城市地铁盾构法施工对上部桥梁的影响思考
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城市地铁盾构法施工对上部桥梁的影响
思考
摘要:在城市地铁盾构法施工过程中,桩基的形变可能会给其上部的桥梁建
筑带来不利的影响,从而破坏桥梁的稳定性。
本文将深入探讨桥梁桩基形变的机理,并分析其主要原因和模式,最终提出有效的控制方案,以确保桥梁建筑的安
全和可靠性。
关键词:城市;地铁;盾构法;桥梁;影响
随着中国城镇化的持续发展,城市土地的利用效率正在缩减。
如何有效利用
宝贵的土地资源,已经成为当前社会的一个重要课题。
地铁隧道的建造和运营,
扩展了城市的可用土地,并且给居民的出行带来了更多的方便,这是显而易见的。
目前,地铁隧道已经成为当今国内大型城市不可或缺的基础设施,不仅能够极大
地提升城市的社会生产力和竞争力,同时还需要精心设计、精细施工,以保证在
施工环节中不会产生任何的危害或影响周围环境的状况。
在地铁隧道盾构法施工
环节中,桥梁桩基的变化可能会对其结构稳定性产生不利影响,甚至危及车辆和
行人的安全。
因此,深入研究地铁盾构法施工过程中对桥梁桩基的变化是非常有
必要的。
一、桥梁桩基的作用机理
桩基是现阶段工程建设领域中一种常用的基础方式,其能够透过软弱的地质
环境,将构筑物上部的载荷传送到持力层中。
但是,地铁隧道工程的盾构法施工
会影响到桥梁桩基四周的土体造成极大的影响,可能会导致土层在纵向横向上形
成偏移转变,降低桥梁桩基的承重能力,进而导致桥梁的形变损坏。
桩基的受力可分为两个方面:(1)桩基顶端的阻力,其承担传递载荷的重
要因素;(2)桩基侧方的阻力,其是负责传递载荷的主要因素。
这两个因素在
桩基的受力过程中发挥着重要作用,其的力学传输特点不一样,前面一种以剪力
的方式慢慢蔓延到四周的土体中,而另一个则由桩体直接给予的。
二、城市地铁盾构法施工对上部桥梁的影响
1、桥梁桩基形变的主要因素
(1)桩基周边土质特性
一个重要的影响桥梁桩基形变的因素是其所处的土壤环境。
当进行城市地铁
建设时,会对不同深度的地层产生影响,从而导致桩基的结构和抗拉强度受到影响,影响桩基的稳定性和抗压能力。
对于一些具有丰富的水资源和软土的特殊地
质结构,当地表沉降量达到规定的限度时,桩基侧面的阻力会比一般情况下要低,这是因为地铁隧道的施工会导致地层的沉降量大于桥梁桩基的沉降量。
(2)施工工艺
建造地铁隧道时,施工技术的选择是至关重要的。
不同的技术方法可能导致
周围地层的振荡,并且其影响的范围可能是非常广泛的。
例如,在建造地铁隧道时,如果地面的沉降幅度较大,那么附近的桥梁桩基可能会遭受更严重的破坏。
为了确保地铁建设不会造成周围桥梁桩基的破坏,应当采取恰当的施工技术,以
减少对当地土壤和地层的影响。
(3)地下水因素
地表水的存在对桩基周边土质构造的改变有着极大的影响,其不但会让土质
越来越软化,随着土层结构的力学性质发生变化,桩基顶端和侧方的抗压能力也
会相应地减弱,从而降低其承载力。
特别是当遇到降雨天气,进行地铁建设时,
桩基周围土壤结构的沉降会增加应力,而且如果沉降的幅度超过了桩基本身的沉
降限度,那么就可能产生负摩阻力效应。
因此,地下水的存在对桩基的安全性和
稳定性具有重要的意义。
2、桥梁桩基形变的主要模式
城市地铁盾构施工过程中,地铁隧道会对上部桥梁的桩基造成巨大的影响,
这是由于其刚度远远超过了周围的土壤,使得其变得非常坚固。
结合分析土体的
偏移转变,能够更好地了解桥梁桩基的偏移状况。
随着土壤的变形,应力的重新
分布可能会改变桥梁桩基的结构,使其在垂直方向上承受更大的负荷,同时也增
加了其对外部环境的抵抗能力。
因为桩体具有很高的轴向刚度,促使桩基与桩体
相互之间的偏移基本上呈直线状,从而导致桥梁桩基出现沉降,以维持其稳定的
状态。
在此过程中,地层土将限制桥梁桩基的变形,从而使得横向的传动受到限制,两者之间存在着相互抑制、相互影响的关系。
当地铁隧道实施施工时,地层
偏移会对桥梁桩基产生直接影响。
这种影响可能会逐渐减弱,并且会导致桩基应
力向桩基端部传递,从而影响桩基的载荷能力。
相比于周围土体,桩基可以被视
为刚性结构。
三、控制桥梁桩基形变的措施
1、准备工作
(1)施工前,必须全面调查影响沿线盾构施工范围内的桥梁建筑,确定名称、位置、类型、结构等关键保护对象的详细参数,并制定相应的预案,准备必
要的材料和设备,以确保施工的顺利进行。
(2)对构筑物周边地质的全方位实
地考察,涉及地形地貌、基础图层构造、土壤特性、地表水情况等,还有在盾构
施工环节中可能发生的地质变化,以便更好地了解建筑物的状况。
(3)为了确
保施工质量,应该加强对桥梁建筑和土体的监测。
凭借全方位统计分析,能够算
出沉降报警设定值、容许最大沉降值和不均匀沉降要求,为工程施工提供支持。
(4)在开始施工之前,将20环作为试验段。
在这一阶段,高度关注盾构的各类
工艺程序及施工技术参数,特别是注浆工艺。
记录下整个过程,便于为盾构安全、从容地完成上部的桥梁建筑提供科学的技术支持。
(5)为了保护的桥梁建筑,
应当提早制定应急预案并安排必需的材料及机械设备。
2、参数优化控制
通过参数优化控制,能够有效削减桥梁桩基形变产生的影响,从而确保施工
质量。
在施工开始的时候,应依据历史实践经验,精确选择最佳的工程施工技术
参数,并进行优化提升,以便更好地满足地铁隧道开挖的要求,与此同时尽可能
减少对上部桥梁桩基的不良影响。
对于城市地铁隧道盾构法施工而言,参数控制
至关重要,其将直接影响到施工的质量和安全性。
如果土体压力超出规定的范围,就可能导致地表构造凸起,而土体压力较低便会引起地面沉降,影响施工的安全
性和质量。
因此,在地铁隧道开挖面参数调节环节中,应先认真仔细检查目标土
体压力,并利用更专业的仪器设备进行精确的测量,以确保其符合要求。
3、工程施工控制
为了确保地铁隧道施工的安全性和可靠性,除了对施工机械设备的参数进行
优化外,还应当采取有效的控制措施,比如建立隔离墙、加强土体稳定性以及更
换桩基等,以最大限度地减少对周边桥梁桩基的不利影响。
(1)隔断墙
隔断墙作为一种有效的防护技术,已经成为保护桥梁桩基的重要手段。
其不
仅能够减少施工机械设备对周围环境的干扰,而且还能够满足不同的建筑需求,
比如,地铁隧道的开挖,可以采取高压旋喷桩、密排灌注桩等技术,以确保安全性。
采取这项措施会需要相当大的建设空间。
(2)土体加固
采取化学注浆法和喷射搅拌法来加强土体结构,可有效提高土体的强度,减
少地铁隧道施工对上部桥梁桩基的不利影响。
这两种技术都可以有效改善土体的
稳定性,从而达到更好的结构安全性。
采用喷射注浆技术,可以有效地改变桩体
周边的土壤状况,增强其结构的稳定性和强度。
(3)桩基托换
通过桩基托换,可以有效地改善上部结构的负荷,从而改善原有的应力状况,并有效地限制沉降范围。
其中,桩基承压和桩基转换是两种最为普遍的技术手段,其可以有效地改善基础的稳定性,提高施工质量。
结语:运用盾构法建造城市地铁隧道可能会严重损害上部的桥梁和桩基的稳定性。
本文对此问题进行了探讨,并提出解决方案。
在实际的施工过程中,需要综合考虑周围土壤的特征、施工工艺和地表水等诸多要素。
从桩基土性、技术、地下水三方面因素对影响桥梁桩基形变的因素进行了分析,从准备工作、参数控制、施工控制三个层面对控制桥梁桩基出现形变进行了论述,为相关领域的发展提供了重要的理论指导。
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