上软下硬地层地铁隧道与近接桥梁桩基的相互影响分区研究

doi:10.3973/j.issn.1672-741X.2017.08.001

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隧道建设（中英文） ›› 2017, Vol. 37 ›› Issue (8): 917-925.DOI: 10.3973/j.issn.1672-741X.2017.08.001

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上软下硬地层地铁隧道与近接桥梁桩基的相互影响分区研究

仇文革，雷劲^*

（西南交通大学土木工程学院交通隧道工程教育部重点实验室，四川成都 610031）

收稿日期:2017-04-12 修回日期:2017-06-10 出版日期:2017-08-20 发布日期:2017-08-22
作者简介:仇文革(1959—)，男，山东烟台人，1982年毕业于西南交通大学，隧道与地下铁道专业，博士，教授，主要从事隧道及地下工程方面的教学与研究工作。Email: qiuwen_qw@163.com。*通信作者：雷劲， Email: 466399003@qq.com。
基金资助:
国家自然科学基金资助项目(51678497， 50878185)

Study of Impact Partition between Metro Tunnel and Adjacent Bridge Pile Foundation in Uppersoft and Lowerhard Strata

QIU Wenge, LEI Jin^*

(Key Laboratory of Transportation Tunnel Engineering, Ministry of Education, School of Civil Engineering, Southwest Jiaotong University, Chengdu 610031, Sichuan, China)

Received:2017-04-12 Revised:2017-06-10 Online:2017-08-20 Published:2017-08-22

摘要/Abstract

摘要：

依托青岛红岛—胶南城际轨道交通工程侧穿多座桥梁的工程实例，采用有限元强度折减法，对上软下硬地层桩基近接影响下的隧道安全系数变化规律进行研究。结果表明： 1）水平方向上，随水平净距增大，隧道安全系数增加，至1倍洞径后，安全系数趋于稳定； 2）竖直方向上，随埋深增加，隧道安全系数表现为先增大后减小； 3）桩基的存在将降低隧道安全系数，增加隧道达到最大安全系数所需的埋深。通过有无桩基对比，对不同相对位置关系下的地铁隧道近接桥梁施工影响程度进行判定： 1）总体上竖向的影响范围和影响程度均大于横向； 2）当隧道埋深位于桩底以上时，近接施工几乎只对隧道产生影响； 3）当隧道埋深位于桩底以下时，近接施工对于隧道和桥梁桩基均有不同程度的影响，当隧道位于桩底时达到最大。通过样条函数插值补全和多重二次曲面拟合的方法，给出影响系数通用分区图，并结合数值模拟下的桩基受力变形特征，得出影响系数0.8对应的等值线为强影响区与弱影响区的分界线，影响系数1的等值线为弱影响区与无影响区的分界线。通过影响分区结论与监测数据对比，验证了研究成果的实用性。

关键词: 隧道近接桩基, 上软下硬地层, 强度折减法, 安全系数, 多重二次曲面拟合, 影响分区

Abstract:

The safety factor variation laws of tunnel of HongdaoJiaonan Intercity Railway in Qingdao laterally crossing adjacent pile foundations of bridges in uppersoft and lowerhard strata are studied by finite element strength reduction method. The results show that: 1) In horizontal direction, the safety factor increases with the increase of horizontal clear distance; and then the safety factor becomes stable when the clear distance reaches the value of tunnel diameter. 2) In vertical direction, with the increasing of the buried depth, the safety factor increases firstly and then decreases. 3) The safety factor of the tunnel would be reduced and the buried depth of the tunnel for reaching maximum safety factor would be increased due to the existence of pile foundations. The interactions between metro tunnel and pile foundations of bridge at different relative positions are as follows: 1) Generally, the vertical interacting scope and degree is larger than the horizontal ones. 2) The tunnel would be affected only if the buried depth of the tunnel is smaller than the buried depth of the pile foundation. 3) The tunnel and the pile foundations would both be affected when the tunnel is under the pile foundation bottom; and the interaction effect reaches peak when the tunnel is right under the pile foundation bottom. The universal sectioning sketch of interacting factor, isogram 0.8 as the boundary of strong interacting zone and weak interacting zone and isogram 1.0 as the boundary of weak interacting zone and noninteracting zone, is given by interpolation method based on polynomial spline method, multiple quadratic surface fitting method and the stress and numerical simulation based deformation characteristics of pile foundation. Finally, the practicability of the study results are testified by comparing sectioning of interacting zones and monitoring results.

Key words: tunnel adjacent to pile foundation, uppersoft and lowerhard strata, strength reduction method, safety factor, multiple quadratic surface fitting, impact partition

中图分类号:

U 45

仇文革，雷劲. 上软下硬地层地铁隧道与近接桥梁桩基的相互影响分区研究[J]. 隧道建设, 2017, 37(8): 917-925.

QIU Wenge, LEI Jin. Study of Impact Partition between Metro Tunnel and Adjacent Bridge Pile Foundation in Uppersoft and Lowerhard Strata[J]. Tunnel Construction, 2017, 37(8): 917-925.

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上软下硬地层地铁隧道与近接桥梁桩基的相互影响分区研究

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