浅埋暗挖隧道施工对桩基沉降及承载力影响的分析(2011年)

简介：
本文针对浅埋暗挖隧道施工过程中的土体扰动问题，分析了其对周边桩基沉降和承载力的影响，并提出相应的控制措施。 基于Bobet等人提出的无水地层浅埋圆形隧道施工地层内应力状态的解析解，通过非耦合方法建立了浅埋隧道施工影响下桩基沉降量与承载力损失之间的关系。分别采用荷载传递法和弹性力学法求出桩体弹性压缩量及桩端土体压缩量，进而得到隧道施工对桩基的影响关系，并验证了减少桩基沉降以控制其承载力损失的正确性，为今后类似工程的风险定量控制提供了理论依据。 ### 浅埋暗挖隧道施工影响下桩基沉降与承载力损失的关系 #### 摘要 本段落探讨浅埋暗挖隧道施工对附近既有桩基沉降量及承载力的影响，并建立了两者之间的关系。研究基于Bobet等人提出的无水地层浅埋圆形隧道内应力解析解，通过非耦合方法分析了隧道施工对桩基的效应。采用荷载传递法和弹性力学法计算出桩体与土体压缩量，进而推导出了隧道施工影响下桩基承载力损失及沉降的关系。这一研究成果不仅验证了减少桩基沉降以控制其承载能力的有效性，并为未来类似工程的风险定量管理提供了重要的理论支持。 #### 关键词 - 隧道施工 - 桩基 - 沉降量 - 承载力损失 #### 引言 城市化进程加快，地下空间开发频繁应用浅埋暗挖隧道技术。然而，在既有建筑或基础设施附近进行此类工程时，地层应力变化可能影响桩基的稳定性。如何评估和控制这一风险成为亟待解决的问题。 #### 研究背景 在隧道施工过程中，由于开挖卸载、支护不足等问题会导致地层应力释放，引起既有桩基变形及承载力下降。这可能导致建筑物的安全问题，因此合理评估并控制其沉降量至关重要。 #### 理论基础 - **Bobet的解析解**：适用于无水地层浅埋圆形隧道施工中地层内应力与位移变化。 - **非耦合方法**：独立考虑桩基和周围土体相互作用，简化问题复杂度。 #### 方法论 - **荷载传递法**：用于计算桩体弹性压缩量，分析其在隧道施工中的竖向变形。 - **弹性力学法**：主要用于计算桩端土体的压缩量，评估地层物理特性对承载力的影响。 #### 结果分析 通过上述方法建立了浅埋隧道施工影响下桩基沉降与承载力损失之间的关系： 1. 桩体弹性压缩量反映了其在隧道施工中的变形。 2. 土体压缩量揭示了桩端土体的应力变化。 3. 建立了两者间的数学模型，验证减少桩基沉降可有效控制其承载能力下降。 #### 结论与展望 本研究通过建立桩基沉降与承载力损失的关系，为隧道附近既有桩基保护提供了理论指导。这不仅提高了施工安全性和经济性，并为类似工程的风险评估和管理提供参考。未来工作可以进一步探讨不同地质条件下的影响机制及更复杂的隧道施工方案对既有桩基的影响。