收缩孔、施工缝、 蜂窝麻面等类型。
施工孔洞的形成原因和过程
气泡孔形成
蜂窝麻面形成
混凝土浇筑后,由于模板漏浆或振捣过度等原因,使得混凝土表面出 现蜂窝状或麻面状缺陷。
施工孔洞对桥梁结构的影响
承载能力下降
耐久性降低
施工孔洞的存在会降低混凝土桩桥梁的承 载能力,使得桥梁在荷载作用下产生过大 的变形或破坏。
施工孔洞会降低混凝土桩桥梁的耐久性, 使得桥梁在环境侵蚀和荷载作用下过早出 现裂缝、剥落等损坏现象。
孔洞识别
利用上述检测方法和技术,对混凝土 桩进行全面检测,识别并记录孔洞的 位置、大小和深度等信息。
桥梁空洞的概念
桥梁空洞的概念在桥梁工程领域,空洞是指建筑物或结构中由于空气、水或其他物质长期穿过或渗透而引起的洞口。
这样的空洞可能会导致桥梁结构的削弱和破坏,因此在桥梁设计和维护过程中,空洞的防治和修复十分重要。
桥梁空洞主要是由以下几个原因引起的:1.土质缺陷。
当桥梁建造时,地面破坏或差错操作等因素可能导致土质缺陷。
土质缺陷会引发土层压缩,导致地基变形,形成洞口。
2.材料老化。
桥梁中的材料随着时间的推移会经历老化,如混凝土开裂、钢材腐蚀等。
这些问题可能会损害桥梁的结构完整性,造成空洞。
3.维护不当。
对于桥梁进行维护时,如果没有如期进行必要的检查和维护,就会使问题得不到解决,这可能导致未发现的水渗入和腐蚀破坏,形成空洞。
空洞的存在可能会导致以下问题:1. 加速桥梁的结构破坏。
空洞在桥梁结构中会形成对支撑能力的负担,会加速桥梁的结构破坏导致进一步的损害。
2. 额外的成本。
空洞存在时需要额外花费资金进行修复和维护。
需要考虑成本和影响的程度,选择更实用的方式进行处理,以便更好地维护和保护桥梁。
3. 安全风险。
未处理的空洞可能会对行驶车辆和行人的安全构成潜在的威胁。
有关当地政府和市民应对空洞的危险性有重大责任。
如何防治桥梁空洞呢?1. 定期检查和维护。
为了减少桥梁空洞的影响,对桥梁进行定期检查和维护是很有必要的。
定期检查可以保证及时发现问题,提供修复和维护方案。
2. 合理选择建筑材料。
在桥梁建设过程中,应该选择质量优良的材料以提高桥梁的耐久性,避免老化和病害。
3. 技术创新。
随着技术的不断进步,桥梁的安全性可以得到更好的确保,如微波检测技术能够快速检测出桥梁中空洞的位置和大小,有效降低空洞对桥梁结构的损害。
4. 加强管理和监督。
政府和社会应强化对桥梁的管理和监督。
因为一旦出现问题,对人们的生命和财产都会产生严重的影响。
为了确保公共安全和城市建设,我们需要对桥梁的质量和安全进行加管和监督。
因为桥梁空洞对于桥梁建设来说是利弊共存的,需要我们在建设过程中加强质量管理和对安全的监督,确保公共安全和城市建设的顺利推进。
大型盾构隧道穿越铁路框架桥的影响分析_张迪
现代隧道技术
MODERN TU NNELLING TECHNOLOGY
大型盾构隧道穿越铁路框架桥的影响分析
表 2 计算物理力学指标参数
沪 杭 铁 路 艮 山 门 铁 路 框 架 桥 桥 宽 12.84 m,结 构形式为中间三孔连续箱型框架桥及两侧分离的单 孔框架,铁路轨道为有碴轨道。中间三孔框架桥顶板 及侧墙厚 0.75 m, 底板厚 1 m; 单孔框架桥顶板厚 0.5 m,侧墙厚 0.7 m,底板厚 0.55 m。 采用 C30 钢筋 混凝土,底板下无桩基础,箱型主框架底板与 U 型 引道底板间设置有防止差异沉降的榫槽。 三连孔框 架桥建于 1980 年,两侧单孔框架建于 1999 年,经无 损检测,该桥的健康状况优良。
4.2 计算方式与参数
ANSYS 软 件 对 于 隧 道 掘 进 过 程 中 开 挖 掉 的 土
图 6 有限元计算模型(土层加固后) Fig.6 Finite element calculation model (after soil
reinforcement)
体,采用“生死”单元进行模拟,即“杀死”土体单元, 在软件的计算过程中,并非将该单元删除,而是在其 刚度矩阵中乘了几个极小的数,并取消了密度、惯性 加速度等对其的影响。 必要的情况下,可以将其“复 活 ”,重 新 赋 予 属 性 模 拟 新 施 工 的 结 构 ,分 为 地 层 未 加固分析与加固后分析两种工况进行计算。 加固土 体的范围为框架桥下 8 m 厚土层,框架桥前后各为 5 m 土层。 加固工况计算时,只需对加固土层赋予加 固土层参数重新计算。为便于计算,根据地质报告对 厚度较薄、性质接近的土层进行了合并。计算土层参 数见表 2。
浅谈地道桥顶进施工过程中的变形问题
运营的铁路线下, 补强工作较 为困难 。 现ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ将顶 进 中箱体 会产 生较 大 变形 的各 种原 因
列举如下 :
1 、 箱 体 园城 市道 路 交通 需 要 , 其 横 向宽度 较
大, 造成 结构 横 向刚度较 小 , 顶 进中易随挖 土误 差 逐步积累变形 。 2 、 地 基 土质 较 坚 硬 , 挖 土误 差不易在 箱 体顶 进时土体被 压缩而消除底板 变形 。 3 、 挖 土的随机误 差呈现 结构最不利变形 , 如底 板中心与底板两侧 出现 反向顶进 的高程误 差等 。 4 、 顶 进 施 工中不注 意横 向变 形 的测量 , 如仅 测箱体 两边 线而 不测中线 , 而一般顶 进大型箱体 , 至少应观测三 点的轨 迹 , 掌 握结构变 形的量 。 5 、 底 板 刃脚 设船 头坡 , 造成 箱体 在 顶 进 时有 爬 坡现 象 , 如 中部 上爬 , 两侧 由于超 挖 , 不爬 或 少
0 . 7 m。 图2 为其横断 面示意图。
轨 底
高达一 1 6 0 X 1 0 N・ m。 如 在 顶 进施 工 期 间 , 控 制 顶
凝 土三 孔箱 , 其顶板 厚 0 . 7 m, 中墙厚 0 . 7 m, 边 墙厚
单位 : 1 0 k N. m.
图3刚 架柱 脚变 形的 弯矩 图
( d )
图3 所 示 内力图 可 以看出 , 此 类刚 架 , 边 孔 柱 脚 的不 均 匀 沉降 会 产 生很 大 内力 。 根据计 算 , 刚 架 在恒 载 及 铁 路活 载 作用 下, 顶 板 边 墩 处 弯 矩 在 + 2 0—一 3 0 X 1 0 N・ m范 周 内 。 顶 板 中墩 处 弯 矩 最
用顶 入法修建 的立交桥涵 , 其主体 结构常采用
基坑施工对既有桥梁的影响分析
基坑施工对既有桥梁的影响分析摘要:在市政基坑工程施工过程中,往往会临近既有建筑物、地下管线或既有桥梁,因此基坑施工前应对周边环境造成的风险进行分析。
本文以基坑对既有桥梁的影响进行了分析,希望对类似工程有所借鉴。
关键词:基坑;周边环境;桥梁;影响分析1基坑工程概况车站主体基坑安全等级为一级,基坑变形控制等级为一级,地面最大沉降量≤0.1%H,且≤30mm,围护结构最大水平位移≤0.14%H,且≤30mm;顶板浅基坑安全等级为三级,基坑变形控制保护等级为三级,地面最大沉降量≤0.5%H,且≤50mm;围护结构最大水平位移≤0.7%H,且≤50mm,H为基坑开挖深度。
主体结构基坑长241m,宽42.2m,开挖深度标准段为20.606m,盾构井段为22.365m。
围护结构采用1.0m厚地下连续墙,各幅之间均采用十字钢板接头方式。
顶板浅基坑采用φ=609,t=16mm的钢管撑,中间设置两排格构柱以减小钢支撑的跨度。
深基坑采用地连墙+结构各层板与两道混凝土支撑共同作用的联合支护形式,车站两端设置临时盾构孔,在主体结构施工期间盾构孔兼做出图孔使用。
盾构井段地连墙深43.5m,地连墙底伸入至⑪2粉质粘土层中,标准段地连墙深40m,地连墙底伸入至⑪1黏土层中,两道混凝土支撑尺寸均为1.0m×1.2m,支撑在两端的腰梁上,腰梁尺寸为1.2m×1.2m,利用钢管柱施作两排1.0m×1.0m的混凝土连系梁,以减小混凝土支撑的跨度。
在基坑结构外靠近高架桥一侧施作800mm厚CSM水泥土地下墙,深度与地连墙相同。
2工程地质及水文地质概况经勘察揭露,车站场址地层主要为人工填土层(第四系全新统人工堆积Qml)、新近沉积层(第四系全新统新近组故河道、洼淀冲积Q43Nal)、第Ⅰ陆积层(第四系全新统河床-河漫滩相沉积Q43al)、第Ⅰ海相层(第四系全新统中组浅海相沉积Q42m)、第Ⅱ陆相层(第四系全新统下组河床~河漫滩相沉积Q41al、)、第Ⅲ陆相层(第四系上更新统五组河床~河漫滩相沉积Q3eal)、第Ⅱ海相层(第四系上更新统四组滨海~潮汐带相沉积Q3dmc)、第Ⅳ陆相层(第四系上更新统三组河床~河漫滩相沉积Q3cal)、第Ⅲ海相层(第四系上更新统二组浅海~滨海相沉积Q3bm)、第Ⅴ陆相层(第四系上更新统一组河床~河漫滩相沉积Q3aal),第Ⅳ海相层(第四系中更新统上组滨海三角洲相沉积Q23m)。
管廊隧道工作井施工对现有桥梁影响分析
管廊隧道工作井施工对现有桥梁影响分析摘要:随着城市管廊的快速发展,需要修建大量地下隧道。
由于综合管廊大都位于市区中心地带或者繁华区域,与周边已建成建构筑物产生较多交叉或影响关系,为了减少管廊隧道施工对附近建筑物的影响,需要在特殊条件下采取必要的模拟分析及技术措施,来规避风险。
关键词:管廊隧道变形影响风险控制前言综合管廊在城区穿越,主要施工工法有明挖、浅埋暗挖法、顶推法及盾构等。
非开挖施工往往需要设置工作井基坑,以便进洞施工。
工作井的布置在城区是一个需要综合考虑的问题。
由于城区已建成构筑物密集,工作井只能见缝插针。
一般工作井基坑需要加强支护,加强保护周边建筑物,避免影响区域的地面、建筑物产生较大变形,导致严重后果。
一、工程概况本项目管廊隧道因为要穿越城区河流,拟采用顶推法进行非开挖施工。
受制于场地限制,工作井基坑位置距离现有高速公路桥梁桩基础最近约3.85m,距离很近。
图1-1 工作井与桥梁位置关系图基坑深度约12.0m,采用Φ1000灌注桩排桩支护,结合内支撑形成支护体系。
桩间拟采用旋喷桩止水。
基坑施工场地土层从上之下依次为第四系人工堆积层、第四系全新统冲洪积层(Q4al+pl)、第四系上更新统冲洪积层(Q3al+pl)及第四系残积层(Qel),石炭系下统大塘阶测水组粉砂岩、石灰岩(C1c)。
桥梁结构竣工于上世纪90年代初,已使用20余年。
桥梁桩基础采用Φ1500灌注桩,长度约25m。
工作井基坑施工对周边地面以及桥梁的影响分析是本项目一个重要课题。
二、对地面沉降、桥梁沉降计算分析通过建立三维计算模型,分析工作井与桥梁的影响。
图2-2工作井与桥梁空间位置关系2.1 城市道路路面沉降分析提取基坑开挖过程中地表沉降计算结果如下图所示。
图2-4基坑开挖深度12m时地表沉降根据计算结果提取可得基坑开挖各阶段对应于各方向最大地表沉降结果汇总表,如表2-1所示。
表21 基坑施工地表沉降结果汇总由以上计算结果可知:随着基坑开挖的进行,基坑外土体发生竖向沉降,最大沉降值为-8.6mm,基坑开挖对周边路面沉降影响在规范允许范围内。
软土地基对桥梁隧道施工产生的危害及处理措施
软土地基对桥梁隧道施工产生的危害及处理措施发布时间:2023-02-07T07:18:59.687Z 来源:《福光技术》2023年1期作者:张宝昆周剑[导读] 为了能够有效缓解城市交通压力,桥梁隧道工程的规模不断扩大,然而,我国复杂的地质构造会对桥梁隧道施工造成一定的影响,导致出现常见的软土地基问题,并且在施工时外界因素会对地基造成影响,从而出现变形现象,会使桥梁隧道的整体施工质量受到严重影响。
为此,要想保证整体工程的施工质量,工作人员就需要充分了解软土地基对工程造成的危害,并且采取措施对其进行控制,以确保能够显著提升桥梁隧道的施工质量。
浙江工业职业技术学院浙江省绍兴市 312000摘要:为了能够有效缓解城市交通压力,桥梁隧道工程的规模不断扩大,然而,我国复杂的地质构造会对桥梁隧道施工造成一定的影响,导致出现常见的软土地基问题,并且在施工时外界因素会对地基造成影响,从而出现变形现象,会使桥梁隧道的整体施工质量受到严重影响。
为此,要想保证整体工程的施工质量,工作人员就需要充分了解软土地基对工程造成的危害,并且采取措施对其进行控制,以确保能够显著提升桥梁隧道的施工质量。
关键词:软土地基;桥梁隧道施工;危害一、软土地基的概述及特点1.1软土地基概述在现代工程施工阶段,打好地基至关重要,而软土地基也是较为常见的一类地基形式,该类地基中软土占据较为比例,不仅土质粘贴,稳定性指标更是普遍较弱,基于此,施工阶段的承载力就会呈现较低水平,因此不难发现,软土地基的主要成分就是软土,土质松软且密度大,虽然软土地基的稳定性不高,但是其压缩性能及抗压性能却十分良好,在自然环境的长期作用下,软土地基逐渐形成了独具特色的地貌特点,在土层中的赋存水分也普遍较多。
1.2软土地基特点软土地基本身地质形态就较为软弱,不仅土质呈分散状态,颗粒饱满,颗粒之间的缝隙也十分大,这就在一定程度上加大了桥梁隧道施工难度。
通常情况下,软土在水分大的区域大大面积存在,如常见的河边及地势低洼易存水的位置。
空洞结构效应
空洞结构效应1. 什么是空洞结构效应空洞结构效应是指建筑物中出现的一种结构现象,即在建筑物墙体或柱子的内部存在空洞空间,这种空洞空间会对建筑物的结构稳定性产生影响。
空洞结构效应常见于高层建筑或桥梁等大型结构中。
2. 空洞结构效应的原因空洞结构效应的出现主要有以下几个原因:2.1 设计考虑在设计建筑物时,为了满足空间利用和功能需求,可能会在墙体或柱子内部设置空洞。
这些空洞可以用于通风、电缆敷设等目的。
然而,空洞的存在会导致结构的整体刚度下降,从而影响建筑物的稳定性。
2.2 施工误差在建筑物的施工过程中,由于各种因素的影响,可能会出现墙体或柱子内部的空洞。
例如,混凝土的浇筑不均匀、钢筋布置不合理等。
这些施工误差会导致建筑物的结构出现空洞,从而影响结构的力学性能。
2.3 破坏或老化建筑物经过一定年限的使用,墙体或柱子可能会出现破坏或老化现象。
例如,混凝土的龟裂、钢筋的锈蚀等。
这些破坏或老化会导致建筑物中出现空洞,从而影响结构的稳定性。
3. 空洞结构效应的影响空洞结构效应会对建筑物的结构稳定性产生重要影响,主要体现在以下几个方面:3.1 结构刚度下降空洞的存在会导致建筑物结构的刚度下降。
由于空洞内部没有材料来承受荷载,空洞位置处的墙体或柱子会相对较薄弱,从而导致结构刚度下降。
这会增加建筑物在荷载作用下的挠度和变形,影响建筑物的整体稳定性。
3.2 应力集中空洞结构会导致应力集中现象的出现。
由于空洞的存在,周围的墙体或柱子需要承担更大的荷载,从而导致应力集中。
这会增加结构的应力水平,可能引起结构的破坏或失效。
3.3 动力响应变化空洞结构还会改变建筑物的动力响应特性。
由于空洞的存在,建筑物的质量分布不均匀,从而导致动力特性的变化。
例如,空洞位置处的墙体或柱子会影响建筑物的振动频率和振动模式,进而影响建筑物的抗震能力。
4. 如何防止空洞结构效应为了避免空洞结构效应对建筑物造成不利影响,可以采取以下措施:4.1 合理设计在建筑物的初步设计阶段,应充分考虑空洞的存在对结构稳定性的影响,避免在结构关键部位设置空洞。
道路工程施工前有孔洞
道路工程施工前有孔洞一、孔洞的形成原因1. 自然因素:地震、地质活动等自然因素导致地下管道破损或地表坍塌,从而形成孔洞。
2. 人为因素:施工中的操作失误或使用不当的工具设备等人为因素也会导致孔洞的形成。
3. 设施老化:地下管道、排水系统等设施的老化损坏,也是孔洞形成的重要原因之一。
二、孔洞对道路工程施工的影响1. 安全隐患:孔洞存在安全隐患,对车辆和行人的安全造成威胁。
2. 施工延误:孔洞的存在会阻碍施工的正常进行,延长工期,加大施工成本。
3. 交通堵塞:孔洞会影响道路的通行能力,导致交通拥堵,影响周边居民的生活。
4. 环境污染:孔洞周围可能存在污水或化学物质,对环境造成污染。
三、处理孔洞的方法1. 填平孔洞:对较小的孔洞可使用土石方料进行填平处理,恢复地表的平整度。
2. 修复设施:对已损坏的地下管道、排水系统等设施进行维修或更换。
3. 加固支护:对地下结构及地表进行支护,防止孔洞扩大或再次坍塌。
4. 找准原因:及时找出孔洞形成的原因,防止同类问题再次发生。
四、道路工程施工前孔洞处理的注意事项1. 安全第一:在处理孔洞时要确保施工人员的安全,避免造成二次事故。
2. 保护环境:处理孔洞时要注意环境保护,避免造成环境污染。
3. 合理设计:在处理孔洞时要根据实际情况进行合理设计,确保施工质量。
4. 比较方案:在处理孔洞时,要比较不同方案的优劣,选择最合适的处理方法。
五、道路工程施工前孔洞处理的实例1. 在某市一条主干道的路段上,因为地下排水管道老化损坏,导致地表出现多个孔洞。
施工单位采取了修复管道和填平孔洞的处理方法,保障了道路的正常通行。
2. 在某县城的道路施工现场,由于施工人员操作失误,导致地表塌陷形成孔洞。
施工单位立即对孔洞进行填补,并增加了相关的支护措施,防止了类似事件再次发生。
六、总结道路工程施工前有孔洞是一个常见但重要的问题,处理孔洞不仅涉及道路交通安全,还关系到环境保护和施工质量。
在处理孔洞时,施工单位应根据实际情况,选择合适的处理方法,并注重安全和环保,确保道路工程的顺利进行和质量的保障。
浅谈软土地基对桥梁隧道施工产生的危害及处治措施
浅谈软土地基对桥梁隧道施工产生的危害及处治措施摘要:随着我国经济实力提升,建筑行业也发展迅速,对国民经济的发展具有重要推动作用。
桥梁、隧道在建设过程中,基地施工是建设的一个重要的工程,桥梁、隧道的施工过程中,软土地基的情况时有发生,软土地基如果处理不当,安全性便会降低,由于软土地基种类繁多,也会给土地后期使用带来不良影响,对工程建设的负面影响巨大,对桥梁,隧道运营有着影响,会给车辆及人员带来生命安全的威胁。
所以本文针对软土地基桥梁隧道施工的危害进行分析、探究,对危害提出处理措施,减少软土地基对工程建设的不利影响,使我国的软土地基能够通过遵循相应的准则,运用正确的方法为桥梁、隧道事业做出更大的贡献。
关键词:软土地基;桥梁隧道;施工危害;处治措施引言现场环境对桥隧施工影响明显,地理环境等因素影响着施工安全问题,使施工问题复杂化,为此,要采用安全的出行方式,让施工人员更加注重安全问题,为了提高桥隧质量,国家对软土地基的管理控制使桥梁隧道建设能够跟随经济发展而进步,在全国范围内更广泛地展开,使这些民生工程,有利于人们的出行,能够得到社会各界关注。
然而软土地基在施工过程中产生的危害也是较大的,为了降低工程难度,本文通过对软土地基桥梁施工的危害进行探讨,不断分析问题,提出具体的解决措施。
一、软土地基的概述及特点1、软土地基的概述。
软土地基是指含有多种有机物质、强度高、压缩性高的简单沉积物,简单的说就是有软土的地基。
软土地基由微生物进行作用,有以下几个特性:土质黏性大、稳定性高、承载能力低、土质疏松、抗剪性能弱等,软土地基的地貌涂层水分含量高,受河水的冲击而形成。
影响原土地基建设的因素有很多,软土地基多出现在水量充足的低洼地带,建设周期长,会导致地面下沉。
由于施工环境不同,对加工工艺的要求也不同,施工强度也会对实际施工产生影响。
为此,施工人员要选用正确的、合理的施工方法处理软土地基,结合建筑实际情况,使用相应的方法对软土地基进行处理,有助于提高工程质量,使工程在预定的时间内完成并保证工程能够长期得到使用。
盾构隧道下穿既有框架结构建筑的影响分析
第4期47南 钰,等:盾构下穿施工对既有城市道路沉降影响研究图7左线贯通时六种工况下路基沉降值对比图图8 全线贯通时六种工况下路基沉降值对比图如图7所示,当左线全部贯通之后,沉降最大值出现在左线隧道中心处。
隧道对上部路基沉降的影响随着埋深的增大越来越小,曲线峰值不断减小,从7.08 mm 减小到2.68 mm,并且发现沿X 轴正方向距离左线中心线左侧最远处的沉降量始终大于距离左线中心线右侧最远处的沉降量,这说明离盾构隧道越近的土层受到施工的影响越大。
从图8看出,全线贯通时,当隧道埋深较浅,沉降曲线呈现“双谷”的形式[12],并且“谷底”始终分布在左右线隧道中心处。
同时随着埋深的增大(从10 m 增加到20 m),“谷峰”逐渐平缓,沉降槽逐渐增大,说明盾构施工对土层的影响逐渐减小。
当埋深达到14 m 时,曲线又重新恢复为“单谷”形式。
同时,从图中也可以明显看出,在埋深为10 m 时,最大沉降值出现在左线隧道中心处。
而随着埋深增大,最大沉降值位置逐渐平移到双线隧道中心处,这说明先行隧道上部土体会受到来自后行隧道开挖过程的影响,从而导致累计沉降量始终较大(埋深从10 m 到20 m 的过程中,左线隧道中心处沉降量占双线最大沉降量的比例是93%~67%)。
但当埋深大到一定程度时,这种影响几乎可以忽略,届时最大沉降的位置一定是出现在两隧道中心线正上方。
表5统计了六种埋深下路基的沉降 结果。
由表5可知,全线贯通时的路基沉降最大值始终大于同埋深下的左线贯通,并且随着埋深的增加,全线贯通时沉降曲线的沉降槽宽度也在逐渐增大,说明对上部路基的影响越来越小。
4 结论本文主要采用数值模拟的方法,以合肥轨道交通四号线天水路站—翠柏路站区间工程为依托,对隧道在不同埋深和不同开挖距离下对城市道路产生的影响进行研究,得出主要结论如下:(1)左线隧道在开挖第五环到第十环内,沉 降差值最大。
超过2 mm,并且随着右线隧道开始动工,路基沉降最大值逐渐向两隧道中心线方向 移动。
隧道开挖对框架结构位移影响分析
山 西 建 筑
度 的增加而变缓 。这是 由于节 点距离 隧道轴线越 远 , 其受 隧道开
3 框 架 结构最 终位 移 影响分 析
主要是沉降 以及 与隧道轴线垂直方 向的水平位移 , 故仅 对这两方 向位移进行分析 。且 因框架结构 各榀框架相 互平行 , 只对第一 则
榀框架 的位移进行 分析。
施 工 阶段
-
2 0 9.5
图 4 施 工引起框架 结构的最终沉降( 单位 :U1 n l)
图 5 施工引起框架 结构 的水 平位移 ( 单位 : l) mi 1
由图 4可 以得 出如 下结 论 :
1 隧道开挖 引起 框架各 层梁 沉降 的变化 规律及 沉 降数值基 )
图 7 框架沉降随施工阶段的变化曲线图
由图 5可以得出如下结论 : 1 施工 引起 框架每根柱的水平位移 均有上大下 小的规律 , ) 且 各柱在同一标高处 除桩基 部分 小有不 同外 , 部分 均无 差 异。 其余 靠近隧道开挖侧框架桩 的水平位移 方 向与其余 桩位移 方 向不 同 ,
这是因为此桩处开挖 隧道上方 , 由于土体 开挖应力 释放引起 该桩 底部向隧道拱顶 以右发生位移 。
第3 7卷 第 3 1期
2011年 11月
S HANXI ARC T C URE HI E T
山 西 建 筑
V 13 . 1 o . 7 No 3
N v 2 1 o. 0 1
・1 5 ・ 6
文章编号 :0 9 6 2 (0 1 3 - 15 0 10 — 8 5 2 1 ) 10 6 — 3
3
叁
1
2
耀
2 施工 引起 梁的水平位移亦有上大 下小 的规 律 , ) 且各 层梁通