范禮彬 許原騎

(中國(guó)電建集團(tuán)華東勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院有限公司，浙江 杭州 311122)

隨著城市建設(shè)的快速發(fā)展，越來越多的軌道交通及市政隧道近距離側(cè)穿或下穿既有建構(gòu)筑物基礎(chǔ)的情況[1,2]。隧道施工將導(dǎo)致周邊土體發(fā)生變形，從而對(duì)建構(gòu)筑物產(chǎn)生影響，導(dǎo)致建構(gòu)筑物變形等。特別是下穿高鐵處，需要嚴(yán)格控制變形影響，確保變形在允許范圍內(nèi)。

為保證既有高鐵的安全運(yùn)營(yíng)，一般采用主動(dòng)隔離和控制開挖或盾構(gòu)掘進(jìn)參數(shù)[3,4]，來減少施工對(duì)地層的擾動(dòng)影響。本文以蘇州某市政隧道下穿滬寧城際鐵路為背景，采用數(shù)值模擬的方法分析隔離樁施工對(duì)高鐵樁基的影響。

1 工程概況

本項(xiàng)目下穿既有高鐵橋梁，既有滬寧城際高鐵蘇州西特大橋28號(hào)墩(DK216+993.255)，運(yùn)營(yíng)里程(K86+207.415)、27號(hào)墩(DK217+026.015)，運(yùn)營(yíng)里程26(K86+174.655)和26號(hào)墩(DK217+058.775)，運(yùn)營(yíng)里程(K86+141.895)之間，橋型為32 m的簡(jiǎn)支梁，凈空很低，橋下凈空最小約3 m，隧道結(jié)構(gòu)與滬寧城際高鐵蘇橋樁最近距離約為6 m，場(chǎng)地南側(cè)30 m為京滬普速鐵路，施工區(qū)域內(nèi)分布有高鐵通信、防災(zāi)光纜、電纜及鐵路相關(guān)設(shè)施設(shè)備，施工場(chǎng)地條件復(fù)雜。該位置處滬寧城際鐵路基礎(chǔ)形式為樁基礎(chǔ)，樁徑1.0 m，樁長(zhǎng)約50.0 m。

本工程高鐵下方隔離樁采用低凈空全套管灌注樁，在盾構(gòu)兩側(cè)分別施打一排隔離樁，樁中心的間距距離高鐵橋梁樁中心為6.15 m，距離盾構(gòu)凈距為1 m；隔離樁施工范圍沿盾構(gòu)方向超出高鐵橋梁承臺(tái)不小于20 m，隔離樁樁徑為1 m，樁間距為1.2 m，樁長(zhǎng)為30 m，樁頂設(shè)置1.2 m×0.8 m的冠梁，樁間設(shè)置1.2 m×0.8 m，間距3.6 m混凝土支撐，隔離樁間采用MJS樁加固。

2 計(jì)算分析

2.1 分析模型

根據(jù)場(chǎng)地建設(shè)條件利用MIDAS NX軟件建立數(shù)值分析模型。模型參數(shù)如下：模型土體邊界120 m×100 m×60 m；模型元件包括土體、隔離樁、高鐵樁基、高鐵承臺(tái)、高鐵上部結(jié)構(gòu)；土體采用修正摩爾庫(kù)侖模型,橋梁樁基、承臺(tái)及墩臺(tái)均采用線彈性模型(見圖1)。根據(jù)該段巖土地質(zhì)勘察報(bào)告以及高鐵橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求，模型計(jì)算所需材料的本構(gòu)參數(shù)如表1所示。

表1 數(shù)值模擬材料參數(shù)

2.2 計(jì)算結(jié)果分析

圖2～圖5分別表示隔離樁施工完成后，高鐵橋梁整體位移、豎向位移及水平位移圖。從圖中可知，隔離樁施工使得高鐵橋梁整體發(fā)生豎向位移，最大位移位于隔離樁中間部分，呈現(xiàn)兩端較小中間較大的趨勢(shì)，最大豎向位移為1.20 mm，縱向水平位移為0.467 mm，橫向水平位移為0.124 mm。按照TB 10182—2017公路與市政工程下穿高速鐵路技術(shù)規(guī)程的規(guī)定，對(duì)于受下穿工程影響的無砟高速鐵路橋梁墩頂豎向、水平位移限值不超過2.0 mm。因此，隔離樁施工引起的橋墩水平位移未超過水平位移限值，滿足規(guī)范要求。

3 現(xiàn)場(chǎng)試樁結(jié)果

為明確低凈空全套管灌注樁試樁工程中，樁基施工對(duì)地層的擾動(dòng)及影響范圍，現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行了試樁，進(jìn)行孔隙水壓力測(cè)試、深層水平位移監(jiān)測(cè)、地表沉降觀測(cè)和地下水位監(jiān)測(cè)。

根據(jù)試樁結(jié)果，試樁結(jié)束后總沉降穩(wěn)定在0.84 mm，沉降速率也較小，試樁施工過程對(duì)沉降的影響很小，滿足設(shè)計(jì)要求和高鐵橋樁沉降控制要求。

同時(shí)，抽水作業(yè)會(huì)導(dǎo)致抽水前后臨近模擬樁基產(chǎn)生沉降，施工過程中應(yīng)嚴(yán)格禁止抽水作業(yè)。

4 結(jié)語(yǔ)

1)隔離樁施工引起橋梁產(chǎn)生一定的水平位移與豎向位移，橋梁豎向最大位移為1.20 mm，縱向水平位移為0.467 mm，橫向水平位移為0.124 mm，均未超過規(guī)范限值。

2)根據(jù)試樁結(jié)果，試樁結(jié)束后總沉降穩(wěn)定在0.84 mm，沉降速率也較小，試樁施工過程對(duì)沉降的影響很小，滿足設(shè)計(jì)要求和高鐵橋樁沉降控制要求。

3)建議成樁過程中施工順序、成樁速度等嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)要求，成樁出土過程中，避免機(jī)械撞擊鋼護(hù)筒。