CN102817378A - 超大直径盾构隧道近距离穿越城市高架桩基的施工方法 - Google Patents

超大直径盾构隧道近距离穿越城市高架桩基的施工方法 Download PDF

Info

Publication number
CN102817378A
CN102817378A CN2011101551883A CN201110155188A CN102817378A CN 102817378 A CN102817378 A CN 102817378A CN 2011101551883 A CN2011101551883 A CN 2011101551883A CN 201110155188 A CN201110155188 A CN 201110155188A CN 102817378 A CN102817378 A CN 102817378A
Authority
CN
China
Prior art keywords
tunnel
pile foundation
pile
super
diameter shield
Prior art date
Application number
CN2011101551883A
Other languages
English (en)
Other versions
CN102817378B (zh
Inventor
张子新
刘超
Original Assignee
同济大学
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 同济大学 filed Critical 同济大学
Priority to CN201110155188.3A priority Critical patent/CN102817378B/zh
Publication of CN102817378A publication Critical patent/CN102817378A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN102817378B publication Critical patent/CN102817378B/zh

Links

Abstract

本发明涉及一种超大直径盾构隧道近距离穿越城市高架桩基的施工方法,该方法包括以下步骤:(1)桩基间土体“口”字形加固体:根据盾构的穿桩试验结果判断桩基的横向位移模式,选取隧道上部第一个桩基最大横向位移处作为“口”字形上部横向加固的位置,在距隧道底部3m以下进行“口”字形底部加固;(2)连接桩基承台形成大型片筏基础:在对桩基间土体进行加固后,将承台间土体进行开挖,开挖基坑底部标高为承台底,开挖完成后采用高强混凝土回灌成为整体的片筏基础,最后恢复路面;(3)超大直径盾构穿越。与现有技术相比,本发明具有可有效减小超大直径盾构近距离穿越高架桩基时的土体扰动,保证施工过程的安全等优点。

Description

超大直径盾构隧道近距离穿越城市高架粧基的施工方法
技术领域
[0001] 本发明涉及城市地下通道施工时周边建(构)筑物的保护,特别涉及一种超大直径盾构侧穿越城市高架桩基过程中的高架桩基础保护措施。
背景技术
[0002] 随着城市基础设施建设的发展,对地下空间开发的需求也逐渐增长。在这一过程中,地下工程的建设出现了两个比较突出的矛盾,一个是隧道直径的逐渐增大。随着近几年盾构技术的发展成熟和在国内的成功运用,建造超大直径的隧道成为可能。随着长江流域几条超大直径越江隧道的成功修建,各大城市对超大直径盾构隧道的需求也明显增加。而超大直径盾构的施工势必带来更大的土体扰动,从而有可能对周围的建(构)筑物造成更大的影响;另一个矛盾是随着城市地下空间开发的进行,原有的规划已经不适应当前的工程建设,尤其是在建筑物密集区域,隧道的近接施工已成为家常便饭。在一系列建(构)筑 物形式中,由于对基础差异沉降异常敏感,因此高架成为较为特殊的一种。由于线路规划等因素,隧道经常会穿越城市高架桥的桩基,并且位置关系多种多样,这给施工带来了很大的风险。而当超大直径盾构近距离侧穿越高架桩基的时候,这两个矛盾便使得此种情况下的穿越施工风险更大,因此需要特殊的保护措施。
[0003] 专利200710050177. 2提供了一种盾构侧穿越桥梁桩基的施工方法,该方法可以不采用任何辅助工法安全顺利的完成盾构穿越桩基的近接施工。但由于没有采用辅助工法,仅靠盾构施工中各参数的控制以及施工前调研等措施,对于超大直径近距离的穿越来说,施工风险仍然很大。
[0004] 专利200910054084. 6提供了一种桥梁托换结合盾构施工穿越桥梁桩基的施工方法,通过受力体系的转换,将桥由深基础转换成浅基础,从而实现盾构的安全穿越。但这种方法需要较大的施工场地,不能很好的应用于交通、建筑物的密集区域,而城市高架经常位于城市的繁华区域,交通管制等的成本巨大,因此该方法不适用于超大直径盾构穿越城市高架桩基的情况。
发明内容
[0005] 本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种对交通基本不产生影响的情况下,安全顺利地穿越高架桥梁桩基的超大直径盾构隧道近距离穿越城市高架桩基的施工方法。
[0006] 本发明的目的可以通过以下技术方案来实现:一种超大直径盾构隧道近距离穿越城市高架桩基的施工方法,其特征在于,该方法包括以下步骤:
[0007] (I)桩基间土体“口”字形加固体
[0008] 根据盾构的穿桩试验结果判断桩基的横向位移模式,选取隧道上部第一个桩基最大横向位移处作为“口”字形上部横向加固的位置,在距隧道底部3m以下进行“口”字形底部加固;[0009] (2)连接桩基承台形成大型片筏基础
[0010] 在对桩基间土体进行加固后,根据穿越节点地表交通情况,将承台间土体进行开挖,开挖基坑底部标高为承台底,开挖完成后采用高强混凝土回灌成为整体的片筏基础,最后恢复路面。
[0011] (3)超大直径盾构穿越
[0012] 超大直径盾构近距离穿越城市高架桥梁桩基。
[0013] 步骤(I)所述的盾构的穿桩试验是:试验段土层分布与穿越节点类似,在试验段隧道推进区域两侧各布置一排与穿越节点桩基相同规格的单桩,同时在试验桩中心打孔预设测斜管,在盾构通过试验段时,通过对桩基测斜取得桩基的横向位移模式。
[0014] 步骤(I)所述的“ 口”字形加固体的厚度及沿隧道轴线的长度需根据有限元计算进行确定,具体做法是:首先通过实际施工过程中的地层损失率确定计算模型中的相关参数,后根据试验段所得桩基横向位移模式反算桩基参数,根据修改后的模型来计算穿越节 点施工时的力学响应,从而确定“口”字形加固体的厚度及沿隧道轴向的长度。
[0015] 所述的计算模型中的相关参数包括应力释放系数和等代层材料参数;所述的桩基参数包括材料物理学参数和几何参数。
[0016] 所述的超大直径盾构隧道的盾构机直径为14m〜17m。
[0017] 所述的近距离穿越是指隧道中心距最近单根桩中线距离小于I. 5倍隧道外径。
[0018] 所述的近距离穿越是指,在桩端位于隧道中心线以上时,盾构从高架两桩基之间侧穿而过,桩端与隧道中线竖向距离小于O. 5倍隧道外径。
[0019] 本发明所提出的方法在大直径盾构穿越之前,首先在穿越节点之前设置一试验段,在试验段待掘进区域两侧各打设一排桩,每排桩数不限,要求这两排桩与穿越节点的桩基深度相同,且距待建隧道距离相同。根据试验段桩的侧向变形模式确定穿越节点土体横向加固的位置。通过将土体加固成包围开挖区域的“口”字形,可以有效的控制桩基的侧向变形和开挖时隧道底部的隆起,可作为施工过程中停机等偶然事故的安全储备;土体加固后,将承台连接成大型片筏基础,可有效减小土体的沉降以及承台的侧向位移。本发明的方法可有效减小超大直径盾构近距离穿越高架桩基时的土体扰动,保证施工过程的安全。
[0020] 与现有技术相比,本发明具有以下的优点:
[0021] I、本发明方法能够很好的控制桩基的侧向位移,从而较好的控制穿越过程中桩基的附加弯矩,保证桩基的安全;
[0022] 2、本发明方法通过土体加固和桥梁承台的连接,可以很好的控制桩基的沉降;
[0023] 3、本发明方法可以较大程度的减小对交通的影响,降低施工成本;
[0024] 4、由于对隧道底部土体进行了加固,该方法可以将盾构在穿越过程中意外停机带来的风险降到最低。
附图说明
[0025] 图I为本发明的桩基间土体“口”字形加固体以及高架桥梁桩基示意图。
[0026] 图2为本发明的粧基承台连接不意图。
具体实施方式[0027] 下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。
[0028] 实施例
[0029] 如图I〜2所示,本发明的超大直径盾构隧道近距离穿越城市高架桩基的桩基包括方法,主要有以下施工工序:
[0030] I、桩基间土体“口”字形加固体
[0031] 如图I所示为桩基间土体“口 ”字形加固体I的横断面示意图。在穿越前需设置一试验段,要求该试验段土层分布于穿越节点类似,在试验段隧道推进区域两侧各布置一排与穿越节点桩基相同规格的单桩,同时在试验桩中心打孔预设测斜管,在盾构通过试验段时,通过对桩基2测斜取得桩基的横向位移模式,根据该位移模式确定穿越节点桩基有可能发生的横向位移较大的位置,并通过该位置确定如图I中的待开挖区域顶部与桩基间土体“ 口 ”字形加固体上部横向加固位置11的距离a。待开挖区域3顶部与桩基间土体“ 口”字形加固体下部横向加固位置12的距离b需根据实际情况进行确定,一般最小取3m。 “口”字形加固体的厚度及沿隧道轴线的长度需根据有限元计算进行确定。具体做法是:首先通过实际施工过程中的地层损失率确定计算模型中的相关参数(应力释放系数、等代层材料参数等,取决于所采用的模拟方法),后根据试验段所得桩基横向位移模式反算桩基参数(材料物理学参数、几何参数),根据修改后的模型来计算穿越节点施工时的力学响应,从而确定“ 口 ”字形加固体的厚度及沿隧道轴向的长度。
[0032] 2、连接桩基承台形成大型片筏基础。
[0033] 在对土体进行加固后,需对上部桩基进行连接。具体施工方法是,根据穿越节点地表交通情况,将承台连接部4的承台间土体进行开挖,开挖基坑底部标高为承台底,基坑长为c (如图2所示),宽度需根据道路具体情况进行确定,以对交通影响最小为原则,同时不能小于承台宽度。开挖完成后采用高强混凝土回灌成为整体的片筏基础,最后恢复路面。
[0034] 3、超大直径盾构近距离穿越城市高架桥梁桩基。
[0035] 所述的超大直径盾构隧道的盾构机直径为14m〜17m。
[0036] 所述的近距离穿越是指隧道中心距最近单根桩中线距离小于I. 5倍隧道外径。
[0037] 在桩端位于隧道中心线以上时,所述的近距离穿越是指,盾构从高架两桩基之间侧穿而过,桩端与隧道中线竖向距离小于O. 5倍隧道外径。
[0038] 本发明应用于超大直径盾构隧道近距离穿越城市高架桥梁桩基的施工过程,可以保证穿越过程中上部高架的变位控制在要求范围内,同时能够保证在对上部交通影响最小的情况下进行施工。在目前城市交通基础设施建设大发展时期,交通繁忙区域进行近接施工的情况越来越多,因此该发明具有较大的市场前景。

Claims (7)

1. 一种超大直径盾构隧道近距离穿越城市高架桩基的施工方法,其特征在于,该方法包括以下步骤: (1)桩基间土体“口”字形加固体 根据盾构的穿桩试验结果判断桩基的横向位移模式,选取隧道上部第一个桩基最大横向位移处作为“口”字形上部横向加固的位置,在距隧道底部3m以下进行“口”字形底部加固; (2)连接桩基承台形成大型片筏基础 在对桩基间土体进行加固后,根据穿越节点地表交通情况,将承台间土体进行开挖,开挖基坑底部标高为承台底,开挖完成后采用高强混凝土回灌成为整体的片筏基础,最后恢复路面; (3)超大直径盾构穿越 超大直径盾构近距离穿越城市高架桥梁桩基。
2.根据权利要求I所述的一种超大直径盾构隧道近距离穿越城市高架桩基的施工方法,其特征在于,步骤(I)所述的盾构的穿桩试验是:试验段土层分布与穿越节点类似,在试验段隧道推进区域两侧各布置一排与穿越节点桩基相同规格的单桩,同时在试验桩中心打孔预设测斜管,在盾构通过试验段时,通过对桩基测斜取得桩基的横向位移模式。
3.根据权利要求I所述的一种超大直径盾构隧道近距离穿越城市高架桩基的施工方法,其特征在于,步骤(I)所述的“ 口”字形加固体的厚度及沿隧道轴线的长度需根据有限元计算进行确定,具体做法是:首先通过实际施工过程中的地层损失率确定计算模型中的相关参数,后根据试验段所得桩基横向位移模式反算桩基参数,根据修改后的模型来计算穿越节点施工时的力学响应,从而确定“口”字形加固体的厚度及沿隧道轴向的长度。
4.根据权利要求3所述的一种超大直径盾构隧道近距离穿越城市高架桩基的施工方法,其特征在于,所述的计算模型中的相关参数包括应力释放系数和等代层材料参数;所述的桩基参数包括材料物理学参数和几何参数。
5.根据权利要求I所述的一种超大直径盾构隧道近距离穿越城市高架桩基的施工方法,其特征在于,所述的超大直径盾构隧道的盾构机直径为14m〜17m。
6.根据权利要求I所述的一种超大直径盾构隧道近距离穿越城市高架桩基的施工方法,其特征在于,所述的近距离穿越是指隧道中心距最近单根桩中线距离小于I. 5倍隧道外径。
7.根据权利要求I所述的一种超大直径盾构隧道近距离穿越城市高架桩基的施工方法,其特征在于,所述的近距离穿越是指,在桩端位于隧道中心线以上时,盾构从高架两桩基之间侧穿而过,桩端与隧道中线竖向距离小于O. 5倍隧道外径。
CN201110155188.3A 2011-06-09 2011-06-09 超大直径盾构隧道近距离穿越城市高架桩基的施工方法 CN102817378B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201110155188.3A CN102817378B (zh) 2011-06-09 2011-06-09 超大直径盾构隧道近距离穿越城市高架桩基的施工方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201110155188.3A CN102817378B (zh) 2011-06-09 2011-06-09 超大直径盾构隧道近距离穿越城市高架桩基的施工方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN102817378A true CN102817378A (zh) 2012-12-12
CN102817378B CN102817378B (zh) 2014-06-25

Family

ID=47301792

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201110155188.3A CN102817378B (zh) 2011-06-09 2011-06-09 超大直径盾构隧道近距离穿越城市高架桩基的施工方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN102817378B (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110374610A (zh) * 2019-07-16 2019-10-25 安徽省交通航务工程有限公司 一种盾构机侧穿立交桥桥桩形成盾构隧道的方法
CN111156009A (zh) * 2020-01-10 2020-05-15 中铁二十二局集团轨道工程有限公司 一种隧道盾构下穿高架桥施工及监测方法
CN111206937A (zh) * 2020-02-12 2020-05-29 中铁五局集团有限公司 一种盾构区间拆除侵入主体结构的群桩施工方法

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108625865A (zh) * 2018-04-18 2018-10-09 上海工程技术大学 一种模拟盾构隧道施工的试验方法

Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3468131A (en) * 1966-11-29 1969-09-23 Jacques Seidenberg Retaining structures placed into the ground and their procedures of execution
JPS62242024A (en) * 1986-04-15 1987-10-22 Ohbayashigumi Ltd Method for protective pre-set structure
JPH0960471A (ja) * 1995-08-21 1997-03-04 Yoshiji Matsumoto シールド工法用壁体
EP1355039A1 (de) * 2002-04-20 2003-10-22 Hochtief Aktiengesellschaft Verfahren zur Erstellung eines langgestreckten Freiraumes zwischen zwei Tunnelröhren
CN1932244A (zh) * 2006-09-28 2007-03-21 上海隧道工程股份有限公司 双圆盾构近距离穿越建筑物或构筑物的施工方法
CN101126319A (zh) * 2007-10-09 2008-02-20 中铁二局股份有限公司 盾构隧道侧向穿越桩基施工方法
CN101131090A (zh) * 2007-10-09 2008-02-27 中铁二局股份有限公司 盾构隧道下穿浅覆土河床施工方法
CN101566063A (zh) * 2009-06-04 2009-10-28 上海交通大学 盾构进出洞口土体加固的方法
CN101761068A (zh) * 2009-11-10 2010-06-30 同济大学 隧道穿越河流上方桥梁桩基的箱-筏承压式基础托换及施工加固方法
CN101761237A (zh) * 2009-12-24 2010-06-30 上海隧道工程股份有限公司 盾构隧道近距离穿越建(构)筑物变形控制的隔离桩施工方法
CN101936167A (zh) * 2009-06-29 2011-01-05 上海市基础工程公司 桥梁托换结合盾构施工穿越桥梁桩基的施工方法

Patent Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3468131A (en) * 1966-11-29 1969-09-23 Jacques Seidenberg Retaining structures placed into the ground and their procedures of execution
JPS62242024A (en) * 1986-04-15 1987-10-22 Ohbayashigumi Ltd Method for protective pre-set structure
JPH0960471A (ja) * 1995-08-21 1997-03-04 Yoshiji Matsumoto シールド工法用壁体
EP1355039A1 (de) * 2002-04-20 2003-10-22 Hochtief Aktiengesellschaft Verfahren zur Erstellung eines langgestreckten Freiraumes zwischen zwei Tunnelröhren
CN1932244A (zh) * 2006-09-28 2007-03-21 上海隧道工程股份有限公司 双圆盾构近距离穿越建筑物或构筑物的施工方法
CN101126319A (zh) * 2007-10-09 2008-02-20 中铁二局股份有限公司 盾构隧道侧向穿越桩基施工方法
CN101131090A (zh) * 2007-10-09 2008-02-27 中铁二局股份有限公司 盾构隧道下穿浅覆土河床施工方法
CN101566063A (zh) * 2009-06-04 2009-10-28 上海交通大学 盾构进出洞口土体加固的方法
CN101936167A (zh) * 2009-06-29 2011-01-05 上海市基础工程公司 桥梁托换结合盾构施工穿越桥梁桩基的施工方法
CN101761068A (zh) * 2009-11-10 2010-06-30 同济大学 隧道穿越河流上方桥梁桩基的箱-筏承压式基础托换及施工加固方法
CN101761237A (zh) * 2009-12-24 2010-06-30 上海隧道工程股份有限公司 盾构隧道近距离穿越建(构)筑物变形控制的隔离桩施工方法

Non-Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
卢常亘等: "盾构隧道超近距离侧穿大型立交桥群桩施工关键技术", 《市政技术》, no. 2, 31 October 2009 (2009-10-31), pages 72 - 75 *
宋青君等: "考虑地铁盾构隧道穿越影响的桩基和基坑支护设计", 《 岩土工程学报》, no. 2, 31 August 2010 (2010-08-31), pages 314 - 318 *
徐前卫等: "托换及除桩技术在盾构穿越桥梁桩基工程中的应用", 《建筑技术》, no. 03, 31 March 2010 (2010-03-31), pages 211 - 214 *
戴志仁等: "上海某地铁盾构隧道进出洞地基加固处理", 《施工技术》, no. 11, 30 November 2008 (2008-11-30), pages 103 - 105 *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110374610A (zh) * 2019-07-16 2019-10-25 安徽省交通航务工程有限公司 一种盾构机侧穿立交桥桥桩形成盾构隧道的方法
CN111156009A (zh) * 2020-01-10 2020-05-15 中铁二十二局集团轨道工程有限公司 一种隧道盾构下穿高架桥施工及监测方法
CN111206937A (zh) * 2020-02-12 2020-05-29 中铁五局集团有限公司 一种盾构区间拆除侵入主体结构的群桩施工方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN102817378B (zh) 2014-06-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104196034B (zh) 一种利用钢板桩作为支护围堰的基坑施工方法
CN104612162B (zh) 一种地铁车站深基坑开挖施工方法
CN107060840B (zh) 一种大断面隧道v级围岩开挖支护的施工方法
CN100580220C (zh) 三线并行下穿铁路干线隧道的盾构施工方法
CN103321230B (zh) 在运行浅埋地铁长距离穿越场地中的深大基坑开挖方法
CN101963061B (zh) 一种铁路既有线地下箱涵的施工方法
CN102691300B (zh) 基坑土方的施工方法
CN104533446B (zh) 一种大断面软弱围岩隧道双层初期支护预防地质灾害发生的施工方法及其结构
CN105386408B (zh) 深水桥梁桩基施工方法
CN102720140B (zh) 大跨度预应力砼连续梁深水桥墩施工工艺
CN101294390B (zh) 一平一抛局部中心岛基坑支撑系统及施工方法
Reid et al. PAPER 21 Bridge approach support piling
CN1837506B (zh) 一种在运营中的隧道上方开挖箱形结构的施工方法
CN102031784B (zh) 深基坑灌注护坡桩加锚索支护施工方法
CN104120647B (zh) 适合快速施工的节段拼装混凝土框架桥墩系统及施工方法
CN101666081B (zh) 深水库区陡坡裸岩钻孔平台及工艺
CN102505695B (zh) 一种立体车库深基坑施工方法
CN105862910B (zh) 一种装配式立体地下车库的逆作式建造方法
CN106120839B (zh) 一种外海风机基础嵌岩桩的施工工艺
CN102691294A (zh) 一种地下连续墙的施工方法
CN104074199B (zh) 一种水下承台施工工法
CN102352590B (zh) 采用桩板式挡墙进行高填方路基拼接的方法
CN105133627B (zh) 单壁钢板桩围堰流水状态下施工工法
CN104975622B (zh) 一种高层建筑预制桩桩基纠偏加固方法
CN101440708A (zh) Pba浅埋暗挖近距离大断面三洞分离岛式结构施工方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
C06 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C10 Entry into substantive examination
GR01 Patent grant
C14 Grant of patent or utility model
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20140625

Termination date: 20170609

CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee