地铁盾构隧道侧穿构筑物桩基础影响分析——以石家庄地铁工程3号线某区间高架桥桩基础为例.pdf

河北地质大学硕士学位论文 摘 要 随着城市地上交通网线越来越密集以及高层、超高层建 （构）筑物不断增多， 地铁盾构隧道在修建过程中不可避免的会穿越建（构）筑物的桩基础，对建（构） 筑物的安全性构成影响。本论文以石家庄市地铁 3 号线市庄站~市二中站区间盾构 隧道穿越和平西路高架桥工程为依托，在侧穿高架桥桩基础施工前建立三维模型， 分析施工过程中对高架桥桩基础的影响，为后期侧穿施工提供指导。盾构机掘进过 程中密切关注监测数据，确保高架桥的安全正常使用。主要研究内容与结果如下： （1）总结了地铁盾构隧道施工对桩基础以及地表的影响研究的发展状况，明确 了技术路线。 （2 ）通过建立三维模型，模拟地铁盾构隧道侧穿高架桥桩基础的施工工况，对 高架桥桩基础变形以及桥墩周围地表的沉降进行分析，得出：①桩身最大变形的位 置和桩基础与隧道的距离，两者的关系呈现为开口向上抛物线，隧道两侧距离隧道 边缘越近，桩身最大变形位置越靠近隧道埋深处，距离隧道边缘越远，桩身最大变 形位置越靠近桩顶；②在桥墩中轴线上，地表最大沉降点位于右线隧道中心线上方， 大小为5.8mm，桥墩周围地表最大沉降值为1.7mm，横向地表沉降曲线呈现“W”形， 桩基础可以减小盾构隧道施工引起的地表变形；在水平方向上，盾构隧道掘进方向 基桩的最大偏移值为1.6mm，垂直于盾构隧道掘进方向基桩的最大偏移值为4.9mm ； 桩基础在竖直方向的最大沉降值为3.1mm，由于1#、3#桥墩距离较远，盾构隧道施 工对其影响较小，所以施工过程中不考虑对其的影响。上述模拟数值均小于最大允 许值，盾构隧道施工对既有高架桥以及地表的影响较小，数值模拟的施工参数可以 为盾构隧道侧穿高架桥桩基础施工提供指导。 （3 ）根据施工过程中地铁盾构隧道侧穿高架桥桩基础的实时监测数据，对高架 桥桥墩、以及高架桥周围地表的变形情况进行分析，结果表明：在桥墩中轴线上地 表最大沉降值位于隧道中心线上方，右线隧道中心线地表沉降值为 5.36mm，左线 隧道中心线地表沉降值为 5.1mm，2#桥墩附近地表最大沉降值为 1.34mm，横向地 表沉降曲线呈现为“W ”形，桩基础可以减小盾构隧道施工引起的地表变形；2#桥 墩在竖直方向的最大值沉降值为 3.71mm，双线盾构隧道的施工对桩基的沉降具有 叠加效果。实测数据均小于控制值，盾构隧道施工对既有高架桥桩基础的影响较小， 不影响高架桥以及地表在施工过程中安全正常使用。 关键词：盾构隧道；高架桥；桩基础变形；地表变形 I 河北地质大学硕士学位论文 ABSTRACT With the network of urban overground traffic from sparse to dense ，and the increasing number of high-rise and super high-rise buildings, metro shield tunnel will inevitably pass through the pile foundation of buildings in the process of construction, which has an impact on the safety of buildings. This paper based on the engineering of the Shijiazhuang Metro line 3 from Shizhuang station to Shierzhong station, which will pass through the pile foundation of Heping West Road Viaduct, by using the finite element analysis software of tunnel modeling to buil