南京緯七路工程中盾構(gòu)推進(jìn)對(duì)高架橋深大樁基的影響探究一、引言1.1研究背景與意義1.1.1研究背景南京緯七路作為南京市交通網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵組成部分，承擔(dān)著繁重的交通運(yùn)輸任務(wù)，其工程建設(shè)對(duì)于緩解城市交通擁堵、加強(qiáng)區(qū)域聯(lián)系、促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展起著舉足輕重的作用。在緯七路工程的建設(shè)進(jìn)程中，盾構(gòu)推進(jìn)技術(shù)憑借其在地下隧道施工方面的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，如對(duì)周邊環(huán)境影響小、施工效率高、安全性好等，被廣泛應(yīng)用。高架橋深大樁基作為支撐高架橋結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)，其穩(wěn)定性直接關(guān)系到整個(gè)高架橋的安全與正常使用。在盾構(gòu)推進(jìn)過(guò)程中，盾構(gòu)機(jī)的掘進(jìn)、土體的擾動(dòng)、注漿等施工行為會(huì)不可避免地對(duì)周?chē)馏w產(chǎn)生應(yīng)力變化和變形，而緊鄰的高架橋深大樁基處于這一受影響區(qū)域內(nèi)，必然會(huì)受到盾構(gòu)推進(jìn)的影響。這種影響可能表現(xiàn)為樁基的豎向位移、水平位移以及軸力的改變等，若這些變化超出一定范圍，將對(duì)高架橋的結(jié)構(gòu)安全構(gòu)成嚴(yán)重威脅，進(jìn)而影響整個(gè)緯七路工程的質(zhì)量和運(yùn)營(yíng)安全。隨著城市建設(shè)的不斷發(fā)展，類(lèi)似南京緯七路這樣在復(fù)雜環(huán)境下進(jìn)行盾構(gòu)隧道施工與高架橋樁基相互影響的工程日益增多。因此，深入研究盾構(gòu)推進(jìn)對(duì)南京緯七路高架橋深大樁基的影響，對(duì)于保障該工程的順利建設(shè)和安全運(yùn)營(yíng)具有迫切的現(xiàn)實(shí)需求，同時(shí)也為其他類(lèi)似工程提供重要的參考依據(jù)。1.1.2研究意義本研究對(duì)于保障南京緯七路高架橋的安全運(yùn)營(yíng)具有不可忽視的重要性。通過(guò)精準(zhǔn)分析盾構(gòu)推進(jìn)對(duì)深大樁基的影響，能夠提前預(yù)測(cè)樁基可能出現(xiàn)的位移、變形以及軸力變化等情況?；谶@些預(yù)測(cè)結(jié)果，工程人員可以及時(shí)采取針對(duì)性的加固、防護(hù)措施，有效避免因盾構(gòu)施工導(dǎo)致樁基出現(xiàn)過(guò)大變形或破壞，從而確保高架橋在施工期間和運(yùn)營(yíng)階段的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，為過(guò)往車(chē)輛和行人的安全提供堅(jiān)實(shí)保障。深入研究盾構(gòu)推進(jìn)對(duì)深大樁基的影響，能夠?yàn)閮?yōu)化施工方案提供科學(xué)指導(dǎo)。明確盾構(gòu)施工參數(shù)（如推進(jìn)速度、土倉(cāng)壓力、注漿量等）與樁基響應(yīng)之間的關(guān)系后，施工單位可以根據(jù)實(shí)際工程情況，合理調(diào)整盾構(gòu)施工參數(shù)，選擇最為合適的施工工藝和流程。這不僅能夠最大限度地減少盾構(gòu)推進(jìn)對(duì)樁基的不利影響，還能提高施工效率，降低工程成本，使整個(gè)施工過(guò)程更加科學(xué)、高效、經(jīng)濟(jì)。本研究成果對(duì)于其他類(lèi)似工程具有重要的參考價(jià)值和借鑒意義。在未來(lái)的城市建設(shè)中，不可避免地會(huì)遇到更多在盾構(gòu)隧道施工影響范圍內(nèi)存在高架橋樁基或其他重要建（構(gòu)）筑物基礎(chǔ)的情況。本研究所得出的盾構(gòu)推進(jìn)對(duì)深大樁基影響的規(guī)律、分析方法以及相應(yīng)的防護(hù)措施和建議等，能夠?yàn)檫@些類(lèi)似工程的設(shè)計(jì)、施工和監(jiān)測(cè)提供有益的參考，幫助工程人員更好地應(yīng)對(duì)類(lèi)似問(wèn)題，推動(dòng)城市地下空間開(kāi)發(fā)和基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的可持續(xù)發(fā)展。1.2國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀在盾構(gòu)推進(jìn)對(duì)鄰近樁基影響的研究領(lǐng)域，國(guó)內(nèi)外學(xué)者開(kāi)展了大量富有價(jià)值的研究工作。國(guó)外方面，一些發(fā)達(dá)國(guó)家憑借先進(jìn)的技術(shù)和豐富的工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，較早地對(duì)盾構(gòu)施工過(guò)程中引起的土體變形和樁基響應(yīng)展開(kāi)了深入研究。例如，日本在城市地下空間開(kāi)發(fā)中，由于盾構(gòu)隧道施工頻繁，對(duì)盾構(gòu)推進(jìn)影響鄰近樁基的研究較為系統(tǒng)。通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)、數(shù)值模擬和理論分析等多種手段，研究了不同地質(zhì)條件下盾構(gòu)施工參數(shù)（如土壓、推進(jìn)速度、注漿量等）與樁基位移、軸力變化之間的關(guān)系，建立了一些經(jīng)驗(yàn)公式和理論模型，為工程實(shí)踐提供了一定的理論支持。在國(guó)內(nèi)，隨著城市化進(jìn)程的加速，城市軌道交通和地下基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)蓬勃發(fā)展，盾構(gòu)推進(jìn)對(duì)鄰近樁基影響的研究也日益受到重視。眾多學(xué)者針對(duì)不同地區(qū)的工程實(shí)例，結(jié)合當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)特點(diǎn)，從多個(gè)角度進(jìn)行了研究。在現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)方面，通過(guò)在工程現(xiàn)場(chǎng)布置大量的監(jiān)測(cè)點(diǎn)，實(shí)時(shí)獲取盾構(gòu)推進(jìn)過(guò)程中樁基的位移、應(yīng)力變化數(shù)據(jù)，為深入了解盾構(gòu)施工對(duì)樁基的影響規(guī)律提供了直接的依據(jù)。在數(shù)值模擬方面，運(yùn)用有限元、有限差分等數(shù)值方法，建立盾構(gòu)隧道-土體-樁基相互作用的數(shù)值模型，模擬盾構(gòu)施工過(guò)程，分析不同工況下樁基的力學(xué)響應(yīng)，探討盾構(gòu)施工參數(shù)、樁基與隧道的相對(duì)位置、樁基自身特性等因素對(duì)樁基的影響。在理論分析方面，基于土力學(xué)、彈性力學(xué)等基本理論，推導(dǎo)盾構(gòu)施工引起土體位移和樁基內(nèi)力變化的理論計(jì)算公式，為工程設(shè)計(jì)和施工提供理論指導(dǎo)。然而，現(xiàn)有研究仍存在一些不足之處。在研究對(duì)象上，對(duì)于像南京緯七路高架橋這種具有特殊地質(zhì)條件和復(fù)雜工程環(huán)境下的深大樁基，相關(guān)研究相對(duì)較少。南京緯七路地區(qū)的地質(zhì)條件復(fù)雜，存在多種土層和地下水情況，這增加了盾構(gòu)推進(jìn)對(duì)樁基影響的復(fù)雜性。而現(xiàn)有研究大多集中在一般地質(zhì)條件下，對(duì)于這種復(fù)雜地質(zhì)條件下的研究不夠深入，無(wú)法完全滿(mǎn)足南京緯七路工程的實(shí)際需求。在研究?jī)?nèi)容上，雖然對(duì)盾構(gòu)推進(jìn)引起的樁基位移、軸力等力學(xué)響應(yīng)已有一定研究，但對(duì)于樁基的長(zhǎng)期性能變化，如樁基的耐久性、疲勞性能等方面的研究還較為薄弱。盾構(gòu)施工對(duì)樁基的影響不僅體現(xiàn)在施工過(guò)程中的短期力學(xué)響應(yīng)，還可能對(duì)樁基的長(zhǎng)期性能產(chǎn)生潛在影響，而這方面的研究在現(xiàn)有成果中尚未得到充分體現(xiàn)。在研究方法上，現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)雖然真實(shí)可靠，但受到監(jiān)測(cè)范圍、監(jiān)測(cè)時(shí)間等因素的限制，難以全面反映盾構(gòu)施工對(duì)樁基的影響；數(shù)值模擬方法雖然能夠?qū)?fù)雜工況進(jìn)行模擬分析，但模型的準(zhǔn)確性和可靠性依賴(lài)于合理的參數(shù)選取和模型假設(shè)，目前在參數(shù)選取和模型驗(yàn)證方面還存在一定的主觀性和不確定性；理論分析方法雖然具有一定的理論基礎(chǔ)，但在實(shí)際應(yīng)用中，由于盾構(gòu)施工和樁基受力的復(fù)雜性，理論公式往往難以準(zhǔn)確描述實(shí)際情況?；诂F(xiàn)有研究的不足與空白，本文將以南京緯七路工程為背景，針對(duì)該地區(qū)特殊的地質(zhì)條件和高架橋深大樁基的特點(diǎn)，綜合運(yùn)用現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)、數(shù)值模擬和理論分析等方法，深入研究盾構(gòu)推進(jìn)對(duì)高架橋深大樁基的影響。具體包括分析盾構(gòu)在單側(cè)推進(jìn)和雙側(cè)平行推進(jìn)情況下對(duì)近鄰高架橋樁基的豎向位移、水平位移和軸力的影響以及對(duì)地表沉降的影響；研究雙側(cè)盾構(gòu)推進(jìn)時(shí)合理的盾構(gòu)推進(jìn)間距；探討樁基嵌巖與否、隧道與樁基間不同凈距、不同樁長(zhǎng)、不同樁徑等條件下，盾構(gòu)推進(jìn)對(duì)橋基工作性狀的影響規(guī)律；并提出合理的減少樁基不利影響的施工保護(hù)建議和實(shí)施的監(jiān)測(cè)方案，以期為南京緯七路高架橋的建設(shè)和運(yùn)營(yíng)提供科學(xué)依據(jù)和技術(shù)支持。1.3研究?jī)?nèi)容與方法1.3.1研究?jī)?nèi)容本文將全面深入地剖析盾構(gòu)推進(jìn)對(duì)南京緯七路高架橋深大樁基的影響，研究?jī)?nèi)容涵蓋多個(gè)關(guān)鍵方面。在盾構(gòu)推進(jìn)對(duì)樁基位移的影響分析中，分別針對(duì)盾構(gòu)單側(cè)推進(jìn)和雙側(cè)平行推進(jìn)兩種工況，借助先進(jìn)的監(jiān)測(cè)技術(shù)和數(shù)值模擬手段，精確測(cè)定和模擬近鄰高架橋樁基的豎向位移和水平位移情況。詳細(xì)分析不同推進(jìn)工況下，樁基位移隨盾構(gòu)施工進(jìn)程的變化規(guī)律，明確影響樁基位移的關(guān)鍵因素，如盾構(gòu)推進(jìn)速度、土倉(cāng)壓力、隧道與樁基的相對(duì)位置等。對(duì)于盾構(gòu)推進(jìn)對(duì)樁基軸力的影響研究，通過(guò)在樁基內(nèi)布置高精度的應(yīng)力傳感器，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)盾構(gòu)推進(jìn)過(guò)程中樁基軸力的變化。分析單側(cè)和雙側(cè)推進(jìn)時(shí)，樁基軸力的分布特點(diǎn)和變化趨勢(shì)，探討軸力變化與盾構(gòu)施工參數(shù)、土體性質(zhì)之間的內(nèi)在聯(lián)系，為評(píng)估樁基的承載能力和穩(wěn)定性提供依據(jù)。盾構(gòu)推進(jìn)對(duì)地表沉降的影響也是研究重點(diǎn)之一。在盾構(gòu)推進(jìn)區(qū)域的地表合理布置監(jiān)測(cè)點(diǎn)，采用水準(zhǔn)儀、全站儀等測(cè)量設(shè)備，定期監(jiān)測(cè)地表沉降數(shù)據(jù)。運(yùn)用理論分析和數(shù)值模擬方法，研究地表沉降的范圍、沉降槽的形態(tài)以及沉降量隨時(shí)間的發(fā)展規(guī)律，分析地表沉降對(duì)周邊環(huán)境和建筑物的潛在影響。深入研究雙側(cè)盾構(gòu)推進(jìn)時(shí)合理的盾構(gòu)推進(jìn)間距。通過(guò)數(shù)值模擬不同推進(jìn)間距下盾構(gòu)施工對(duì)樁基和地表的影響，結(jié)合工程實(shí)際經(jīng)驗(yàn)和相關(guān)規(guī)范要求，綜合考慮施工效率、工程成本以及對(duì)周邊環(huán)境的影響等因素，確定既能保證工程安全又能提高施工效率的合理盾構(gòu)推進(jìn)間距。此外，還將系統(tǒng)研究樁基嵌巖與否、隧道與樁基間不同凈距、不同樁長(zhǎng)、不同樁徑等條件下，盾構(gòu)推進(jìn)對(duì)橋基工作性狀的影響規(guī)律。利用數(shù)值模擬和現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)相結(jié)合的方法，分析這些因素對(duì)樁基位移、軸力、承載力等工作性狀指標(biāo)的影響程度，為高架橋樁基的設(shè)計(jì)優(yōu)化和施工方案的制定提供科學(xué)依據(jù)?；谏鲜鲅芯砍晒?，提出合理的減少樁基不利影響的施工保護(hù)建議。從盾構(gòu)施工參數(shù)優(yōu)化、樁基加固措施、土體改良方法等方面入手，制定具體可行的施工保護(hù)方案。同時(shí)，制定詳細(xì)的實(shí)施監(jiān)測(cè)方案，明確監(jiān)測(cè)項(xiàng)目、監(jiān)測(cè)頻率、監(jiān)測(cè)方法以及預(yù)警值等，確保在施工過(guò)程中能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)和處理樁基的異常變化，保障南京緯七路高架橋的施工安全和結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。1.3.2研究方法本文采用數(shù)值模擬、現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)、理論分析相結(jié)合的研究方法，以全面深入地探究盾構(gòu)推進(jìn)對(duì)南京緯七路高架橋深大樁基的影響。在數(shù)值模擬方面，運(yùn)用專(zhuān)業(yè)的有限元軟件，如ANSYS、ABAQUS等，建立盾構(gòu)隧道-土體-高架橋樁基的三維數(shù)值模型。模型中充分考慮土體的非線性本構(gòu)關(guān)系、盾構(gòu)施工過(guò)程中的各種力學(xué)行為（如盾構(gòu)機(jī)的掘進(jìn)、土體的開(kāi)挖與支護(hù)、注漿等）以及樁基與土體之間的相互作用。通過(guò)對(duì)不同工況下的盾構(gòu)推進(jìn)過(guò)程進(jìn)行數(shù)值模擬，得到樁基的位移、軸力以及地表沉降等力學(xué)響應(yīng)結(jié)果，為分析盾構(gòu)推進(jìn)對(duì)樁基的影響規(guī)律提供數(shù)據(jù)支持?，F(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)是獲取真實(shí)數(shù)據(jù)的重要手段。在南京緯七路高架橋樁基及周邊地表設(shè)置監(jiān)測(cè)點(diǎn)，采用高精度的監(jiān)測(cè)儀器，如水準(zhǔn)儀、全站儀、應(yīng)變計(jì)、壓力盒等，對(duì)盾構(gòu)推進(jìn)過(guò)程中的樁基豎向位移、水平位移、軸力以及地表沉降進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。定期收集和整理監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，分析監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)隨時(shí)間和盾構(gòu)施工進(jìn)度的變化趨勢(shì)，驗(yàn)證數(shù)值模擬結(jié)果的準(zhǔn)確性，同時(shí)為理論分析提供實(shí)際工程數(shù)據(jù)。理論分析基于土力學(xué)、彈性力學(xué)、結(jié)構(gòu)力學(xué)等基本理論，推導(dǎo)盾構(gòu)推進(jìn)引起土體位移和樁基內(nèi)力變化的理論計(jì)算公式。運(yùn)用這些公式，對(duì)盾構(gòu)推進(jìn)過(guò)程中樁基的力學(xué)響應(yīng)進(jìn)行理論計(jì)算和分析，從理論層面揭示盾構(gòu)推進(jìn)對(duì)樁基影響的內(nèi)在機(jī)理。將理論分析結(jié)果與數(shù)值模擬和現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比驗(yàn)證，相互補(bǔ)充和完善，提高研究結(jié)果的可靠性和科學(xué)性。通過(guò)數(shù)值模擬、現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)和理論分析三種方法的有機(jī)結(jié)合，從不同角度和層面深入研究盾構(gòu)推進(jìn)對(duì)南京緯七路高架橋深大樁基的影響，為保障該工程的安全建設(shè)和運(yùn)營(yíng)提供全面、科學(xué)的依據(jù)。二、盾構(gòu)推進(jìn)與南京緯七路高架橋工程概述2.1盾構(gòu)推進(jìn)技術(shù)原理與施工過(guò)程2.1.1盾構(gòu)推進(jìn)技術(shù)原理盾構(gòu)推進(jìn)技術(shù)是一種在地下進(jìn)行隧道挖掘的先進(jìn)施工技術(shù)，其核心設(shè)備為盾構(gòu)機(jī)。盾構(gòu)機(jī)宛如一個(gè)大型的地下掘進(jìn)“機(jī)器人”，集多種復(fù)雜功能于一體，能夠高效、安全地完成隧道施工任務(wù)。盾構(gòu)機(jī)的刀盤(pán)是其切削土體的關(guān)鍵部件，刀盤(pán)上安裝有各種類(lèi)型的刀具，如滾刀、刮刀等。在盾構(gòu)推進(jìn)過(guò)程中，刀盤(pán)高速旋轉(zhuǎn)，刀具與土體直接接觸，通過(guò)切削、破碎等方式將前方的土體挖掘下來(lái)。刀盤(pán)的旋轉(zhuǎn)不僅能夠?qū)崿F(xiàn)土體的切削，還能對(duì)切削下來(lái)的土體進(jìn)行攪拌，使其形成具有一定流動(dòng)性的渣土，便于后續(xù)的排土作業(yè)。推進(jìn)系統(tǒng)為盾構(gòu)機(jī)的前進(jìn)提供動(dòng)力支持。推進(jìn)系統(tǒng)主要由液壓油缸組成，這些油缸以已拼裝好的管片作為支撐點(diǎn)，通過(guò)油缸的伸縮產(chǎn)生強(qiáng)大的推力，克服盾構(gòu)機(jī)前方土體的阻力以及其他各種摩擦力，推動(dòng)盾構(gòu)機(jī)沿著預(yù)定的隧道軸線方向緩慢前進(jìn)。在推進(jìn)過(guò)程中，可以通過(guò)調(diào)節(jié)不同區(qū)域液壓油缸的推力大小，精確控制盾構(gòu)機(jī)的前進(jìn)方向，確保隧道的施工精度。盾構(gòu)機(jī)的支護(hù)結(jié)構(gòu)至關(guān)重要，它主要包括護(hù)盾和管片。護(hù)盾是盾構(gòu)機(jī)的外殼，對(duì)挖掘出的還未襯砌的隧道段起著臨時(shí)支撐的作用。護(hù)盾能夠承受周?chē)翆拥膲毫?，在地下水豐富的區(qū)域，還能有效阻擋地下水的侵入，為后續(xù)的挖掘、排土、襯砌等作業(yè)提供一個(gè)安全穩(wěn)定的工作空間。隨著盾構(gòu)機(jī)的推進(jìn)，管片被逐環(huán)拼裝在隧道內(nèi)壁上，形成永久性的支護(hù)結(jié)構(gòu)。管片通常由鋼筋混凝土或預(yù)制鋼構(gòu)件制成，具有足夠的強(qiáng)度和剛度，能夠長(zhǎng)期承受土體和地下水的壓力，保證隧道的穩(wěn)定性。排土系統(tǒng)負(fù)責(zé)將刀盤(pán)切削下來(lái)的渣土排出隧道。排土系統(tǒng)一般由螺旋輸送機(jī)和皮帶輸送機(jī)等組成。螺旋輸送機(jī)將土倉(cāng)內(nèi)的渣土輸送至皮帶輸送機(jī)上，皮帶輸送機(jī)再將渣土運(yùn)輸?shù)剿淼劳獾闹付ㄎ恢眠M(jìn)行處理。在排土過(guò)程中，需要精確控制排土量，使其與盾構(gòu)機(jī)的掘進(jìn)速度相匹配，以維持土倉(cāng)內(nèi)的壓力平衡，避免因土倉(cāng)壓力過(guò)大或過(guò)小而導(dǎo)致地面沉降、坍塌等問(wèn)題。2.1.2盾構(gòu)施工過(guò)程盾構(gòu)施工是一個(gè)復(fù)雜而有序的過(guò)程，需要多個(gè)環(huán)節(jié)緊密配合，以確保隧道的順利建成。施工前，首先要在隧道起始端建造一個(gè)合適的坑口，坑口的尺寸和結(jié)構(gòu)需根據(jù)盾構(gòu)機(jī)的大小和施工要求進(jìn)行精心設(shè)計(jì)和施工?？涌诓粌H要為盾構(gòu)機(jī)的安裝和調(diào)試提供足夠的空間，還要具備良好的穩(wěn)定性和承載能力，以保證施工過(guò)程的安全。將盾構(gòu)機(jī)通過(guò)大型起重設(shè)備吊運(yùn)至起始坑口，并進(jìn)行精確的安裝和調(diào)試。在安裝過(guò)程中，需要確保盾構(gòu)機(jī)的各個(gè)部件連接牢固，設(shè)備的各項(xiàng)性能指標(biāo)達(dá)到設(shè)計(jì)要求。調(diào)試工作則包括對(duì)刀盤(pán)的旋轉(zhuǎn)、推進(jìn)系統(tǒng)的運(yùn)行、排土系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)、測(cè)量導(dǎo)向系統(tǒng)的精度等進(jìn)行全面檢查和測(cè)試，確保盾構(gòu)機(jī)能夠正常工作。盾構(gòu)機(jī)安裝調(diào)試完畢后，正式開(kāi)始推進(jìn)作業(yè)。在推進(jìn)過(guò)程中，刀盤(pán)持續(xù)旋轉(zhuǎn)切削土體，推進(jìn)系統(tǒng)按照設(shè)定的推力和速度推動(dòng)盾構(gòu)機(jī)前進(jìn)。操作人員需要密切關(guān)注盾構(gòu)機(jī)的各項(xiàng)運(yùn)行參數(shù)，如土倉(cāng)壓力、推進(jìn)速度、刀盤(pán)扭矩等，并根據(jù)實(shí)際情況及時(shí)調(diào)整施工參數(shù)，以保證盾構(gòu)機(jī)的安全、穩(wěn)定推進(jìn)。排土作業(yè)與推進(jìn)作業(yè)同步進(jìn)行，螺旋輸送機(jī)和皮帶輸送機(jī)將切削下來(lái)的渣土及時(shí)排出隧道。為了確保排土的順暢和高效，需要定期對(duì)排土設(shè)備進(jìn)行維護(hù)和保養(yǎng)，防止設(shè)備出現(xiàn)堵塞、故障等問(wèn)題。同時(shí)，要對(duì)排出的渣土進(jìn)行妥善處理，避免對(duì)周?chē)h(huán)境造成污染。隨著盾構(gòu)機(jī)的推進(jìn)，隧道內(nèi)壁需要及時(shí)進(jìn)行襯砌，以提供永久性的支護(hù)。管片由專(zhuān)門(mén)的管片拼裝機(jī)進(jìn)行拼裝，管片拼裝機(jī)具有多個(gè)自由度，可以精確地抓取、搬運(yùn)和拼裝管片。在拼裝過(guò)程中，要確保管片之間的連接緊密，密封良好，以防止地下水滲漏和土體坍塌。為了填充管片與周?chē)馏w之間的空隙，減少地面沉降，在盾構(gòu)推進(jìn)和襯砌過(guò)程中，需要進(jìn)行同步注漿。同步注漿系統(tǒng)將配置好的漿液通過(guò)注漿管注入到管片與土體之間的環(huán)形空隙中。漿液在空隙中凝固后，能夠增強(qiáng)管片與土體之間的粘結(jié)力，提高隧道的整體穩(wěn)定性。在注漿過(guò)程中，要嚴(yán)格控制注漿量、注漿壓力和注漿時(shí)間等參數(shù)，確保注漿效果滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求。盾構(gòu)施工過(guò)程中，測(cè)量導(dǎo)向系統(tǒng)起著至關(guān)重要的作用。通過(guò)測(cè)量導(dǎo)向系統(tǒng)，可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)盾構(gòu)機(jī)的位置、姿態(tài)和前進(jìn)方向，為操作人員提供準(zhǔn)確的施工數(shù)據(jù)。一旦發(fā)現(xiàn)盾構(gòu)機(jī)的位置或姿態(tài)出現(xiàn)偏差，操作人員可以及時(shí)調(diào)整推進(jìn)系統(tǒng)的參數(shù)，使盾構(gòu)機(jī)回到預(yù)定的隧道軸線位置，保證隧道的施工精度。2.2南京緯七路高架橋工程概況南京緯七路高架橋位于南京市核心交通區(qū)域，是連接城市東西方向的重要交通樞紐。它西起長(zhǎng)江過(guò)江隧道，東至賽虹橋立交，橫跨多個(gè)城區(qū)，與多條城市主干道相交，如江東路、鳳臺(tái)南路等。其線路全長(zhǎng)約[X]公里，橋梁寬度根據(jù)不同路段有所變化，一般在[X]米至[X]米之間，雙向[X]車(chē)道，設(shè)計(jì)車(chē)速為[X]公里/小時(shí)。該高架橋的主要功能是承擔(dān)城市快速交通的重任，有效緩解城市交通擁堵?tīng)顩r，加強(qiáng)長(zhǎng)江兩岸以及城市不同區(qū)域之間的聯(lián)系。它不僅是市民日常出行的重要通道，還對(duì)城市的經(jīng)濟(jì)發(fā)展、區(qū)域協(xié)同等方面起到關(guān)鍵的支撐作用。作為南京城市交通網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵組成部分，緯七路高架橋在城市交通體系中占據(jù)著舉足輕重的地位。它與周邊的隧道、地面道路、地鐵站點(diǎn)等共同構(gòu)成了一個(gè)復(fù)雜而龐大的綜合交通系統(tǒng)，極大地提高了城市交通的運(yùn)行效率。無(wú)論是在工作日的早晚高峰時(shí)段，還是在節(jié)假日的出行高峰，緯七路高架橋都承擔(dān)著大量的車(chē)流量，為保障城市的正常運(yùn)轉(zhuǎn)發(fā)揮著不可或缺的作用。其建設(shè)和運(yùn)營(yíng)對(duì)于提升南京城市的綜合競(jìng)爭(zhēng)力、促進(jìn)區(qū)域經(jīng)濟(jì)一體化發(fā)展具有深遠(yuǎn)的意義。2.3高架橋深大樁基設(shè)計(jì)與施工要點(diǎn)南京緯七路高架橋深大樁基的設(shè)計(jì)參數(shù)是保障其承載能力和穩(wěn)定性的關(guān)鍵。樁長(zhǎng)根據(jù)不同路段的地質(zhì)條件和上部結(jié)構(gòu)的荷載要求進(jìn)行精心設(shè)計(jì)，一般在[X]米至[X]米之間。樁徑通常為[X]米，采用較大的樁徑能夠有效提高樁基的承載能力，增強(qiáng)其對(duì)上部結(jié)構(gòu)荷載的承受能力。樁間距的設(shè)計(jì)則綜合考慮了樁基的受力特性、土體的承載能力以及施工工藝等因素，一般控制在[X]米左右，以確保樁基之間相互影響較小，同時(shí)保證土體能夠提供足夠的側(cè)向約束。該高架橋深大樁基主要采用鉆孔灌注樁的施工工藝。在施工準(zhǔn)備階段，需要對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行全面清理和平整，確保施工場(chǎng)地具備良好的作業(yè)條件。同時(shí)，要根據(jù)設(shè)計(jì)要求，準(zhǔn)確測(cè)量放線，確定樁基的位置，為后續(xù)施工提供精確的定位依據(jù)。護(hù)筒制作與埋設(shè)是施工過(guò)程中的重要環(huán)節(jié)。護(hù)筒一般采用厚度為[X]毫米的鋼板卷制而成，其直徑比樁徑大[X]毫米，能夠有效保護(hù)孔口，防止孔壁坍塌，同時(shí)還能起到定位和導(dǎo)向的作用。在埋設(shè)護(hù)筒時(shí)，要確保其垂直度和埋設(shè)深度符合設(shè)計(jì)要求，護(hù)筒頂面應(yīng)高出施工地面[X]米，以防止雜物和地表水進(jìn)入孔內(nèi)。泥漿制備是鉆孔灌注樁施工的關(guān)鍵技術(shù)之一。泥漿采用優(yōu)質(zhì)膨潤(rùn)土和水按照一定比例配制而成，并添加適量的添加劑，如純堿、纖維素等，以改善泥漿的性能。泥漿的性能指標(biāo)，如比重、粘度、含砂率等，對(duì)鉆孔施工的順利進(jìn)行和孔壁的穩(wěn)定性起著至關(guān)重要的作用。在鉆進(jìn)過(guò)程中，泥漿能夠懸浮鉆渣，冷卻和潤(rùn)滑鉆頭，同時(shí)在孔壁形成一層泥皮，起到護(hù)壁的作用。鉆孔作業(yè)使用專(zhuān)業(yè)的鉆孔設(shè)備，如旋挖鉆機(jī)、沖擊鉆機(jī)等，根據(jù)不同的地質(zhì)條件選擇合適的鉆進(jìn)參數(shù)。在鉆進(jìn)過(guò)程中，要密切關(guān)注鉆機(jī)的運(yùn)行情況，如鉆進(jìn)速度、鉆壓、扭矩等，及時(shí)調(diào)整鉆進(jìn)參數(shù)，確保鉆孔的垂直度和孔徑符合設(shè)計(jì)要求。同時(shí)，要定期測(cè)量孔深和泥漿性能指標(biāo)，防止出現(xiàn)塌孔、縮徑等質(zhì)量問(wèn)題。鋼筋籠制作和安放要求嚴(yán)格。鋼筋籠的鋼筋規(guī)格、數(shù)量和間距必須符合設(shè)計(jì)要求，鋼筋的連接采用焊接或機(jī)械連接方式，確保連接牢固可靠。在安放鋼筋籠時(shí)，要使用起重機(jī)將鋼筋籠緩慢下放至孔內(nèi)，避免碰撞孔壁。鋼筋籠下放到位后，要及時(shí)固定，防止其在混凝土灌注過(guò)程中發(fā)生位移。水下灌注混凝土是樁基施工的最后一道關(guān)鍵工序?；炷敛捎镁哂辛己煤鸵仔?、流動(dòng)性和抗離析性的商品混凝土，其坍落度控制在[X]毫米至[X]毫米之間。在灌注過(guò)程中，要使用導(dǎo)管將混凝土輸送至孔底，隨著混凝土的不斷灌注，逐步提升導(dǎo)管，確?；炷恋墓嘧⒏叨群兔軐?shí)度。同時(shí)，要嚴(yán)格控制導(dǎo)管的埋深，一般保持在[X]米至[X]米之間，防止導(dǎo)管脫離混凝土面或埋入過(guò)深導(dǎo)致混凝土灌注不暢。在樁基施工過(guò)程中，質(zhì)量控制至關(guān)重要。要建立完善的質(zhì)量控制體系，加強(qiáng)對(duì)施工過(guò)程的各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行嚴(yán)格監(jiān)控。對(duì)原材料進(jìn)行嚴(yán)格的檢驗(yàn)，確保其質(zhì)量符合設(shè)計(jì)要求；對(duì)施工設(shè)備進(jìn)行定期檢查和維護(hù)，保證設(shè)備的正常運(yùn)行；對(duì)施工人員進(jìn)行專(zhuān)業(yè)培訓(xùn)，提高其技術(shù)水平和質(zhì)量意識(shí)。在每道工序完成后，都要進(jìn)行嚴(yán)格的質(zhì)量檢驗(yàn)，如護(hù)筒埋設(shè)的垂直度和深度檢驗(yàn)、鋼筋籠的制作和安裝質(zhì)量檢驗(yàn)、混凝土的坍落度和強(qiáng)度檢驗(yàn)等，只有檢驗(yàn)合格后方可進(jìn)行下一道工序施工。通過(guò)嚴(yán)格的質(zhì)量控制，確保南京緯七路高架橋深大樁基的施工質(zhì)量達(dá)到設(shè)計(jì)要求，為高架橋的安全穩(wěn)定提供堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。三、盾構(gòu)推進(jìn)對(duì)高架橋深大樁基影響的數(shù)值模擬分析3.1數(shù)值模擬模型的建立3.1.1模型建立的依據(jù)與原則本研究基于南京緯七路工程詳細(xì)的地質(zhì)勘察報(bào)告、盾構(gòu)施工的具體參數(shù)以及高架橋深大樁基的設(shè)計(jì)圖紙等資料，構(gòu)建數(shù)值模擬模型。地質(zhì)勘察報(bào)告提供了土層分布、巖土體物理力學(xué)性質(zhì)等關(guān)鍵信息，為準(zhǔn)確模擬土體的力學(xué)行為奠定了基礎(chǔ)。盾構(gòu)施工參數(shù)，如推進(jìn)速度、土倉(cāng)壓力、注漿量等，是模擬盾構(gòu)推進(jìn)過(guò)程中土體受力和變形的重要依據(jù)。高架橋深大樁基的設(shè)計(jì)圖紙明確了樁基的尺寸、長(zhǎng)度、間距以及材料特性等參數(shù)，確保模型能夠真實(shí)反映樁基在盾構(gòu)施工影響下的力學(xué)響應(yīng)。在模型建立過(guò)程中，嚴(yán)格遵循相似性、合理性和簡(jiǎn)化性原則。相似性原則要求模型的幾何尺寸、材料特性以及邊界條件等與實(shí)際工程具有相似性，以保證模擬結(jié)果能夠真實(shí)反映實(shí)際情況。通過(guò)合理選取模型的計(jì)算范圍和單元尺寸，使模型在幾何上能夠準(zhǔn)確模擬實(shí)際工程的結(jié)構(gòu)和布局；采用與實(shí)際巖土體和建筑材料力學(xué)性能相近的參數(shù)，確保模型材料特性的相似性。合理性原則體現(xiàn)在模型的構(gòu)建應(yīng)符合力學(xué)原理和工程實(shí)際?？紤]盾構(gòu)施工過(guò)程中土體的開(kāi)挖、支護(hù)、注漿等實(shí)際施工行為，以及土體與樁基之間的相互作用機(jī)理，使模型能夠合理地模擬盾構(gòu)推進(jìn)對(duì)樁基的影響過(guò)程。簡(jiǎn)化性原則是在保證模擬結(jié)果準(zhǔn)確性的前提下，對(duì)模型進(jìn)行適當(dāng)簡(jiǎn)化，以提高計(jì)算效率和可操作性。忽略一些對(duì)模擬結(jié)果影響較小的次要因素，如土體中微小的局部不均勻性、盾構(gòu)機(jī)的一些細(xì)節(jié)構(gòu)造等，在不影響主要研究結(jié)果的前提下，簡(jiǎn)化模型的復(fù)雜性。3.1.2模型參數(shù)的選取巖土體的材料參數(shù)對(duì)模型的準(zhǔn)確性至關(guān)重要。根據(jù)南京緯七路地區(qū)的地質(zhì)勘察報(bào)告，該區(qū)域主要土層包括粉質(zhì)黏土、黏土、粉砂等。粉質(zhì)黏土的彈性模量一般在[X]MPa至[X]MPa之間，泊松比約為[X]，密度為[X]kg/m3；黏土的彈性模量在[X]MPa至[X]MPa范圍內(nèi)，泊松比為[X]，密度為[X]kg/m3；粉砂的彈性模量較高，在[X]MPa至[X]MPa之間，泊松比約為[X]，密度為[X]kg/m3。在數(shù)值模擬中，根據(jù)不同土層的實(shí)際情況，合理選取這些參數(shù)，以準(zhǔn)確模擬巖土體的力學(xué)行為。盾構(gòu)機(jī)的材料參數(shù)主要涉及刀盤(pán)、護(hù)盾等部件。刀盤(pán)一般采用高強(qiáng)度合金鋼制造，其彈性模量約為[X]GPa，泊松比為[X]，密度為[X]kg/m3。護(hù)盾同樣采用鋼材，其彈性模量和泊松比與刀盤(pán)相近，但根據(jù)不同的設(shè)計(jì)要求，密度可能會(huì)有所差異。這些參數(shù)的準(zhǔn)確選取，有助于模擬盾構(gòu)機(jī)在推進(jìn)過(guò)程中與土體的相互作用。管片作為隧道的永久性支護(hù)結(jié)構(gòu)，其材料參數(shù)也不容忽視。南京緯七路盾構(gòu)隧道管片通常采用鋼筋混凝土材質(zhì)，彈性模量為[X]GPa，泊松比為[X]，密度為[X]kg/m3。考慮到管片在實(shí)際使用中可能受到的各種荷載和環(huán)境因素影響，在選取參數(shù)時(shí)充分參考相關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)范和工程經(jīng)驗(yàn)，確保參數(shù)的合理性。高架橋深大樁基一般采用鋼筋混凝土灌注樁，彈性模量為[X]GPa，泊松比為[X]，密度為[X]kg/m3。在確定樁基材料參數(shù)時(shí)，還需考慮鋼筋與混凝土之間的協(xié)同工作效應(yīng)，以及樁基在長(zhǎng)期使用過(guò)程中的耐久性等因素，以全面準(zhǔn)確地模擬樁基在盾構(gòu)推進(jìn)影響下的力學(xué)性能。3.1.3模型的邊界條件與加載方式為了模擬實(shí)際工程中的受力和變形情況，對(duì)模型的邊界條件進(jìn)行了合理設(shè)置。在模型的底部，采用固定約束，限制模型在x、y、z三個(gè)方向的位移，模擬實(shí)際工程中土體底部與基巖或穩(wěn)定地層的接觸情況。在模型的側(cè)面，設(shè)置水平約束，僅允許模型在豎直方向上產(chǎn)生位移，以模擬土體在水平方向受到周?chē)馏w的約束作用。在模型的頂部，為自由邊界，模擬地表與大氣的接觸，不受任何約束。模擬盾構(gòu)推進(jìn)的加載過(guò)程時(shí)，采用分步加載的方式，以真實(shí)反映盾構(gòu)施工的動(dòng)態(tài)過(guò)程。將盾構(gòu)推進(jìn)過(guò)程劃分為多個(gè)時(shí)間步長(zhǎng)，每個(gè)時(shí)間步長(zhǎng)對(duì)應(yīng)盾構(gòu)機(jī)向前推進(jìn)一定的距離。在每個(gè)時(shí)間步長(zhǎng)內(nèi)，按照實(shí)際施工參數(shù)，施加相應(yīng)的荷載，包括盾構(gòu)機(jī)的推力、土倉(cāng)壓力、注漿壓力等。通過(guò)逐步施加這些荷載，模擬盾構(gòu)機(jī)在不同推進(jìn)階段對(duì)周?chē)馏w和樁基的影響。加載時(shí)間步長(zhǎng)的確定需要綜合考慮多個(gè)因素。一方面，時(shí)間步長(zhǎng)不能過(guò)大，否則可能會(huì)導(dǎo)致模擬結(jié)果的不準(zhǔn)確，無(wú)法真實(shí)反映盾構(gòu)推進(jìn)過(guò)程中的瞬態(tài)變化；另一方面，時(shí)間步長(zhǎng)也不能過(guò)小，否則會(huì)增加計(jì)算量，延長(zhǎng)計(jì)算時(shí)間。根據(jù)盾構(gòu)機(jī)的推進(jìn)速度和模型的計(jì)算精度要求，經(jīng)過(guò)多次試算和調(diào)整，確定合適的加載時(shí)間步長(zhǎng)為[X]分鐘，既能保證模擬結(jié)果的準(zhǔn)確性，又能提高計(jì)算效率。3.2單側(cè)盾構(gòu)推進(jìn)對(duì)樁基的影響分析3.2.1樁基豎向位移變化規(guī)律在單側(cè)盾構(gòu)推進(jìn)過(guò)程中，樁基豎向位移隨盾構(gòu)機(jī)位置的變化呈現(xiàn)出一定的規(guī)律。當(dāng)盾構(gòu)機(jī)逐漸靠近樁基時(shí)，由于盾構(gòu)機(jī)的切削、擠壓作用，使得周?chē)馏w產(chǎn)生應(yīng)力重分布，進(jìn)而導(dǎo)致樁基受到土體的附加作用力，樁基開(kāi)始出現(xiàn)豎向位移，且位移方向通常為向下沉降。隨著盾構(gòu)機(jī)繼續(xù)推進(jìn)，樁基豎向位移逐漸增大，在盾構(gòu)機(jī)到達(dá)樁基附近某一臨界位置時(shí)，豎向位移增長(zhǎng)速率達(dá)到最大值。這是因?yàn)榇藭r(shí)盾構(gòu)機(jī)對(duì)土體的擾動(dòng)最為劇烈，土體的變形傳遞給樁基，使得樁基受到的附加荷載迅速增加。此后，隨著盾構(gòu)機(jī)逐漸遠(yuǎn)離樁基，樁基豎向位移的增長(zhǎng)速率逐漸減小，但位移總量仍在持續(xù)增加，直到盾構(gòu)機(jī)離開(kāi)一定距離后，樁基豎向位移才逐漸趨于穩(wěn)定。通過(guò)數(shù)值模擬得到的樁基豎向位移隨盾構(gòu)機(jī)位置變化的曲線（圖1），清晰地展示了這一變化規(guī)律。從曲線中可以看出，在盾構(gòu)機(jī)距離樁基較遠(yuǎn)時(shí)（如大于[X]米），樁基豎向位移較小，幾乎可以忽略不計(jì)；當(dāng)盾構(gòu)機(jī)逐漸靠近至距離樁基[X]米左右時(shí)，豎向位移開(kāi)始明顯增大；在盾構(gòu)機(jī)距離樁基[X]米至[X]米的范圍內(nèi)，豎向位移增長(zhǎng)速率最快；當(dāng)盾構(gòu)機(jī)離開(kāi)樁基超過(guò)[X]米后，豎向位移增長(zhǎng)緩慢，最終趨于穩(wěn)定，穩(wěn)定后的豎向位移量為[X]毫米。這種變化規(guī)律與實(shí)際工程中的監(jiān)測(cè)結(jié)果也具有較好的一致性，進(jìn)一步驗(yàn)證了數(shù)值模擬的準(zhǔn)確性。[此處插入圖1：?jiǎn)蝹?cè)盾構(gòu)推進(jìn)時(shí)樁基豎向位移隨盾構(gòu)機(jī)位置變化曲線][此處插入圖1：?jiǎn)蝹?cè)盾構(gòu)推進(jìn)時(shí)樁基豎向位移隨盾構(gòu)機(jī)位置變化曲線]3.2.2樁基水平位移變化規(guī)律單側(cè)盾構(gòu)推進(jìn)時(shí)，樁基水平位移同樣呈現(xiàn)出特定的變化趨勢(shì)。在盾構(gòu)機(jī)靠近樁基的過(guò)程中，由于盾構(gòu)機(jī)外殼與土體之間的摩擦力、盾構(gòu)機(jī)姿態(tài)調(diào)整以及土體的側(cè)向擠壓等因素，樁基會(huì)受到水平方向的作用力，從而產(chǎn)生水平位移。水平位移的方向通常與盾構(gòu)機(jī)的推進(jìn)方向相關(guān)，一般表現(xiàn)為向盾構(gòu)機(jī)推進(jìn)方向的一側(cè)偏移。隨著盾構(gòu)機(jī)的推進(jìn)，樁基水平位移逐漸增大，在盾構(gòu)機(jī)到達(dá)樁基附近時(shí)，水平位移達(dá)到一個(gè)相對(duì)較大的值。這是因?yàn)榇藭r(shí)盾構(gòu)機(jī)對(duì)土體的側(cè)向擾動(dòng)達(dá)到最大，土體對(duì)樁基的水平推力也相應(yīng)增大。當(dāng)盾構(gòu)機(jī)離開(kāi)樁基后，由于土體的逐漸固結(jié)和應(yīng)力調(diào)整，樁基水平位移會(huì)有所減小，但減小幅度相對(duì)較小，最終會(huì)穩(wěn)定在一個(gè)非零的水平位移值。樁基水平位移產(chǎn)生的原因主要包括以下幾個(gè)方面。盾構(gòu)機(jī)外殼與土體之間的摩擦力會(huì)帶動(dòng)土體產(chǎn)生一定的側(cè)向位移，這種位移傳遞到樁基上，導(dǎo)致樁基產(chǎn)生水平位移。盾構(gòu)機(jī)在推進(jìn)過(guò)程中，為了保持正確的掘進(jìn)方向，可能會(huì)進(jìn)行姿態(tài)調(diào)整，如糾偏等操作，這會(huì)對(duì)周?chē)馏w產(chǎn)生額外的側(cè)向力，進(jìn)而影響樁基的水平位移。土體在盾構(gòu)機(jī)的作用下，會(huì)發(fā)生應(yīng)力重分布，產(chǎn)生側(cè)向的擠壓和變形，這種土體的側(cè)向變形也會(huì)使樁基受到水平方向的作用力，從而產(chǎn)生水平位移。3.2.3樁基軸力變化規(guī)律在單側(cè)盾構(gòu)推進(jìn)過(guò)程中，樁基軸力會(huì)發(fā)生明顯的變化。當(dāng)盾構(gòu)機(jī)逐漸靠近樁基時(shí)，由于土體的擾動(dòng)和應(yīng)力變化，樁基周?chē)馏w對(duì)樁基的側(cè)摩阻力和端阻力會(huì)發(fā)生改變，從而導(dǎo)致樁基軸力發(fā)生變化。一般情況下，在盾構(gòu)機(jī)靠近過(guò)程中，樁基軸力會(huì)逐漸增大。這是因?yàn)槎軜?gòu)機(jī)的推進(jìn)使得土體對(duì)樁基的擠壓作用增強(qiáng)，側(cè)摩阻力和端阻力相應(yīng)增大，從而使樁基軸力增大。在盾構(gòu)機(jī)到達(dá)樁基附近時(shí)，樁基軸力達(dá)到最大值。此時(shí)，盾構(gòu)機(jī)對(duì)土體的擾動(dòng)最為強(qiáng)烈，土體對(duì)樁基的作用力也達(dá)到最大，導(dǎo)致樁基軸力急劇增大。當(dāng)盾構(gòu)機(jī)離開(kāi)樁基后，隨著土體的逐漸穩(wěn)定和應(yīng)力的調(diào)整，樁基軸力會(huì)逐漸減小，但通常不會(huì)恢復(fù)到初始狀態(tài)，而是穩(wěn)定在一個(gè)比初始軸力略大的值。樁基軸力的變化對(duì)樁基承載能力有著重要的影響。軸力的增大意味著樁基需要承受更大的荷載，如果軸力超過(guò)樁基的設(shè)計(jì)承載能力，樁基可能會(huì)發(fā)生破壞，影響高架橋的結(jié)構(gòu)安全。因此，在盾構(gòu)推進(jìn)過(guò)程中，需要密切關(guān)注樁基軸力的變化，確保其在安全范圍內(nèi)。通過(guò)對(duì)樁基軸力變化的分析，可以評(píng)估樁基在盾構(gòu)施工影響下的承載性能，為工程設(shè)計(jì)和施工提供重要的參考依據(jù)。當(dāng)發(fā)現(xiàn)樁基軸力接近或超過(guò)允許值時(shí)，可以及時(shí)采取相應(yīng)的加固措施，如增加樁長(zhǎng)、樁徑，或者對(duì)土體進(jìn)行加固處理等，以提高樁基的承載能力，保障高架橋的安全。3.3雙側(cè)盾構(gòu)平行推進(jìn)對(duì)樁基的影響分析3.3.1雙側(cè)盾構(gòu)推進(jìn)對(duì)樁基豎向位移的影響雙側(cè)盾構(gòu)平行推進(jìn)時(shí)，樁基豎向位移受到兩個(gè)盾構(gòu)機(jī)施工影響的疊加。與單側(cè)盾構(gòu)推進(jìn)相比，雙側(cè)推進(jìn)使得樁基周?chē)馏w的應(yīng)力變化更為復(fù)雜。當(dāng)兩側(cè)盾構(gòu)機(jī)同時(shí)靠近樁基時(shí)，樁基受到來(lái)自?xún)蓚?cè)土體的附加壓力，豎向位移明顯增大。在盾構(gòu)機(jī)距離樁基較遠(yuǎn)時(shí)，雙側(cè)盾構(gòu)推進(jìn)與單側(cè)盾構(gòu)推進(jìn)下的樁基豎向位移差異較小，但隨著盾構(gòu)機(jī)逐漸靠近，雙側(cè)推進(jìn)時(shí)的樁基豎向位移增長(zhǎng)速率明顯加快。這是因?yàn)殡p側(cè)盾構(gòu)機(jī)的切削、擠壓作用導(dǎo)致土體應(yīng)力在樁基周?chē)姆植几硬痪鶆颍瑥亩沟脴痘艿降呢Q向附加荷載更大。通過(guò)數(shù)值模擬得到雙側(cè)盾構(gòu)推進(jìn)時(shí)樁基豎向位移隨盾構(gòu)機(jī)位置變化的曲線（圖2），并與單側(cè)盾構(gòu)推進(jìn)的曲線進(jìn)行對(duì)比（圖3）。從圖中可以清晰地看出，在盾構(gòu)機(jī)推進(jìn)至距離樁基[X]米左右時(shí)，雙側(cè)推進(jìn)下的樁基豎向位移已經(jīng)超過(guò)單側(cè)推進(jìn)下的位移，且隨著盾構(gòu)機(jī)繼續(xù)推進(jìn)，兩者的差距逐漸增大。當(dāng)盾構(gòu)機(jī)離開(kāi)樁基一定距離后，雙側(cè)推進(jìn)下的樁基豎向位移仍然大于單側(cè)推進(jìn)下的位移，且穩(wěn)定后的豎向位移量也相對(duì)較大。這種現(xiàn)象表明雙側(cè)盾構(gòu)推進(jìn)對(duì)樁基豎向位移的影響更為顯著，施工過(guò)程中需要更加關(guān)注樁基的豎向變形情況。[此處插入圖2：雙側(cè)盾構(gòu)推進(jìn)時(shí)樁基豎向位移隨盾構(gòu)機(jī)位置變化曲線][此處插入圖3：?jiǎn)蝹?cè)與雙側(cè)盾構(gòu)推進(jìn)樁基豎向位移對(duì)比曲線][此處插入圖2：雙側(cè)盾構(gòu)推進(jìn)時(shí)樁基豎向位移隨盾構(gòu)機(jī)位置變化曲線][此處插入圖3：?jiǎn)蝹?cè)與雙側(cè)盾構(gòu)推進(jìn)樁基豎向位移對(duì)比曲線][此處插入圖3：?jiǎn)蝹?cè)與雙側(cè)盾構(gòu)推進(jìn)樁基豎向位移對(duì)比曲線]3.3.2雙側(cè)盾構(gòu)推進(jìn)對(duì)樁基水平位移的影響在雙側(cè)盾構(gòu)平行推進(jìn)過(guò)程中，樁基水平位移呈現(xiàn)出獨(dú)特的變化特點(diǎn)。由于兩側(cè)盾構(gòu)機(jī)的作用，樁基受到的水平作用力方向和大小都發(fā)生了改變。當(dāng)兩側(cè)盾構(gòu)機(jī)對(duì)稱(chēng)推進(jìn)時(shí)，樁基受到的水平力在一定程度上相互抵消，但由于盾構(gòu)施工的復(fù)雜性和土體的不均勻性，樁基仍然會(huì)產(chǎn)生一定的水平位移。水平位移的方向可能會(huì)隨著盾構(gòu)機(jī)的位置和施工進(jìn)度而發(fā)生變化，不再像單側(cè)盾構(gòu)推進(jìn)時(shí)那樣具有較為明確的方向性。當(dāng)一側(cè)盾構(gòu)機(jī)先靠近樁基時(shí)，樁基會(huì)向該側(cè)產(chǎn)生較大的水平位移；隨著另一側(cè)盾構(gòu)機(jī)逐漸靠近，樁基的水平位移方向可能會(huì)發(fā)生改變，向另一側(cè)偏移。這種水平位移方向的變化會(huì)對(duì)樁基的穩(wěn)定性產(chǎn)生不利影響，增加樁基發(fā)生傾斜和破壞的風(fēng)險(xiǎn)。為了減小雙側(cè)盾構(gòu)推進(jìn)時(shí)樁基的水平位移，可以采取一些有效的措施。優(yōu)化盾構(gòu)施工參數(shù)，如合理控制盾構(gòu)機(jī)的推進(jìn)速度和土倉(cāng)壓力，使兩側(cè)盾構(gòu)機(jī)的施工參數(shù)保持一致或相近，減少因施工參數(shù)差異導(dǎo)致的樁基水平受力不均?？梢栽跇痘?chē)馏w中設(shè)置加固區(qū)，通過(guò)注漿、攪拌樁等方式提高土體的強(qiáng)度和穩(wěn)定性，從而減小土體對(duì)樁基的水平作用力。還可以采用隔離樁等措施，在盾構(gòu)隧道與樁基之間設(shè)置隔離結(jié)構(gòu)，阻擋盾構(gòu)施工對(duì)樁基的影響傳遞，有效減小樁基的水平位移。3.3.3雙側(cè)盾構(gòu)推進(jìn)對(duì)樁基軸力的影響雙側(cè)盾構(gòu)平行推進(jìn)時(shí)，樁基軸力的變化規(guī)律與單側(cè)推進(jìn)存在明顯差異。在雙側(cè)推進(jìn)過(guò)程中，隨著兩側(cè)盾構(gòu)機(jī)逐漸靠近樁基，樁基軸力迅速增大。這是因?yàn)閮蓚?cè)盾構(gòu)機(jī)對(duì)土體的擾動(dòng)使得樁基周?chē)馏w的應(yīng)力狀態(tài)發(fā)生了復(fù)雜的變化，土體對(duì)樁基的側(cè)摩阻力和端阻力大幅增加，從而導(dǎo)致樁基軸力急劇上升。在盾構(gòu)機(jī)到達(dá)樁基附近某一位置時(shí)，樁基軸力達(dá)到最大值，且該最大值通常遠(yuǎn)大于單側(cè)盾構(gòu)推進(jìn)時(shí)的軸力最大值。當(dāng)盾構(gòu)機(jī)離開(kāi)樁基后，樁基軸力會(huì)逐漸減小，但由于雙側(cè)施工對(duì)土體的擾動(dòng)范圍更廣、程度更深，樁基軸力減小的速度相對(duì)較慢，且最終穩(wěn)定后的軸力值也會(huì)比單側(cè)推進(jìn)時(shí)更高。這種軸力的變化對(duì)樁基的穩(wěn)定性產(chǎn)生了較大的影響。軸力的增大使得樁基承受的荷載增加，如果超過(guò)樁基的設(shè)計(jì)承載能力，樁基可能會(huì)發(fā)生破壞，嚴(yán)重威脅高架橋的結(jié)構(gòu)安全。長(zhǎng)期處于較高軸力狀態(tài)下，樁基可能會(huì)出現(xiàn)疲勞損傷，降低其耐久性，影響高架橋的長(zhǎng)期使用性能。因此，在雙側(cè)盾構(gòu)推進(jìn)施工過(guò)程中，必須密切關(guān)注樁基軸力的變化情況。通過(guò)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)樁基軸力，及時(shí)掌握軸力的變化趨勢(shì)，一旦發(fā)現(xiàn)軸力接近或超過(guò)允許值，應(yīng)立即采取相應(yīng)的措施?？梢哉{(diào)整盾構(gòu)施工參數(shù)，如減小推進(jìn)速度、優(yōu)化注漿量等，以減小對(duì)土體的擾動(dòng)，降低樁基軸力。對(duì)樁基進(jìn)行加固處理，如增加樁身配筋、擴(kuò)大樁徑等，提高樁基的承載能力，確保樁基在雙側(cè)盾構(gòu)推進(jìn)影響下的穩(wěn)定性。四、盾構(gòu)推進(jìn)對(duì)高架橋深大樁基影響的現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)研究4.1現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)方案設(shè)計(jì)4.1.1監(jiān)測(cè)項(xiàng)目與監(jiān)測(cè)點(diǎn)布置本研究確定的監(jiān)測(cè)項(xiàng)目主要包括樁基位移、軸力以及地表沉降，這些項(xiàng)目對(duì)于全面了解盾構(gòu)推進(jìn)對(duì)高架橋深大樁基的影響至關(guān)重要。在樁基位移監(jiān)測(cè)方面，豎向位移監(jiān)測(cè)能夠反映樁基在盾構(gòu)施工過(guò)程中垂直方向的變形情況，這對(duì)于評(píng)估樁基的承載能力和穩(wěn)定性具有重要意義。若樁基豎向位移過(guò)大，可能導(dǎo)致高架橋上部結(jié)構(gòu)出現(xiàn)不均勻沉降，進(jìn)而影響橋梁的正常使用和結(jié)構(gòu)安全。水平位移監(jiān)測(cè)則關(guān)注樁基在水平方向的移動(dòng)，盾構(gòu)施工過(guò)程中產(chǎn)生的土體側(cè)壓力變化、盾構(gòu)機(jī)的姿態(tài)調(diào)整等因素都可能引起樁基水平位移。過(guò)大的水平位移會(huì)使樁基承受額外的彎矩和剪力，增加樁基傾斜甚至破壞的風(fēng)險(xiǎn)。軸力監(jiān)測(cè)是為了實(shí)時(shí)掌握樁基在盾構(gòu)推進(jìn)過(guò)程中所承受的軸向荷載變化。軸力的改變直接反映了樁基受力狀態(tài)的變化，當(dāng)軸力超過(guò)樁基的設(shè)計(jì)承載能力時(shí)，樁基可能發(fā)生破壞，危及高架橋的安全。地表沉降監(jiān)測(cè)不僅可以了解盾構(gòu)施工對(duì)地面的影響范圍和程度，還能間接反映盾構(gòu)施工對(duì)地下土體和樁基的影響。地表沉降過(guò)大可能導(dǎo)致周邊建筑物、道路等設(shè)施出現(xiàn)裂縫、塌陷等問(wèn)題，影響其正常使用。為了確保監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的代表性，監(jiān)測(cè)點(diǎn)的布置遵循科學(xué)合理的原則。在樁基上，根據(jù)樁基的長(zhǎng)度和受力特點(diǎn)，沿樁身均勻布置監(jiān)測(cè)點(diǎn)。對(duì)于較長(zhǎng)的樁基，在樁頂、樁身中部以及樁底附近分別設(shè)置監(jiān)測(cè)點(diǎn)，以全面監(jiān)測(cè)樁身不同部位的位移和軸力變化情況。在靠近盾構(gòu)隧道一側(cè)的樁基上，適當(dāng)增加監(jiān)測(cè)點(diǎn)的密度，因?yàn)檫@一側(cè)的樁基受到盾構(gòu)施工的影響更為直接和顯著。在地表，以盾構(gòu)隧道軸線為中心，在其兩側(cè)一定范圍內(nèi)布置地表沉降監(jiān)測(cè)點(diǎn)。監(jiān)測(cè)點(diǎn)的間距根據(jù)盾構(gòu)隧道與高架橋的距離、地層條件等因素進(jìn)行調(diào)整。在靠近隧道和高架橋的區(qū)域，監(jiān)測(cè)點(diǎn)間距較小，一般為[X]米左右，以便更精確地捕捉地表沉降的變化；在遠(yuǎn)離隧道和高架橋的區(qū)域，監(jiān)測(cè)點(diǎn)間距適當(dāng)增大，可設(shè)置為[X]米左右。通過(guò)這種布置方式，能夠全面、準(zhǔn)確地監(jiān)測(cè)盾構(gòu)推進(jìn)過(guò)程中地表沉降的分布和變化規(guī)律。4.1.2監(jiān)測(cè)儀器的選擇與安裝本研究選用了多種高精度的監(jiān)測(cè)儀器，以確保監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和可靠性。水準(zhǔn)儀是監(jiān)測(cè)樁基豎向位移和地表沉降的常用儀器之一，具有測(cè)量精度高、操作簡(jiǎn)便等優(yōu)點(diǎn)。本研究采用高精度水準(zhǔn)儀，其測(cè)量精度可達(dá)到±[X]毫米，能夠滿(mǎn)足對(duì)樁基豎向位移和地表沉降監(jiān)測(cè)的精度要求。在使用水準(zhǔn)儀進(jìn)行監(jiān)測(cè)時(shí)，需要在監(jiān)測(cè)點(diǎn)上設(shè)置水準(zhǔn)尺，通過(guò)測(cè)量水準(zhǔn)尺上的讀數(shù)變化來(lái)計(jì)算監(jiān)測(cè)點(diǎn)的豎向位移和地表沉降量。全站儀可用于測(cè)量樁基的水平位移和地表沉降。它能夠同時(shí)測(cè)量水平角、垂直角和距離，通過(guò)對(duì)監(jiān)測(cè)點(diǎn)在不同時(shí)間的測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比分析，可以精確計(jì)算出監(jiān)測(cè)點(diǎn)的水平位移和地表沉降情況。全站儀的測(cè)量精度高，水平方向測(cè)量精度可達(dá)到±[X]秒，距離測(cè)量精度可達(dá)到±[X]毫米，能夠滿(mǎn)足對(duì)樁基水平位移監(jiān)測(cè)的高精度要求。在安裝全站儀時(shí)，需要選擇合適的觀測(cè)位置，確保全站儀能夠清晰地觀測(cè)到監(jiān)測(cè)點(diǎn)，并且不受施工干擾。鋼筋計(jì)用于監(jiān)測(cè)樁基軸力，它是一種基于電阻應(yīng)變?cè)淼膫鞲衅?。將鋼筋?jì)安裝在樁基內(nèi)部的鋼筋上，當(dāng)樁基受力時(shí)，鋼筋產(chǎn)生應(yīng)變，鋼筋計(jì)的電阻值隨之發(fā)生變化，通過(guò)測(cè)量電阻值的變化，利用事先標(biāo)定好的電阻值與軸力的關(guān)系曲線，就可以計(jì)算出樁基的軸力。鋼筋計(jì)的測(cè)量精度較高，可達(dá)到±[X]kN，能夠準(zhǔn)確監(jiān)測(cè)樁基軸力的變化。在安裝鋼筋計(jì)時(shí)，需要將鋼筋計(jì)與樁基內(nèi)部的鋼筋進(jìn)行可靠連接，確保鋼筋計(jì)能夠準(zhǔn)確測(cè)量鋼筋的應(yīng)變。在儀器安裝過(guò)程中，有諸多注意事項(xiàng)。要確保儀器安裝牢固，避免在施工過(guò)程中因震動(dòng)、碰撞等因素導(dǎo)致儀器松動(dòng)或損壞，影響監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。對(duì)于水準(zhǔn)儀和全站儀的水準(zhǔn)尺和棱鏡，要安裝在穩(wěn)定的支架上，并采取防護(hù)措施，防止被施工設(shè)備或人員損壞。要保證儀器的安裝位置準(zhǔn)確，嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)要求進(jìn)行定位。例如，鋼筋計(jì)的安裝位置要與設(shè)計(jì)位置偏差不超過(guò)±[X]厘米，以確保測(cè)量結(jié)果能夠真實(shí)反映樁基的受力情況。在安裝完成后，需要對(duì)儀器進(jìn)行校準(zhǔn)和調(diào)試，確保儀器的測(cè)量精度和性能符合要求。定期對(duì)儀器進(jìn)行檢查和維護(hù)，及時(shí)更換損壞的部件，保證儀器的正常運(yùn)行。4.1.3監(jiān)測(cè)頻率與監(jiān)測(cè)時(shí)間監(jiān)測(cè)頻率和監(jiān)測(cè)時(shí)間的確定依據(jù)盾構(gòu)施工進(jìn)度和工程特點(diǎn)，以保證監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的及時(shí)性和完整性。在盾構(gòu)機(jī)靠近樁基之前，由于盾構(gòu)施工對(duì)樁基和地表的影響相對(duì)較小，監(jiān)測(cè)頻率可以相對(duì)較低，一般每[X]天進(jìn)行一次監(jiān)測(cè)。這樣的監(jiān)測(cè)頻率能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)樁基和地表的微小變化，同時(shí)也不會(huì)造成過(guò)多的人力和物力浪費(fèi)。當(dāng)盾構(gòu)機(jī)逐漸靠近樁基，進(jìn)入影響范圍后，監(jiān)測(cè)頻率需顯著提高。此時(shí)，每[X]天進(jìn)行一次監(jiān)測(cè)，以便更密切地關(guān)注樁基位移、軸力以及地表沉降的變化情況。在盾構(gòu)機(jī)穿越樁基的過(guò)程中，監(jiān)測(cè)頻率進(jìn)一步加密至每[X]小時(shí)一次。這是因?yàn)槎軜?gòu)機(jī)在穿越樁基時(shí)，對(duì)樁基和周?chē)馏w的擾動(dòng)最為劇烈，樁基和地表的變形和受力變化也最為迅速。高頻率的監(jiān)測(cè)能夠及時(shí)捕捉到這些變化，為工程決策提供實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)支持。盾構(gòu)機(jī)穿越樁基后，隨著土體的逐漸穩(wěn)定，監(jiān)測(cè)頻率可以逐漸降低，但仍需保持一定的監(jiān)測(cè)密度，以確保樁基和地表的變形不再發(fā)生明顯變化。在盾構(gòu)機(jī)穿越樁基后的[X]天內(nèi)，每[X]天進(jìn)行一次監(jiān)測(cè)；之后，根據(jù)實(shí)際情況，可將監(jiān)測(cè)頻率調(diào)整為每[X]天一次。整個(gè)監(jiān)測(cè)時(shí)間從盾構(gòu)施工前[X]天開(kāi)始，一直持續(xù)到盾構(gòu)施工完成后[X]天。施工前的監(jiān)測(cè)可以獲取樁基和地表的初始狀態(tài)數(shù)據(jù)，為后續(xù)分析盾構(gòu)施工對(duì)其影響提供基礎(chǔ)。施工后的監(jiān)測(cè)則能夠跟蹤樁基和地表的長(zhǎng)期變化情況，評(píng)估盾構(gòu)施工對(duì)其影響的持續(xù)性和穩(wěn)定性。在監(jiān)測(cè)過(guò)程中，若發(fā)現(xiàn)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)出現(xiàn)異常變化，如樁基位移或軸力突然增大、地表沉降速率加快等，應(yīng)立即加密監(jiān)測(cè)頻率，甚至進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，并及時(shí)分析原因，采取相應(yīng)的措施。4.2現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的分析與處理4.2.1監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的整理與統(tǒng)計(jì)在盾構(gòu)推進(jìn)過(guò)程中，對(duì)獲取的大量監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行系統(tǒng)整理與統(tǒng)計(jì)是深入分析盾構(gòu)推進(jìn)對(duì)高架橋深大樁基影響的基礎(chǔ)。通過(guò)精心整理監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，全面統(tǒng)計(jì)各監(jiān)測(cè)項(xiàng)目的最大值、最小值、平均值等關(guān)鍵指標(biāo)，能夠清晰地展現(xiàn)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的變化范圍和總體趨勢(shì)。在樁基豎向位移監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)中，經(jīng)過(guò)整理統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)，在某一監(jiān)測(cè)階段內(nèi)，其最大值達(dá)到了[X]毫米，最小值為[X]毫米，平均值為[X]毫米。這表明樁基豎向位移在一定范圍內(nèi)波動(dòng)，最大值反映了樁基在盾構(gòu)施工影響下的最大沉降程度，最小值則體現(xiàn)了樁基在相對(duì)穩(wěn)定狀態(tài)下的位移情況，平均值則綜合反映了該階段樁基豎向位移的總體水平。對(duì)于樁基水平位移，在相同監(jiān)測(cè)階段，最大值為[X]毫米，最小值為[X]毫米，平均值為[X]毫米。這些數(shù)據(jù)直觀地展示了樁基在水平方向上的位移變化情況，最大值對(duì)應(yīng)的是盾構(gòu)施工對(duì)樁基水平影響最為顯著的時(shí)刻，而平均值則有助于評(píng)估樁基在整個(gè)監(jiān)測(cè)階段內(nèi)水平位移的平均水平，為判斷樁基的穩(wěn)定性提供重要依據(jù)。樁基軸力監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)同樣具有重要意義。在該監(jiān)測(cè)階段，最大值為[X]kN，最小值為[X]kN，平均值為[X]kN。軸力的變化直接反映了樁基的受力狀態(tài)，最大值表示樁基在盾構(gòu)施工過(guò)程中承受的最大軸向荷載，若超過(guò)樁基的設(shè)計(jì)承載能力，可能會(huì)導(dǎo)致樁基破壞，影響高架橋的安全；平均值則可以幫助分析樁基在盾構(gòu)施工影響下的平均受力情況，為評(píng)估樁基的長(zhǎng)期穩(wěn)定性提供參考。地表沉降監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的整理統(tǒng)計(jì)也不容忽視。在該監(jiān)測(cè)階段，地表沉降最大值為[X]毫米，最小值為[X]毫米，平均值為[X]毫米。地表沉降的大小不僅影響著地面的平整度和建筑物的穩(wěn)定性，還能間接反映盾構(gòu)施工對(duì)地下土體和樁基的影響程度。最大值反映了盾構(gòu)施工對(duì)地表沉降影響最為嚴(yán)重的區(qū)域，平均值則可用于評(píng)估盾構(gòu)施工對(duì)地表沉降的整體影響范圍和程度。為了更直觀地展示監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的變化趨勢(shì)，繪制了數(shù)據(jù)變化曲線。以時(shí)間為橫坐標(biāo)，以監(jiān)測(cè)項(xiàng)目的數(shù)值為縱坐標(biāo)，繪制出樁基豎向位移、水平位移、軸力以及地表沉降隨時(shí)間的變化曲線。從這些曲線中，可以清晰地看到監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)隨時(shí)間的動(dòng)態(tài)變化過(guò)程。樁基豎向位移曲線可能呈現(xiàn)出先逐漸增大，在盾構(gòu)機(jī)靠近樁基時(shí)達(dá)到峰值，然后隨著盾構(gòu)機(jī)的遠(yuǎn)離逐漸趨于穩(wěn)定的趨勢(shì)。樁基水平位移曲線可能會(huì)出現(xiàn)波動(dòng)，其波動(dòng)情況與盾構(gòu)機(jī)的推進(jìn)速度、姿態(tài)調(diào)整以及土體的不均勻性等因素密切相關(guān)。樁基軸力曲線則可能隨著盾構(gòu)機(jī)的靠近而迅速上升，在盾構(gòu)機(jī)離開(kāi)后逐漸下降，但最終穩(wěn)定在一個(gè)較高的值。地表沉降曲線可能呈現(xiàn)出以盾構(gòu)隧道軸線為中心，向兩側(cè)逐漸減小的沉降槽形狀，且沉降量隨著盾構(gòu)機(jī)的推進(jìn)而不斷變化。通過(guò)對(duì)這些數(shù)據(jù)變化曲線的分析，可以深入了解盾構(gòu)推進(jìn)對(duì)高架橋深大樁基影響的發(fā)展過(guò)程和規(guī)律，為后續(xù)的分析和決策提供有力支持。4.2.2監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)與數(shù)值模擬結(jié)果的對(duì)比分析將現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)與數(shù)值模擬結(jié)果進(jìn)行對(duì)比分析，是驗(yàn)證數(shù)值模擬模型準(zhǔn)確性和可靠性的關(guān)鍵步驟，對(duì)于深入理解盾構(gòu)推進(jìn)對(duì)高架橋深大樁基的影響具有重要意義。在樁基豎向位移方面，通過(guò)對(duì)比發(fā)現(xiàn)，監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)與數(shù)值模擬結(jié)果在整體變化趨勢(shì)上具有較高的一致性。在盾構(gòu)機(jī)靠近樁基的過(guò)程中，兩者都呈現(xiàn)出豎向位移逐漸增大的趨勢(shì)；當(dāng)盾構(gòu)機(jī)到達(dá)樁基附近時(shí)，豎向位移達(dá)到峰值；隨著盾構(gòu)機(jī)的遠(yuǎn)離，豎向位移逐漸趨于穩(wěn)定。然而，在具體數(shù)值上，兩者存在一定的差異。監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的最大值為[X]毫米，而數(shù)值模擬結(jié)果的最大值為[X]毫米，兩者相差[X]毫米。這種差異可能是由于數(shù)值模擬過(guò)程中對(duì)土體參數(shù)的簡(jiǎn)化、模型邊界條件的近似處理以及現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際施工條件的復(fù)雜性等因素導(dǎo)致的。在樁基水平位移方面，監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)與數(shù)值模擬結(jié)果同樣表現(xiàn)出相似的變化趨勢(shì)。在盾構(gòu)施工過(guò)程中，兩者都顯示出樁基水平位移隨著盾構(gòu)機(jī)的推進(jìn)而發(fā)生變化，且水平位移的方向基本一致。但在數(shù)值上，也存在一定的偏差。監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的平均值為[X]毫米，數(shù)值模擬結(jié)果的平均值為[X]毫米，偏差率為[X]%。進(jìn)一步分析發(fā)現(xiàn)，這種偏差可能與盾構(gòu)機(jī)的實(shí)際姿態(tài)調(diào)整、土體的局部不均勻性以及監(jiān)測(cè)誤差等因素有關(guān)。對(duì)于樁基軸力，監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)與數(shù)值模擬結(jié)果在變化趨勢(shì)上也較為相似。在盾構(gòu)機(jī)靠近樁基時(shí)，軸力逐漸增大；在盾構(gòu)機(jī)離開(kāi)后，軸力逐漸減小。但在軸力的具體變化幅度上，兩者存在一定差異。監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)顯示軸力的最大值為[X]kN，數(shù)值模擬結(jié)果的最大值為[X]kN，差值為[X]kN。這可能是由于數(shù)值模擬模型中對(duì)樁土相互作用的模擬不夠精確，以及現(xiàn)場(chǎng)施工過(guò)程中一些難以量化的因素（如注漿效果的不均勻性、土體的蠕變等）對(duì)樁基軸力產(chǎn)生了影響。地表沉降的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)與數(shù)值模擬結(jié)果對(duì)比分析表明，兩者在沉降槽的形狀和變化趨勢(shì)上具有一定的相似性。都呈現(xiàn)出以盾構(gòu)隧道軸線為中心，向兩側(cè)逐漸減小的沉降槽形狀。然而，在沉降量的具體數(shù)值上，存在一定的偏差。監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的最大沉降量為[X]毫米，數(shù)值模擬結(jié)果的最大沉降量為[X]毫米，偏差約為[X]毫米。這種偏差可能是由于數(shù)值模擬模型對(duì)地層條件的理想化假設(shè)、現(xiàn)場(chǎng)地下水位變化的影響以及監(jiān)測(cè)點(diǎn)的布置和測(cè)量誤差等因素導(dǎo)致的。通過(guò)對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)與數(shù)值模擬結(jié)果的全面對(duì)比分析，可以看出數(shù)值模擬模型在一定程度上能夠準(zhǔn)確反映盾構(gòu)推進(jìn)對(duì)高架橋深大樁基的影響趨勢(shì)，但在具體數(shù)值上存在一定的偏差。這為進(jìn)一步優(yōu)化數(shù)值模擬模型提供了方向，在后續(xù)的研究中，可以通過(guò)更精確地獲取土體參數(shù)、改進(jìn)模型的邊界條件處理方法以及考慮更多實(shí)際施工因素的影響，來(lái)提高數(shù)值模擬模型的準(zhǔn)確性和可靠性，使其能夠更好地為工程實(shí)踐服務(wù)。4.2.3盾構(gòu)推進(jìn)對(duì)樁基影響的實(shí)時(shí)評(píng)估基于監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，對(duì)盾構(gòu)推進(jìn)對(duì)樁基的影響進(jìn)行實(shí)時(shí)評(píng)估，是確保南京緯七路高架橋施工安全和結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。在盾構(gòu)推進(jìn)過(guò)程中，依據(jù)預(yù)先設(shè)定的預(yù)警值和控制標(biāo)準(zhǔn)，能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)異常情況，并迅速采取相應(yīng)措施。在樁基豎向位移監(jiān)測(cè)中，若監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)顯示某一時(shí)刻樁基豎向位移達(dá)到[X]毫米，接近預(yù)先設(shè)定的預(yù)警值[X]毫米。此時(shí)，需要立即對(duì)施工情況進(jìn)行全面檢查，分析位移增大的原因。可能是盾構(gòu)推進(jìn)速度過(guò)快，導(dǎo)致土體擾動(dòng)過(guò)大；也可能是注漿量不足，無(wú)法有效填充土體與管片之間的空隙，從而引起樁基沉降。針對(duì)這些可能的原因，采取相應(yīng)的措施，如適當(dāng)降低盾構(gòu)推進(jìn)速度，優(yōu)化注漿參數(shù)，增加注漿量等，以控制樁基豎向位移的進(jìn)一步發(fā)展。當(dāng)監(jiān)測(cè)到樁基水平位移超過(guò)預(yù)警值時(shí)，情況同樣不容忽視。若樁基水平位移達(dá)到[X]毫米，超出預(yù)警值[X]毫米。這可能是由于盾構(gòu)機(jī)姿態(tài)調(diào)整不當(dāng)，對(duì)周?chē)馏w產(chǎn)生了過(guò)大的側(cè)向力；或者是樁基周?chē)馏w的穩(wěn)定性較差，在盾構(gòu)施工的影響下發(fā)生了較大的側(cè)向變形。為了解決這一問(wèn)題，需要對(duì)盾構(gòu)機(jī)的姿態(tài)進(jìn)行精確調(diào)整，確保其按照預(yù)定的軸線推進(jìn)；同時(shí)，對(duì)樁基周?chē)馏w進(jìn)行加固處理，如采用注漿加固、設(shè)置隔離樁等方法，增強(qiáng)土體的穩(wěn)定性，減小對(duì)樁基的側(cè)向作用力。對(duì)于樁基軸力的實(shí)時(shí)評(píng)估，若監(jiān)測(cè)到樁基軸力達(dá)到[X]kN，接近設(shè)計(jì)承載能力[X]kN。這表明樁基的受力狀態(tài)已經(jīng)較為危險(xiǎn)，可能會(huì)對(duì)高架橋的結(jié)構(gòu)安全造成威脅。此時(shí)，應(yīng)立即停止盾構(gòu)施工，對(duì)樁基進(jìn)行詳細(xì)的檢測(cè)和評(píng)估?？梢酝ㄟ^(guò)增加臨時(shí)支撐、對(duì)樁基進(jìn)行加固補(bǔ)強(qiáng)等措施，提高樁基的承載能力，確保其在盾構(gòu)施工影響下的穩(wěn)定性。地表沉降也是實(shí)時(shí)評(píng)估的重要內(nèi)容。當(dāng)?shù)乇沓两盗窟_(dá)到[X]毫米，超過(guò)預(yù)警值[X]毫米。這可能會(huì)對(duì)周邊建筑物和道路造成影響，引發(fā)地面開(kāi)裂、塌陷等問(wèn)題。針對(duì)這種情況，需要加強(qiáng)對(duì)地表沉降的監(jiān)測(cè)頻率，密切關(guān)注沉降的發(fā)展趨勢(shì)。同時(shí)，采取相應(yīng)的控制措施，如優(yōu)化盾構(gòu)施工參數(shù)，加強(qiáng)壁后注漿，對(duì)地表進(jìn)行加固處理等，以減小地表沉降對(duì)周邊環(huán)境的影響。通過(guò)對(duì)盾構(gòu)推進(jìn)對(duì)樁基影響的實(shí)時(shí)評(píng)估，能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)施工過(guò)程中的異常情況，并采取有效的措施進(jìn)行處理，從而保障南京緯七路高架橋的施工安全和結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，確保工程的順利進(jìn)行。五、影響盾構(gòu)推進(jìn)對(duì)高架橋深大樁基影響的因素分析5.1盾構(gòu)施工參數(shù)對(duì)樁基的影響5.1.1掘進(jìn)速度的影響掘進(jìn)速度是盾構(gòu)施工中的關(guān)鍵參數(shù)之一，對(duì)高架橋深大樁基的位移和軸力有著顯著影響。當(dāng)掘進(jìn)速度過(guò)快時(shí)，盾構(gòu)機(jī)對(duì)周?chē)馏w的擾動(dòng)加劇。盾構(gòu)機(jī)刀盤(pán)在快速切削土體過(guò)程中，會(huì)使土體來(lái)不及產(chǎn)生均勻的應(yīng)力重分布，導(dǎo)致局部土體應(yīng)力集中現(xiàn)象更為明顯。這種應(yīng)力集中會(huì)傳遞給樁基，使樁基受到的附加應(yīng)力增大，從而導(dǎo)致樁基位移增大。在一些工程實(shí)例中，當(dāng)掘進(jìn)速度從正常的[X]mm/min提高到[X]mm/min時(shí)，鄰近樁基的豎向位移增加了[X]%，水平位移也有較為明顯的增長(zhǎng)。從樁基軸力方面來(lái)看，快速掘進(jìn)使得土體對(duì)樁基的作用時(shí)間縮短，土體與樁基之間的相互作用不夠充分。這會(huì)導(dǎo)致樁基軸力在短時(shí)間內(nèi)迅速變化，且變化幅度較大。由于掘進(jìn)速度過(guò)快，盾構(gòu)機(jī)前方土體的壓力來(lái)不及平衡，可能會(huì)對(duì)樁基產(chǎn)生較大的沖擊力，進(jìn)一步增大樁基軸力。在某工程中，當(dāng)掘進(jìn)速度加快后，樁基軸力最大值比正常掘進(jìn)速度時(shí)增加了[X]kN，對(duì)樁基的承載能力提出了更高的挑戰(zhàn)。然而，掘進(jìn)速度過(guò)慢也并非有利。掘進(jìn)速度過(guò)慢會(huì)延長(zhǎng)施工周期，增加工程成本。長(zhǎng)時(shí)間的施工過(guò)程中，土體的蠕變效應(yīng)可能會(huì)更加明顯，導(dǎo)致樁基位移持續(xù)增加。土體在長(zhǎng)時(shí)間的盾構(gòu)施工影響下，其力學(xué)性質(zhì)可能會(huì)發(fā)生變化，如土體的強(qiáng)度降低、壓縮性增大等，這也會(huì)間接影響樁基的受力和變形。綜合考慮，合理的掘進(jìn)速度范圍應(yīng)根據(jù)具體的工程地質(zhì)條件、盾構(gòu)機(jī)類(lèi)型、樁基與隧道的相對(duì)位置等因素來(lái)確定。在一般的軟土地層中，掘進(jìn)速度控制在[X]mm/min至[X]mm/min之間較為合適。在這個(gè)速度范圍內(nèi)，既能保證施工效率，又能有效控制盾構(gòu)推進(jìn)對(duì)高架橋深大樁基的影響，使樁基位移和軸力在安全范圍內(nèi)。當(dāng)然，在實(shí)際施工過(guò)程中，還需要根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)調(diào)整掘進(jìn)速度，以確保工程的安全和順利進(jìn)行。5.1.2出土量的影響出土量與地層損失密切相關(guān)，對(duì)樁基和地表沉降有著直接而重要的影響。當(dāng)?shù)貙訐p失發(fā)生時(shí)，土體的原有結(jié)構(gòu)被破壞，土體顆粒之間的相互作用力發(fā)生改變，從而導(dǎo)致土體的體積減小。在盾構(gòu)施工中，出土量過(guò)大是導(dǎo)致地層損失的主要原因之一。當(dāng)出土量超過(guò)盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)所占據(jù)的空間體積時(shí)，就會(huì)在隧道周?chē)纬煽障?，這些空隙會(huì)導(dǎo)致土體向隧道方向移動(dòng)，進(jìn)而引起地表沉降和樁基位移。在某盾構(gòu)施工項(xiàng)目中，通過(guò)對(duì)出土量與地層損失關(guān)系的研究發(fā)現(xiàn)，出土量每增加[X]m3，地層損失率相應(yīng)增加[X]%。隨著地層損失率的增大，地表沉降和樁基位移也隨之增大。當(dāng)?shù)貙訐p失率達(dá)到[X]%時(shí)，地表最大沉降量達(dá)到了[X]mm，鄰近樁基的豎向位移也增加了[X]mm。這表明出土量的控制對(duì)于減少地層損失、降低地表沉降和樁基位移至關(guān)重要。出土量對(duì)樁基和地表沉降的影響具有明顯的規(guī)律性。在盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)過(guò)程中，隨著出土量的逐漸增加，地表沉降和樁基位移呈現(xiàn)出逐漸增大的趨勢(shì)。且這種影響在靠近盾構(gòu)隧道的區(qū)域更為顯著，離隧道越遠(yuǎn)，影響程度逐漸減小。當(dāng)出土量超過(guò)一定閾值后，地表沉降和樁基位移的增長(zhǎng)速率會(huì)明顯加快，對(duì)工程的安全性產(chǎn)生較大威脅。為了有效控制出土量，確保地層損失在可接受范圍內(nèi)，需要采取一系列措施。在施工前，應(yīng)根據(jù)地質(zhì)勘察報(bào)告和盾構(gòu)機(jī)的技術(shù)參數(shù)，精確計(jì)算理論出土量，并以此為依據(jù)制定出土量控制計(jì)劃。在施工過(guò)程中，通過(guò)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)盾構(gòu)機(jī)的掘進(jìn)參數(shù)，如刀盤(pán)轉(zhuǎn)速、螺旋輸送機(jī)轉(zhuǎn)速等，精確控制出土量。還可以采用先進(jìn)的監(jiān)測(cè)設(shè)備，如土壓傳感器、液位傳感器等，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)土倉(cāng)內(nèi)的土體壓力和出土量，一旦發(fā)現(xiàn)出土量異常，及時(shí)調(diào)整施工參數(shù)。通過(guò)合理控制出土量，能夠有效減少地層損失，降低盾構(gòu)推進(jìn)對(duì)高架橋深大樁基和地表沉降的影響，保障工程的安全和穩(wěn)定。5.1.3注漿壓力與注漿量的影響注漿壓力和注漿量在控制樁基位移和地表沉降方面發(fā)揮著至關(guān)重要的作用，合理的注漿參數(shù)對(duì)于保障工程安全具有重要意義。注漿壓力是使?jié){液能夠有效填充管片與土體之間空隙的關(guān)鍵因素。當(dāng)注漿壓力不足時(shí)，漿液無(wú)法充分填充空隙，導(dǎo)致土體與管片之間存在較大的間隙。這會(huì)使得土體在盾構(gòu)推進(jìn)過(guò)程中更容易發(fā)生變形，從而傳遞給樁基，導(dǎo)致樁基位移增大。在某工程中，由于注漿壓力較低，管片與土體之間的空隙填充率僅為[X]%，鄰近樁基的豎向位移明顯增大，達(dá)到了[X]mm，超出了允許范圍。而注漿壓力過(guò)高，則可能會(huì)對(duì)周?chē)馏w和樁基產(chǎn)生過(guò)大的擠壓作用。過(guò)高的注漿壓力會(huì)使土體產(chǎn)生劈裂現(xiàn)象，破壞土體的原有結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致土體強(qiáng)度降低。這種情況下，雖然管片與土體之間的空隙被充分填充，但可能會(huì)對(duì)樁基造成額外的壓力，使樁基軸力增大，甚至可能導(dǎo)致樁基損壞。在一些案例中，注漿壓力過(guò)高使得樁基軸力超過(guò)了設(shè)計(jì)承載能力，引發(fā)了樁基的安全隱患。注漿量同樣對(duì)控制樁基位移和地表沉降起著關(guān)鍵作用。注漿量不足，無(wú)法完全填充盾構(gòu)施工產(chǎn)生的空隙，會(huì)導(dǎo)致地表沉降和樁基位移增大。若注漿量過(guò)大，不僅會(huì)造成材料的浪費(fèi)，還可能導(dǎo)致漿液溢出，對(duì)周?chē)h(huán)境產(chǎn)生不良影響。在實(shí)際工程中，應(yīng)根據(jù)隧道的直徑、地層條件、盾構(gòu)推進(jìn)速度等因素，合理確定注漿量。一般來(lái)說(shuō)，注漿量應(yīng)略大于盾構(gòu)施工產(chǎn)生的空隙體積，以確保空隙能夠被充分填充。為了確定合理的注漿參數(shù)，需要綜合考慮多個(gè)因素。在不同的地質(zhì)條件下，土體的力學(xué)性質(zhì)和滲透性能不同，對(duì)注漿壓力和注漿量的要求也不同。在軟土地層中，土體的滲透性能較好，注漿壓力可以相對(duì)較低，但注漿量需要適當(dāng)增加，以確保漿液能夠充分?jǐn)U散。而在硬土地層中，土體的滲透性能較差，需要較高的注漿壓力才能使?jié){液有效填充空隙。還需要結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)調(diào)整注漿參數(shù)。通過(guò)監(jiān)測(cè)地表沉降、樁基位移和軸力等數(shù)據(jù)，及時(shí)了解注漿效果，根據(jù)實(shí)際情況對(duì)注漿壓力和注漿量進(jìn)行優(yōu)化，以達(dá)到最佳的控制效果。在某工程中，通過(guò)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和調(diào)整注漿參數(shù)，將地表沉降控制在了[X]mm以?xún)?nèi)，樁基位移和軸力也都在安全范圍內(nèi)，取得了良好的工程效果。五、影響盾構(gòu)推進(jìn)對(duì)高架橋深大樁基影響的因素分析5.2樁基自身特性對(duì)盾構(gòu)推進(jìn)影響的響應(yīng)5.2.1樁基嵌巖與否的影響嵌巖樁與非嵌巖樁在盾構(gòu)推進(jìn)時(shí)，其受力和變形情況存在顯著差異，這對(duì)樁基穩(wěn)定性有著關(guān)鍵影響。從受力方面來(lái)看，嵌巖樁的樁端嵌入基巖，基巖具有較高的強(qiáng)度和較低的壓縮性。在盾構(gòu)推進(jìn)過(guò)程中，當(dāng)土體受到盾構(gòu)機(jī)的擾動(dòng)而產(chǎn)生應(yīng)力變化時(shí)，嵌巖樁能夠通過(guò)樁端將部分荷載傳遞到基巖中，從而減小樁身所承受的荷載。由于基巖的承載能力較強(qiáng)，嵌巖樁在抵抗盾構(gòu)施工引起的附加應(yīng)力時(shí)表現(xiàn)更為出色，樁身軸力的增加幅度相對(duì)較小。非嵌巖樁的樁端位于一般土層中，土層的強(qiáng)度和承載能力相對(duì)較低。在盾構(gòu)推進(jìn)時(shí)，土體的擾動(dòng)會(huì)使非嵌巖樁樁身受到較大的附加荷載，且樁端無(wú)法像嵌巖樁那樣將荷載有效地傳遞到深層穩(wěn)定地層，導(dǎo)致樁身軸力顯著增加。在某工程實(shí)例中，盾構(gòu)推進(jìn)過(guò)程中，嵌巖樁的軸力增量為[X]kN，而非嵌巖樁的軸力增量達(dá)到了[X]kN，是非嵌巖樁軸力增量的[X]倍。在變形方面，嵌巖樁由于樁端與基巖緊密結(jié)合，限制了樁身的豎向和水平位移。當(dāng)盾構(gòu)施工引起土體變形時(shí)，嵌巖樁能夠憑借基巖的約束作用，保持相對(duì)較小的位移。而非嵌巖樁由于缺乏基巖的有效約束，在土體變形的作用下，其豎向和水平位移明顯大于嵌巖樁。通過(guò)數(shù)值模擬分析發(fā)現(xiàn)，在相同的盾構(gòu)施工條件下，非嵌巖樁的豎向位移比嵌巖樁大[X]%，水平位移大[X]%。這種受力和變形的差異表明，嵌巖對(duì)樁基穩(wěn)定性具有積極影響。嵌巖樁能夠更好地抵抗盾構(gòu)推進(jìn)對(duì)樁基的影響，減小樁基的位移和軸力變化，從而提高樁基的穩(wěn)定性。在盾構(gòu)隧道施工影響范圍內(nèi)的高架橋樁基設(shè)計(jì)中，應(yīng)優(yōu)先考慮采用嵌巖樁，以增強(qiáng)樁基在盾構(gòu)施工過(guò)程中的穩(wěn)定性，確保高架橋的安全。當(dāng)然，在實(shí)際工程中，是否采用嵌巖樁還需要綜合考慮地質(zhì)條件、施工難度、工程成本等因素。如果地質(zhì)條件不適合嵌巖，或者嵌巖施工難度過(guò)大、成本過(guò)高，也需要在設(shè)計(jì)和施工中采取其他有效的措施來(lái)保障樁基的穩(wěn)定性。5.2.2樁長(zhǎng)與樁徑的影響樁長(zhǎng)和樁徑的變化對(duì)樁基水平位移和承載能力有著顯著影響，在工程設(shè)計(jì)中，合理優(yōu)化樁長(zhǎng)和樁徑對(duì)于保障樁基的穩(wěn)定性和承載性能至關(guān)重要。樁長(zhǎng)的變化會(huì)直接影響樁基的水平位移和承載能力。隨著樁長(zhǎng)的增加，樁基的水平位移會(huì)逐漸減小。這是因?yàn)檩^長(zhǎng)的樁身具有更大的抗彎剛度，能夠更好地抵抗盾構(gòu)施工引起的土體側(cè)壓力，從而減小水平位移。然而，當(dāng)樁長(zhǎng)增加到一定程度后，水平位移的減小幅度會(huì)逐漸變緩。對(duì)于超長(zhǎng)樁基，增加樁長(zhǎng)對(duì)水平位移的減小效果并不明顯。在某工程中，當(dāng)樁長(zhǎng)從[X]米增加到[X]米時(shí)，樁基水平位移減小了[X]毫米；而當(dāng)樁長(zhǎng)從[X]米增加到[X]米時(shí)，水平位移僅減小了[X]毫米。從承載能力角度來(lái)看，樁長(zhǎng)的增加會(huì)使樁基的承載能力提高。較長(zhǎng)的樁身能夠?qū)⒑奢d傳遞到更深層的土體中，利用深層土體的承載能力，從而增加樁基的承載能力。樁長(zhǎng)過(guò)長(zhǎng)也會(huì)帶來(lái)一些問(wèn)題，如施工難度增加、工程成本上升等。在確定樁長(zhǎng)時(shí)，需要綜合考慮樁基的水平位移要求、承載能力需求以及工程實(shí)際情況，找到一個(gè)平衡點(diǎn)。樁徑的變化同樣對(duì)樁基水平位移和承載能力有著重要影響。增加樁徑能明顯減小樁基水平位移。較大的樁徑意味著更大的樁身截面積，從而具有更高的抗彎和抗剪能力。在盾構(gòu)施工過(guò)程中，能夠更好地抵抗土體的側(cè)壓力，減小水平位移。研究表明，樁徑每增加[X]%，樁基水平位移可減小[X]%左右。樁徑的增加還可以提高樁基的側(cè)摩阻力和端阻力，進(jìn)而提高樁基的承載能力。更大的樁徑使得樁與土體的接觸面積增大，側(cè)摩阻力相應(yīng)增加；同時(shí)，樁端的承載面積也增大，端阻力也得到提高。當(dāng)以水平位移和軸力作為控制指標(biāo)時(shí)，增加樁徑不失為一種有效的方法。但增加樁徑也會(huì)導(dǎo)致材料用量增加、施工難度加大等問(wèn)題，在實(shí)際工程中需要權(quán)衡利弊。綜合考慮樁長(zhǎng)和樁徑對(duì)樁基水平位移和承載能力的影響，在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)根據(jù)具體工程要求，通過(guò)數(shù)值模擬、理論計(jì)算等方法，對(duì)樁長(zhǎng)和樁徑進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。在滿(mǎn)足樁基水平位移和承載能力要求的前提下，盡量選擇合理的樁長(zhǎng)和樁徑，以達(dá)到既保證工程安全又降低工程成本的目的。5.2.3樁間距的影響樁間距對(duì)盾構(gòu)推進(jìn)時(shí)群樁效應(yīng)的影響顯著，確定合理的樁間距范圍對(duì)于保障樁基的穩(wěn)定性和工程的安全至關(guān)重要。當(dāng)樁間距較小時(shí)，盾構(gòu)推進(jìn)過(guò)程中土體的擾動(dòng)會(huì)在樁群之間相互傳遞和疊加，導(dǎo)致群樁效應(yīng)明顯增強(qiáng)。在這種情況下，樁基之間的土體受到多次擾動(dòng)，其力學(xué)性質(zhì)發(fā)生改變，強(qiáng)度降低。樁基之間的相互影響使得每根樁基所承受的附加荷載增大，不僅會(huì)導(dǎo)致樁基的位移增加，還可能使樁基的軸力分布不均勻。某工程實(shí)例中，當(dāng)樁間距為[X]米時(shí)，盾構(gòu)推進(jìn)后，群樁中部分樁基的豎向位移比單樁情況下增加了[X]%，軸力最大值也明顯增大，這對(duì)樁基的穩(wěn)定性產(chǎn)生了不利影響。隨著樁間距的增大，群樁效應(yīng)逐漸減弱。當(dāng)樁間距增大到一定程度后，樁基之間的相互影響變得較小，群樁效應(yīng)基本可以忽略不計(jì)。此時(shí)，每根樁基的受力和變形情況更接近單樁狀態(tài)，能夠更好地抵抗盾構(gòu)施工的影響。但樁間距過(guò)大也會(huì)帶來(lái)一些問(wèn)題，如增加工程成本、占用更多的土地資源等。為了確定合理的樁間距范圍，需要綜合考慮多個(gè)因素。地質(zhì)條件是一個(gè)重要因素，不同的地質(zhì)條件下，土體的力學(xué)性質(zhì)和變形特性不同，對(duì)樁間距的要求也不同。在軟土地層中，土體的強(qiáng)度較低，變形較大，需要適當(dāng)增大樁間距以減小群樁效應(yīng)的影響；而在硬土地層中，土體的強(qiáng)度較高，變形較小，樁間距可以相對(duì)較小。還需要考慮盾構(gòu)隧道與樁基的相對(duì)位置、盾構(gòu)施工參數(shù)等因素。如果盾構(gòu)隧道距離樁基較近，施工參數(shù)對(duì)土體的擾動(dòng)較大，就需要適當(dāng)增大樁間距。通過(guò)數(shù)值模擬和工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，一般來(lái)說(shuō)，在盾構(gòu)推進(jìn)影響范圍內(nèi)，樁間距控制在[X]倍樁徑至[X]倍樁徑之間較為合理。在這個(gè)范圍內(nèi)，既能有效減小群樁效應(yīng)的影響，保證樁基的穩(wěn)定性，又能兼顧工程成本和土地資源的合理利用。當(dāng)然，具體的樁間距還需要根據(jù)每個(gè)工程的具體情況進(jìn)行詳細(xì)的分析和計(jì)算，以確定最適合的樁間距。5.3地質(zhì)條件對(duì)盾構(gòu)推進(jìn)與樁基相互作用的影響5.3.1土層性質(zhì)的影響不同土層性質(zhì)，如軟土、砂土、巖石等，對(duì)盾構(gòu)推進(jìn)和樁基受力變形有著顯著且各異的影響。在軟土地層中，由于土體具有高壓縮性和低強(qiáng)度的特點(diǎn)，盾構(gòu)推進(jìn)時(shí)極易引發(fā)土體的較大變形。盾構(gòu)機(jī)的切削和擠壓作用會(huì)使軟土發(fā)生明顯的塑性流動(dòng)，導(dǎo)致地層損失增加，進(jìn)而引起較大的地表沉降和樁基位移。軟土的低強(qiáng)度使得土體對(duì)樁基的側(cè)摩阻力較小，在盾構(gòu)施工的擾動(dòng)下，樁基更容易發(fā)生位移和傾斜。在某軟土地層的盾構(gòu)施工項(xiàng)目中，盾構(gòu)推進(jìn)后，地表最大沉降量達(dá)到了[X]mm，鄰近樁基的豎向位移也達(dá)到了[X]mm，對(duì)工程的安全和穩(wěn)定性造成了較大威脅。相比之下，砂土層的透水性較強(qiáng)，顆粒間的黏聚力較小。在盾構(gòu)推進(jìn)過(guò)程中，砂土容易產(chǎn)生液化現(xiàn)象，尤其是在盾構(gòu)機(jī)振動(dòng)和土體應(yīng)力變化的作用下。砂土液化會(huì)導(dǎo)致土體的強(qiáng)度大幅降低，對(duì)樁基的支撐能力減弱，從而使樁基的承載能力下降。砂土的顆粒特性使得盾構(gòu)施工過(guò)程中的出土量控制難度較大，出土量的不穩(wěn)定會(huì)進(jìn)一步影響土體的應(yīng)力平衡，加劇對(duì)樁基的影響。在砂土地層中，盾構(gòu)推進(jìn)時(shí)需要特別注意控制施工參數(shù)，如推進(jìn)速度、土倉(cāng)壓力等，以減少對(duì)砂土的擾動(dòng)，防止砂土液化對(duì)樁基造成不利影響。當(dāng)盾構(gòu)穿越巖石地層時(shí)，情況又有所不同。巖石具有較高的強(qiáng)度和較低的壓縮性，盾構(gòu)推進(jìn)過(guò)程中對(duì)巖石的切削難度較大，需要較大的推力和扭矩。在巖石地層中，盾構(gòu)施工對(duì)樁基的影響相對(duì)較小，因?yàn)閹r石能夠提供較強(qiáng)的支撐力，樁基的位移和變形相對(duì)較小。然而，如果巖石存在節(jié)理、裂隙等缺陷，盾構(gòu)施工可能會(huì)引發(fā)巖石的破裂和松動(dòng)，從而影響樁基的穩(wěn)定性。在這種情況下，需要對(duì)巖石進(jìn)行預(yù)處理，如采用爆破、注漿等方法加固巖石，以確保樁基的安全。不同土層性質(zhì)對(duì)盾構(gòu)推進(jìn)和樁基受力變形的影響具有顯著差異。在盾構(gòu)施工前，必須充分了解施工區(qū)域的土層性質(zhì)，根據(jù)土層特點(diǎn)合理選擇盾構(gòu)施工參數(shù)和樁基設(shè)計(jì)方案，采取相應(yīng)的施工措施，以有效減小盾構(gòu)推進(jìn)對(duì)高架橋深大樁基的影響，確保工程的安全和順利進(jìn)行。5.3.2地下水條件的影響地下水水位變化和水壓對(duì)盾構(gòu)施工和樁基穩(wěn)定性有著不容忽視的影響，需采取切實(shí)有效的應(yīng)對(duì)措施來(lái)保障工程安全。地下水水位的變化會(huì)直接改變土體的有效應(yīng)力狀態(tài)。當(dāng)水位上升時(shí)，土體的孔隙水壓力增大，有效應(yīng)力減小，導(dǎo)致土體的強(qiáng)度降低。在盾構(gòu)施工過(guò)程中，這種土體強(qiáng)度的降低會(huì)使盾構(gòu)機(jī)周?chē)耐馏w更容易發(fā)生變形，增加了盾構(gòu)施工的難度和風(fēng)險(xiǎn)。水位上升還可能導(dǎo)致土體的浮托力增大，對(duì)樁基產(chǎn)生向上的浮力，從而減小樁基的豎向承載力。在某工程中，由于地下水水位上升，樁基的豎向承載力降低了[X]%，對(duì)高架橋的結(jié)構(gòu)安全構(gòu)成了威脅。相反，當(dāng)?shù)叵滤幌陆禃r(shí)，土體的有效應(yīng)力增大，可能會(huì)引起土體的壓縮和沉降。這會(huì)導(dǎo)致盾構(gòu)隧道周?chē)耐馏w產(chǎn)生附加應(yīng)力，傳遞到樁基上，使樁基發(fā)生位移和變形。水位下降還可能使土體產(chǎn)生干裂，進(jìn)一步影響土體的穩(wěn)定性，對(duì)樁基的安全產(chǎn)生不利影響。水壓的變化同樣會(huì)對(duì)盾構(gòu)施工和樁基穩(wěn)定性產(chǎn)生重要影響。較高的水壓會(huì)增加盾構(gòu)機(jī)密封的難度，一旦密封失效，地下水涌入隧道，可能引發(fā)隧道坍塌等嚴(yán)重事故。水壓還會(huì)對(duì)樁基產(chǎn)生側(cè)向壓力，當(dāng)水壓過(guò)大時(shí)，可能導(dǎo)致樁基發(fā)生水平位移和傾斜。在一些富水地層的盾構(gòu)施工中，由于水壓較大，樁基的水平位移明顯增大，給工程帶來(lái)了較大的安全隱患。為了應(yīng)對(duì)地下水條件對(duì)盾構(gòu)施工和樁基穩(wěn)定性的影響，可采取一系列有效的措施。在盾構(gòu)施工前，進(jìn)行詳細(xì)的水文地質(zhì)勘察，準(zhǔn)確掌握地下水水位、水壓、水質(zhì)等情況，為施工方案的制定提供依據(jù)。可以采用降水措施，如設(shè)置降水井、采用真空井點(diǎn)降水等，降低地下水水位，減小孔隙水壓力，提高土體的強(qiáng)度和穩(wěn)定性。在樁基周?chē)O(shè)置止水帷幕，如采用地下連續(xù)墻、攪拌樁等，阻止地下水對(duì)樁基的影響。在盾構(gòu)施工過(guò)程中，加強(qiáng)對(duì)地下水水位和水壓的監(jiān)測(cè)，實(shí)時(shí)調(diào)整施工參數(shù)，確保施工安全。通過(guò)這些措施的綜合應(yīng)用，能夠有效減小地下水條件對(duì)盾構(gòu)施工和樁基穩(wěn)定性的影響，保障南京緯七路高架橋工程的順利進(jìn)行。六、減小盾構(gòu)推進(jìn)對(duì)高架橋深大樁基不利影響的措施與建議6.1優(yōu)化盾構(gòu)施工方案6.1.1合理選擇盾構(gòu)機(jī)類(lèi)型與施工參數(shù)南京緯七路地區(qū)地質(zhì)條件復(fù)雜，涵蓋粉質(zhì)黏土、黏土、粉砂等多種土層，且存在地下水水位變化等情況。根據(jù)這些地質(zhì)條件，應(yīng)選擇適應(yīng)不同土層特性的盾構(gòu)機(jī)類(lèi)型。在粉質(zhì)黏土和黏土地層中，土壓平衡盾構(gòu)機(jī)較為適用，它能夠通過(guò)控制土倉(cāng)壓力，有效地平衡掌子面的土體壓力，減少土體的擾動(dòng)。土壓平衡盾構(gòu)機(jī)利用螺旋輸送機(jī)出土，通過(guò)調(diào)節(jié)螺旋輸送機(jī)的轉(zhuǎn)速和土倉(cāng)壓力，可以精確控制出土量，從而減小因出土過(guò)多或過(guò)少導(dǎo)致的地層損失和土體變形。在粉砂地層中，由于粉砂的透水性強(qiáng)，容易發(fā)生涌水和流砂現(xiàn)象，泥水加壓盾構(gòu)機(jī)則更具優(yōu)勢(shì)。泥水加壓盾構(gòu)機(jī)通過(guò)向開(kāi)挖面注入泥漿，在掌子面形成泥膜，既能平衡土體壓力，又能防止地下水和粉砂的涌入，保證施工安全。在施工參數(shù)方面，掘進(jìn)速度應(yīng)根據(jù)地質(zhì)條件、樁基與隧道的相對(duì)位置等因素進(jìn)行合理調(diào)整。在靠近高架橋樁基時(shí)，應(yīng)適當(dāng)降低掘進(jìn)速度，控制在[X]mm/min左右，以減小盾構(gòu)機(jī)對(duì)土體的擾動(dòng)，降低樁基位移和軸力的變化。出土量必須嚴(yán)格控制，確保出土量與盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)所占據(jù)的空間體積相匹配，避免因出土量過(guò)大導(dǎo)致地層損失增加，進(jìn)而影響樁基和地表沉降。通過(guò)精確測(cè)量和實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，將出土量誤差控制在±[X]m3以?xún)?nèi)。注漿壓力和注漿量的合理確定也至關(guān)重要。注漿壓力應(yīng)根據(jù)地層條件和管片與土體之間的空隙大小進(jìn)行調(diào)整，一般控制在[X]MPa至[X]MPa之間，確保漿液能夠充分填充空隙，又不會(huì)對(duì)土體和樁基造成過(guò)大的擠壓。注漿量應(yīng)略大于理論空隙量，一般為理論空隙量的[X]倍至[X]倍，以保證空隙被充分填充，減小地表沉降和樁基位移。6.1.2制定科學(xué)的盾構(gòu)推進(jìn)順序與進(jìn)度計(jì)劃在南京緯七路高架橋工程中，當(dāng)存在多條盾構(gòu)隧道需要施工時(shí)，合理安排盾構(gòu)推進(jìn)順序至關(guān)重要。如果有多條隧道并行，應(yīng)優(yōu)先推進(jìn)遠(yuǎn)離高架橋樁基的隧道，待該隧道施工完成且土體基本穩(wěn)定后，再推進(jìn)靠近樁基的隧道。這樣可以減少盾構(gòu)施工對(duì)樁基的疊加影響，降低樁基位移和軸力的變化幅度。在某類(lèi)似工程中，通過(guò)合理安排盾構(gòu)推進(jìn)順序，先施工遠(yuǎn)離樁基的隧道，使得靠近樁基的隧道施工時(shí)，樁基位移和軸力的增加幅度相比同時(shí)施工減少了[X]%。對(duì)于盾構(gòu)推進(jìn)進(jìn)度計(jì)劃，應(yīng)綜合考慮工程安全、施工效率和成本等因素。在靠近高架橋樁基的區(qū)域，應(yīng)適當(dāng)放緩?fù)七M(jìn)進(jìn)度，增加監(jiān)測(cè)頻率，密切關(guān)注樁基和地表的變化情況。在盾構(gòu)機(jī)穿越樁基前后的[X]米范圍內(nèi)，推進(jìn)速度應(yīng)控制在[X]mm/min以下，每天推進(jìn)的距離不超過(guò)[X]米。同時(shí)，根據(jù)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)及時(shí)調(diào)整推進(jìn)進(jìn)度。如果監(jiān)測(cè)到樁基位移或軸力出現(xiàn)異常增加，應(yīng)立即停止推進(jìn)，分析原因并采取相應(yīng)措施，待情況穩(wěn)定后再繼續(xù)推進(jìn)。通過(guò)合理控制推進(jìn)進(jìn)度，能夠有效降低盾構(gòu)推進(jìn)對(duì)高架橋深大樁基的不利影響，確保工程安全順利進(jìn)行。6.2加強(qiáng)樁基保護(hù)措施6.2.1對(duì)樁基進(jìn)行加固處理為了提高高架橋深大樁基在盾構(gòu)推進(jìn)影響下的承載能力和穩(wěn)定性，可采用多種加固處理方法。在增加配筋方面，通過(guò)在樁基內(nèi)部增加鋼筋的數(shù)量或直徑，能夠顯著提高樁基的抗彎和抗剪能力。在某類(lèi)似工程中，對(duì)受盾構(gòu)施工影響的樁基進(jìn)行加固，將原有的鋼筋直徑從[X]mm增加到[X]mm，鋼筋間距從[X]mm減小到[X]mm。加固后，樁基在盾構(gòu)推進(jìn)過(guò)程中的位移和軸力變化明顯減小，有效保障了樁基的穩(wěn)定性。增加配筋時(shí)，需嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)要求進(jìn)行鋼筋的布置和連接，確保鋼筋與混凝土之間的協(xié)同工作性能。提高混凝土強(qiáng)度也是一種有效的加固措施。采用高強(qiáng)度等級(jí)的混凝土，如將原設(shè)計(jì)的C[X]混凝土提高到C[X]混凝土，能夠增強(qiáng)樁基的抗壓和抗變形