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学术研讨

桩基础与既有地铁隧道相互影响的研究进展

■方胜马强

(重庆市轨道交通设计研究院有限责任公司)

摘要：目前我国地铁发展势头迅猛，伴随着其周边建筑空间的开发的不断增加，对于地铁列车在进行高速运行的

过程中，周边环境稳定性的要求也在不断提高，所以对地铁周边进行新建建筑的设计和施工过程更加严苛，需对新

建建筑的桩基础与既有地铁隧道之间的相互影响进行分析。

关键词：桩基础；既有；地铁隧道；相互影响

DOI编码：10.3969/j.issn.1002-5944.2017.02.210

1桩基础与既有地铁隧道相互影响分析生沉降的后果。一般需要设置四个激光位移传感器测点

1.1工程实例概况在断面a上，这四个点需要分布在隧道模型顶部、拱腰

该研究对象为某广场建设工程施工项目，广场建筑与和底部的位置。

物主要包括塔楼与裙房，其中，塔楼的高度大约有四十2试验结果研究

多层，其主屋面的高度可以达到约180m，裙房有7层左2.1隧道的变形

右，主屋面的高度可以达到38.20m。在准备建设的项目如图1所示，为隧道在荷载作用下的轮廓变形图。

中的裙房在地铁的上方，为了尽量降低隧道结构产生的由图可知，随着桩基承载，隧道结构竖向发生的位移情

附加荷载对建筑造成的影响，在对裙房进行设计时进行况比较大，而水平方向发生的位移则相对较小，经过先

了跨越式设计，然后通过利用桩基础把隧道结构上部的关的计算，隧道实际最大发生的沉降是7.643mm，最大

荷载导入下部土层结构中，同时主要选用卵石持力层来水平方向发生的位移是2.34mm。拱顶发生下沉情况会

作为桩端持力层，需要注意的是必须确保桩端持力层的伴随桩顶部荷载的变大而不断增加，当桩顶加载到10kN

顶面到隧道结构地面的距离控制在13m左右，所以桩长的时（换算成原型为3.6×96kN），拱顶的最大下沉

需要29到32m之间。量约3.8mm，当桩顶加载到15kN的时（换算成原型为

1.2离心试验模型5.4×104kN），拱顶的最大下沉量达到6mm。

本次试验操作的模型箱尺寸为0.7×0.36×0.5（m），

试验选取现场土样，有3层土层：第一层为密实的砂土，

厚5cm；第二层为粉质粘土，厚35cm，模拟地铁隧道上

方土层，粒径约是122μm左右，土粒的密度为2.27kG/

m3，把现场收集的土样进行晒干筛分处理。采用有机玻

璃模拟隧道，其弹性模量系数为6GPa，泊松比为0.3，

模型管直径设计为100mm，壁厚约是10mm。

1.3离心场桩基加载实验（a）双侧布桩（b）单侧布桩

为了对桩基加荷的工作过程进行模拟，在进行试验图1隧道轮廓变形图

过程中需要采用离心机加荷载系统进行操作，主要有两2.2隧道的受力变化

部分组成这个系统，分别是机械手的主机与一些相关的将隧道拱顶定义为零角度，同时需要顺时针转动θ

电气系统，在实验过程中选取的坐标原点为机械手箱的角，然后需要进行相关的隧道弯矩变化分布图，该分布

右下角，在x轴正方向运行220～557mm的距离，在图主要是关于桩基加载过程中的变化图的绘制。依照该

Y轴方向运行203～414mm的距离，在Z轴方向运行分布可知，当桩基同时都出现在隧道的两侧之时，在拱

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