留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

盾构施工对既有建(构)筑地基承载力影响及加固土体稳定性分析

王忠凯 徐光黎

王忠凯, 徐光黎. 盾构施工对既有建(构)筑地基承载力影响及加固土体稳定性分析[J]. 地质科技通报, 2020, 39(4): 109-116. doi: 10.19509/j.cnki.dzkq.2020.0414
引用本文: 王忠凯, 徐光黎. 盾构施工对既有建(构)筑地基承载力影响及加固土体稳定性分析[J]. 地质科技通报, 2020, 39(4): 109-116. doi: 10.19509/j.cnki.dzkq.2020.0414
Wang Zhongkai, Xu Guangli. Effect of shield tunneling construction on bearing capacity of foundation of existing buildings and stability analysis of reinforced soil[J]. Bulletin of Geological Science and Technology, 2020, 39(4): 109-116. doi: 10.19509/j.cnki.dzkq.2020.0414
Citation: Wang Zhongkai, Xu Guangli. Effect of shield tunneling construction on bearing capacity of foundation of existing buildings and stability analysis of reinforced soil[J]. Bulletin of Geological Science and Technology, 2020, 39(4): 109-116. doi: 10.19509/j.cnki.dzkq.2020.0414

盾构施工对既有建(构)筑地基承载力影响及加固土体稳定性分析

doi: 10.19509/j.cnki.dzkq.2020.0414
基金项目: 

国家自然科学基金项目 41772314

详细信息
    作者简介:

    王忠凯(1990-), 男, 现正攻读地质工程专业博士学位, 主要从事地下隧道施工对周边环境影响方面的研究工作。E-mail:wzk4016@163.com

    通讯作者:

    徐光黎(1963-), 男, 教授, 博士生导师, 主要从事地质灾害及防治新技术研究和教学工作。E-mail:xy1963@cug.edu.cn

  • 中图分类号: P642

Effect of shield tunneling construction on bearing capacity of foundation of existing buildings and stability analysis of reinforced soil

  • 摘要: 针对目前盾构施工既有建(构)筑地基加固依靠经验,缺乏完善理论作为支撑的现象,有必要研究盾构掘进中、离开后既有建(构)筑地基承载力影响机理及加固后土体稳定性。为了解水泥土加固体的受剪工作状态,开展水泥土三轴试验,结果表明,当偏应力达到屈服之前,(σ1-σ3)-ε1关系近似直线,应变很小,且加固体与未加固土抗剪强度相差甚远,稳定性分析时,不考虑加固体位移及其外侧未加固土对剪力的分担。盾构掘进中,其周围土体受到挤压产生的剪应力,扩散至桩侧形成附加正摩阻力,基桩承载力提高;盾构离开后土体卸荷,桩侧产生负摩阻力,基桩承载力降低。盾构施工中加固体上段内侧受被动或主动土压力,外侧及下段受静止土压力,土压力差产生剪应力,潜在滑动界面产生拉、压应力,并导出加固后土体复合滑动面安全系数公式,通过工程实例验算加固体强度及加固后土体的稳定性。

     

  • 图 1  水泥土(σ1-σ3)-ε1关系曲线

    Figure 1.  (σ1-σ3)-ε1 curve of cement-soil

    图 2  盾构施工纵向扰动分区

    Figure 2.  Shield tunneling construction longitudinal disturbance partition

    图 3  盾构施工横向扰动范围与受影响建筑物关系

    Figure 3.  Relationship of transverse disturbance range and affected buildings in shield tunneling construction

    图 4  盾构周围土体剪应力分布τ-r曲线

    Figure 4.  τ-r curve of shear stress distribution of soil around the shield tunnel

    图 5  不同长度的桩对承载力的影响

    Figure 5.  Effect of piles of different lengths on bearing capacity

    图 6  加固体土压力及加固后土体抗滑稳定计算示意图

    Figure 6.  Schematic diagram for calculating earth pressure and anti-sliding stability of reinforced soil

    图 7  加固体应力分布简图

    Figure 7.  Stress distribution diagram of reinforced body

    图 8  既有基础底板下注浆控制沉降

    Figure 8.  Grouting control settlement under the existing foundation floor

    图 9  隧道周围加固示意图

    Figure 9.  Strengthened sketch around tunnel

    图 10  平和打包厂地基加固示意图

    Figure 10.  Sketch of foundation reinforcement in Pinghe Dabao Factory

    图 11  开挖轮廓壁附加剪应力计算图

    Figure 11.  Calculation diagram of additional shear stress on excavation contour wall

    表  1  土样的基本物理力学性质

    Table  1.   Basic physico-mechanical properties of soil samples

    土层 容重γ/(kN·m-3) 相对密度ds 含水量wB/% 液限wl/% 塑限wp/% 压缩模量Es/MPa
    粉质黏土 18.75 2.72 31.39 33.44 19.81 5.23
    下载: 导出CSV

    表  2  加固体剪应力计算

    Table  2.   Calculation of shear stress of reinforced body

    施工阶段 上段长度/m 下段长度/m 被(主)动土压力/(kN·m-1) 桩外侧E0/(kN·m-1) 压力差/(kN·m-1) 平均剪应力/kPa
    掘进中 11.8 8.5 1 627.2 601.6 1 025.6 176.8
    离开后 11.3 8.7 443.6 566.0 122.4 21.1
    下载: 导出CSV
  • [1] 洪杰.双圆盾构隧道施工扰动及对周边抅筑物影响研究[D].杭州: 浙江大学, 2013.
    [2] 魏纲, 叶琦, 虞兴福.杭州地铁盾构隧道掘进对建筑物影响的实测分析[J].现代隧道技术, 2015, 52(3):150-158. http://www.wanfangdata.com.cn/details/detail.do?_type=perio&id=xdsdjs201503021
    [3] 朱双厅.长沙地铁砂卵石地层盾构紧邻桥桩施工隔断保护研究[D].长沙: 中南大学, 2014.
    [4] 张恒臻.地铁盾构隧道下穿既有铁路沉降分析与控制研究[D].北京: 北京交通大学, 2015.
    [5] 刘秋常, 马百顺, 陈守开.盾构施工不同加固措施对临近高架桥桩基影响研究[J].中外公路, 2018, 38(1):172-176. http://www.wanfangdata.com.cn/details/detail.do?_type=perio&id=gwgl201801038
    [6] 汤怀凯.盾构隧道下穿既有线施工控制技术研究[D].长沙: 中南大学, 2013.
    [7] Yin Minglun, Jiang Hua, Jiang Yusheng, et al.Effect of the excavation clearance of an under-crossing shield tunnel on existing shield tunnels[J]. Tunnelling and Underground Space Technology, 2018, 78:245-258. doi: 10.1016/j.tust.2018.04.034
    [8] 余乐.盾构下穿拱桥数值模拟及安全措施研究[D].成都: 西南交通大学, 2018.
    [9] 宋慧林.地铁隧道侧穿既有桥梁桩基影响研究[D].北京: 北京交通大学, 2017.
    [10] 袁海平, 王斌, 朱大勇, 等.盾构近距侧穿高架桥桩的施工力学行为研究[J].岩石力学与工程学报, 2014, 33(7):1457-1464. http://www.wanfangdata.com.cn/details/detail.do?_type=perio&id=yslxygcxb201407018
    [11] 芮瑞, 叶雨秋, 陈成, 等.考虑墙壁摩擦影响的挡土墙主动土压力非线性分布研究[J].岩土力学, 2019, 40(5):1-8. http://www.wanfangdata.com.cn/details/detail.do?_type=perio&id=ytlx201905020
    [12] Fang Y S, Chen T J, Wu B F.Passive earth pressures with various wall movements[J]. Journal of Geotechnical Engineering, 1994, 120(8):1307-1323. doi: 10.1061/(ASCE)0733-9410(1994)120:8(1307)
    [13] Cooke R W, Price G, Tarr K.Jacked piles in London clay:A study of load transfer and settlement under working condition[J]. Geotechnique, 1979, 27(2):113-147. http://www.nrcresearchpress.com/servlet/linkout?suffix=rg3/ref3&dbid=16&doi=10.1139%2FT09-146&key=10.1680%2Fgeot.1979.29.2.113
    [14] 周春梅, 王勇, 程月.武汉地区盾构穿过粉细砂层时地表沉降规律分析及施工参数优化[J].地质科技情报, 2018, 37(5):222-228. http://www.wanfangdata.com.cn/details/detail.do?_type=perio&id=dzkjqb201805030
    [15] 杨顺安, 刘志欣, 张迎春, 等.粉喷桩加固软土地基的认识[J].地质科技情报, 1999, 18(3):75-78. http://www.wanfangdata.com.cn/details/detail.do?_type=perio&id=dzkjqb199903018
    [16] 程华龙.注浆微型桩加固软土地基的机理与设计计算[J].地质科技情报, 1999, 18(增刊):54-56. http://www.cqvip.com/QK/93477A/1999S1/4000764157.html
    [17] 郑先昌, 唐辉明, 覃祖淼.武汉市软基和地面沉降危害研究[J].地质科技情报, 2003, 22(2):95-99. http://www.wanfangdata.com.cn/details/detail.do?_type=perio&id=dzkjqb200302021
    [18] 徐方京.软土中盾构隧道与深基坑开挖的孔隙水压力与地层移动分析[D].上海: 同济大学, 1991.
    [19] 曾国熙, 冯国栋, 周镜, 等.桩基工程手册[M].北京:中国建筑工业出版社, 1995.
    [20] 张乾青, 李连祥, 李术才, 等.成层土中单桩受力性状简化算法[J].岩石力学与工程学报, 2012, 31(增刊1):3390-3394. http://www.wanfangdata.com.cn/details/detail.do?_type=perio&id=yslxygcxb2012z1106
  • 加载中
图(11) / 表(2)
计量
  • 文章访问数:  868
  • PDF下载量:  1694
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2019-04-27

目录

    /

    返回文章
    返回