下穿高鐵橋孔的變形多階隔斷法的製作方法
2023-05-21 02:24:26
專利名稱：下穿高鐵橋孔的變形多階隔斷法的製作方法
技術領域：
本發明屬於巖土工程技術領域，涉及一種下穿高鐵橋孔時土體變形的多階隔斷方法。
背景技術：
隨著我國城市和軌道交通的建設，高速鐵路的開通裡程越來越多。新建鐵路隧道、地鐵、地下通道等下穿高速鐵路樁基礎的情況越來越多，各地都面臨新建隧道下穿高速鐵路樁基這一前所未有的技術難題。下穿結構施工過程中不可避免地會對周圍土體產生擾動，土體的這種變形會引起高鐵墩、臺以及基礎的變形，而這種變形向上傳遞到軌道結構最終將導致線路的不平順；同時周圍土體的擾動造成地層的應力變化，增大了樁基的負摩阻力，減小了土體對樁基的約束作用，加劇了線路的不均勻沉降變形，從而對高速鐵路線路的運營造成影響。目前在隧道下穿普通鐵線路工程中，較多採用在新建隧道和既有線路樁基礎之間設置單排隔離樁的方法。這種方法可以在一定程度上隔斷土體的變形，減小新建隧道對既有線路的影響。但由於是單排樁，對土體變形的隔斷效果有限，不能滿足高速鐵路對線路變形的較高的控制標準。因此，如何最大限度地降低新建隧道開挖對高速鐵路樁基礎的影響，是隧道下穿高速鐵路工程中值得研究的一個問題。鐵道部科技研究開發計劃項目《穿越高速鐵路施工影響及對策研究》(合同編號:J2011G005)中即關注了此問題，並資助同濟大學對此進行了研究，最終提出了供一種隧道下穿高速鐵路樁基土體變形多階隔斷方法。
發明內容
本發明的目的在於提供一種隧道下穿高速鐵路樁基土體變形多階隔斷法。它比普通的隔斷方法具有更好的隔斷效果，可以更大程度的減小新建隧道開挖對既有高速鐵路樁基礎的影響。為達到上述目的，本發明的解決方案是:一種隧道下穿高鐵橋孔的土體變形多階隔斷方法，在既有橋梁樁基和新建隧道之間設置兩排以上的隔離樁，所述隔離樁的樁端位於新建隧道中心線以下，按照由既有橋梁樁基到新建隧道的方向逐排施工，各排隔離樁抗彎剛度從既有橋梁樁基到新建隧道方向逐排遞減。所述同一排隔離樁中，相鄰隔離樁的樁間距不小於0.lm、不大於3倍的隔離樁樁徑。進一步的，所述同一排隔離樁中，相鄰隔離樁之間樁間距儘量減小。相鄰兩排隔離樁之間的距離不小於0.lm、不大於較小的隔離樁樁徑。進一步的，根據具體施工工藝水平儘量減少相鄰兩排隔離樁之間的距離。所述隔離樁儘量的靠近新建隧道設置，所述距離新建隧道最近一排的隔離樁至所述新建隧道的最小距離為lm。
優選的，所述距離既有橋梁樁基最近一排的隔離樁為鑽孔灌注樁。由於採用上述方案，本發明的有益效果是:本發明提供了一種隧道下穿高速鐵路樁基土體變形多階隔斷的方法，該方法是在新建隧道和既有高速鐵路樁基之間設置兩排或多排隔離樁，將隧道開挖引起的土體變形進行多次隔斷。本發明所示的方法可以較大程度的減小新建隧道施工對既有橋梁樁基的影響，並對隔離樁本身施工對既有橋梁樁基的影響進行控制，從而保證高速鐵路線路的平順性和車輛的正常運行。
圖1為本發明一實施例的隔離樁空間布置圖；圖2為圖1所示實施例的俯視圖；其中，新建隧道1、既有橋梁樁基礎2、第一排隔離樁3、第二排隔離樁4、第三排隔離樁5。
具體實施例方式以下結合附圖所示實施例對本發明作進一步的說明。一種隧道下穿高鐵橋孔的土體變形多階隔斷方法，具體包括以下步驟:在新建隧道I和既有橋梁樁基2之間設置兩排以上的隔離樁，隔離樁的樁端位於新建隧道I中心線以下，按照由既有橋梁樁基2到新建隧道I的順序逐排施工，各排隔離樁抗彎剛度從既有橋梁樁基2到新建隧道I方向剛度逐排遞減。由於在橋梁樁基附近施工隔離樁時，可能引起土體變形，進而對橋梁樁基差生影響。但本實施例中，由於沿既有橋梁樁基2到新建隧道I方向的各排隔離樁抗彎剛度遞減，並按照從既有樁基到新建隧道I的方向逐排施工隔離樁。這樣一來已經施工完成的隔離樁可以約束後續隔離樁施工產生的土體變形，達到保護樁基的目的。又隧道施工產生的土體變形範圍為隧道中心線到地表之間，隔離樁在豎向上應涵蓋這一範圍，故隔離樁的樁端需位於新建隧道I中心線以下。本實施例中，同一排隔離樁中，相鄰隔離樁的樁間距不小於0.lm，不大於3倍的隔離樁樁徑。由於減小同一排樁的樁間距可以增大樁的密度，提高隔斷效果，因此在施工工藝允許的情況下，同一排隔離樁中，相鄰隔離樁之間樁間距儘量減小。本實施例中，隔離樁應當儘量的靠近新建隧道I設置，這樣可以最大程度的減小受新建隧道I開挖影響的土體範圍。同時，隔離樁距離既有橋梁樁基2越遠，可以減小隔離樁施工對既有橋梁樁基2的影響。考慮到施工工藝和誤差的存在，隔離樁與新建隧道I之間應保持一定距離，本實施例中，隔離樁到新建隧道I之間的最小距離為lm。本實施例中，相鄰兩排隔離樁之間的距離不小於0.lm，不大於3倍的隔離樁樁徑。且各排隔離樁之間的距離應根據具體施工工藝水平，儘量減小。下面以設置3排隔離樁為例，對本發明方法進行說明。如圖1和圖2所示，在既有橋梁樁基2和新建隧道I之間分別設置3排隔離樁。按照從既有橋梁樁基2到新建隧道I的方向施工各排隔離樁，即:先施工第一排隔離樁3，再施工第二排隔離樁4，最後施工第三排隔離樁5。且從既有橋梁樁基2到新建隧道I的方向各排隔離樁抗彎剛度遞減，即第一排隔離樁3的抗彎剛度最大，本實施例中，第一排隔離樁3選用樁徑1.2m的鑽孔灌注樁，相鄰隔離樁之間的樁間距為0.2m ;第二排隔離樁4的抗彎剛度應該小於第一排樁，本實施例中，第二排隔離樁4選用樁徑1.0m的鑽孔灌注樁，相鄰隔離樁的樁間距0.2m ;第三排隔離樁5抗彎剛度應該小於第二排樁，本實施例中，採用樁徑
0.Sm的鑽孔灌注樁，相鄰隔離樁的樁間距0.lm。第一排隔離樁3和第二排隔離樁中心距為
1.4m ;第二排隔離樁4和第三排隔離樁3中心距為1.2m。第一排隔離樁3的設置可以一定程度減小新建隧道I施工產生的土體位移，但不能完全隔斷。在此基礎上，第二排隔斷樁4的設置可以在第一排隔斷的基礎上將土體位移進行進一步的折減。同樣的，第三排隔離樁5的設置可以在前兩排隔斷的基礎上將土體位移進行進一步折減，最終達到更大程度減小土體位移的效果。由於第一排隔離樁3首先施工，因此它可以減小第二排隔離樁4施工對既有橋梁樁基2的影響。同樣，第一排隔離樁3和第二排隔離樁4的存在，可以減小第三排隔離樁5施工對既有橋梁樁基2的影響。最終達到減小隔離樁施工對既有橋梁樁基2的影響。上述的對實施例的描述是為便於該技術領域的普通技術人員能理解和應用本發明。熟悉本領域技術的人員顯然可以容易地對這些實施例做出各種修改，並把在此說明的一般原理應用到其他實施例中而不必經過創造性的勞動。因此，本發明不限於這裡的實施例，本領域技術人員根據本發明的揭示，不脫離本發明範疇所做出的改進和修改都應該在本發明的保護範圍之內。
權利要求
1.一種隧道下穿高鐵橋孔的土體變形多階隔斷方法，其特徵在於:在既有橋梁樁基和新建隧道之間設置兩排以上的隔離樁，所述隔離樁的樁端位於新建隧道中心線以下，按照由既有橋梁樁基到新建隧道的方向逐排施工，各排隔離樁抗彎剛度從既有橋梁樁基到新建隧道方向逐排遞減。
2.根據權利要求1所述的隧道下穿高鐵橋孔的土體變形多階隔斷方法，其特徵在於:所述同一排隔離樁中，相鄰隔離樁的樁間距不小於0.lm、不大於3倍的隔離樁樁徑。
3.根據權利要求2所述的隧道下穿高鐵橋孔的土體變形多階隔斷方法，其特徵在於:所述同一排隔離樁中，相鄰隔離樁之間樁間距儘量減小。
4.根據權利要求1所述的隧道下穿高鐵橋孔的土體變形多階隔斷方法，其特徵在於:相鄰兩排隔離樁之間的距離不小於0.lm、不大於較小的隔離樁樁徑。
5.根據權利要求4所述的隧道下穿高鐵橋孔的土體變形多階隔斷方法，其特徵在於:根據具體施工工藝水平儘量減少相鄰兩排隔離樁之間的距離。
6.根據權利要求1所述的隧道下穿高鐵橋孔的土體變形多階隔斷方法，其特徵在於:所述隔離樁儘量的靠近新建隧道設置，所述距離新建隧道最近一排的隔離樁至所述新建隧道的最小距離為lm。
7.根據權利要求1所述的隧道下穿高鐵橋孔的土體變形多階隔斷方法，其特徵在於:所述距離既有橋梁樁基最近一排的隔離樁為鑽孔灌注樁。
全文摘要
本發明公開了一種隧道下穿高鐵橋孔的土體變形多階隔斷方法，具體包括在既有橋梁樁基和新建隧道之間設置兩排以上的隔離樁，所述隔離樁的樁端位於新建隧道中心線以下，按照由既有橋梁樁基到新建隧道的方向逐排施工，各排隔離樁抗彎剛度從既有橋梁樁基到新建隧道方向剛度逐排遞減。隔離樁將隧道開挖產生的周邊土體的變形進行多階隔斷，從而減小既有橋梁樁基周圍土體的擾動，最終達到控制既有橋梁樁基變形的目的。
文檔編號E02D31/08GK103114611SQ20131006481
公開日2013年5月22日 申請日期2013年3月1日 優先權日2013年3月1日
發明者時曉貝, 周順華, 李梅芳, 張海佳 申請人:同濟大學