CN103114611A - 下穿高铁桥孔的变形多阶隔断法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种隧道下穿高铁桥孔的土体变形多阶隔断方法，具体包括在既有桥梁桩基和新建隧道之间设置两排以上的隔离桩，所述隔离桩的桩端位于新建隧道中心线以下，按照由既有桥梁桩基到新建隧道的方向逐排施工，各排隔离桩抗弯刚度从既有桥梁桩基到新建隧道方向刚度逐排递减。隔离桩将隧道开挖产生的周边土体的变形进行多阶隔断，从而减小既有桥梁桩基周围土体的扰动，最终达到控制既有桥梁桩基变形的目的。

Description

下穿高铁桥孔的变形多阶隔断法

技术领域

本发明属于岩土工程技术领域，涉及一种下穿高铁桥孔时土体变形的多阶隔断方法。

背景技术

随着我国城市和轨道交通的建设，高速铁路的开通里程越来越多。新建铁路隧道、地铁、地下通道等下穿高速铁路桩基础的情况越来越多，各地都面临新建隧道下穿高速铁路桩基这一前所未有的技术难题。下穿结构施工过程中不可避免地会对周围土体产生扰动，土体的这种变形会引起高铁墩、台以及基础的变形，而这种变形向上传递到轨道结构最终将导致线路的不平顺；同时周围土体的扰动造成地层的应力变化，增大了桩基的负摩阻力，减小了土体对桩基的约束作用，加剧了线路的不均匀沉降变形，从而对高速铁路线路的运营造成影响。

目前在隧道下穿普通铁线路工程中，较多采用在新建隧道和既有线路桩基础之间设置单排隔离桩的方法。这种方法可以在一定程度上隔断土体的变形，减小新建隧道对既有线路的影响。但由于是单排桩，对土体变形的隔断效果有限，不能满足高速铁路对线路变形的较高的控制标准。因此，如何最大限度地降低新建隧道开挖对高速铁路桩基础的影响，是隧道下穿高速铁路工程中值得研究的一个问题。铁道部科技研究开发计划项目《穿越高速铁路施工影响及对策研究》（合同编号：J2011G005）中即关注了此问题，并资助同济大学对此进行了研究，最终提出了供一种隧道下穿高速铁路桩基土体变形多阶隔断方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种隧道下穿高速铁路桩基土体变形多阶隔断法。它比普通的隔断方法具有更好的隔断效果，可以更大程度的减小新建隧道开挖对既有高速铁路桩基础的影响。

为达到上述目的，本发明的解决方案是：

一种隧道下穿高铁桥孔的土体变形多阶隔断方法，在既有桥梁桩基和新建隧道之间设置两排以上的隔离桩，所述隔离桩的桩端位于新建隧道中心线以下，按照由既有桥梁桩基到新建隧道的方向逐排施工，各排隔离桩抗弯刚度从既有桥梁桩基到新建隧道方向逐排递减。

所述同一排隔离桩中，相邻隔离桩的桩间距不小于0.1m、不大于3倍的隔离桩桩径。

进一步的，所述同一排隔离桩中，相邻隔离桩之间桩间距尽量减小。

相邻两排隔离桩之间的距离不小于0.1m、不大于较小的隔离桩桩径。

进一步的，根据具体施工工艺水平尽量减少相邻两排隔离桩之间的距离。

所述隔离桩尽量的靠近新建隧道设置，所述距离新建隧道最近一排的隔离桩至所述新建隧道的最小距离为1m。

优选的，所述距离既有桥梁桩基最近一排的隔离桩为钻孔灌注桩。

由于采用上述方案，本发明的有益效果是：本发明提供了一种隧道下穿高速铁路桩基土体变形多阶隔断的方法，该方法是在新建隧道和既有高速铁路桩基之间设置两排或多排隔离桩，将隧道开挖引起的土体变形进行多次隔断。本发明所示的方法可以较大程度的减小新建隧道施工对既有桥梁桩基的影响，并对隔离桩本身施工对既有桥梁桩基的影响进行控制，从而保证高速铁路线路的平顺性和车辆的正常运行。

附图说明

图1为本发明一实施例的隔离桩空间布置图；

图2为图1所示实施例的俯视图；

其中，新建隧道1、既有桥梁桩基础2、第一排隔离桩3、第二排隔离桩4、第三排隔离桩5。

具体实施方式

以下结合附图所示实施例对本发明作进一步的说明。

一种隧道下穿高铁桥孔的土体变形多阶隔断方法，具体包括以下步骤：在新建隧道1和既有桥梁桩基2之间设置两排以上的隔离桩，隔离桩的桩端位于新建隧道1中心线以下，按照由既有桥梁桩基2到新建隧道1的顺序逐排施工，各排隔离桩抗弯刚度从既有桥梁桩基2到新建隧道1方向刚度逐排递减。

由于在桥梁桩基附近施工隔离桩时，可能引起土体变形，进而对桥梁桩基差生影响。但本实施例中，由于沿既有桥梁桩基2到新建隧道1方向的各排隔离桩抗弯刚度递减，并按照从既有桩基到新建隧道1的方向逐排施工隔离桩。这样一来已经施工完成的隔离桩可以约束后续隔离桩施工产生的土体变形，达到保护桩基的目的。

又隧道施工产生的土体变形范围为隧道中心线到地表之间，隔离桩在竖向上应涵盖这一范围，故隔离桩的桩端需位于新建隧道1中心线以下。

本实施例中，同一排隔离桩中，相邻隔离桩的桩间距不小于0.1m，不大于3倍的隔离桩桩径。由于减小同一排桩的桩间距可以增大桩的密度，提高隔断效果，因此在施工工艺允许的情况下，同一排隔离桩中，相邻隔离桩之间桩间距尽量减小。

本实施例中，隔离桩应当尽量的靠近新建隧道1设置，这样可以最大程度的减小受新建隧道1开挖影响的土体范围。同时，隔离桩距离既有桥梁桩基2越远，可以减小隔离桩施工对既有桥梁桩基2的影响。

考虑到施工工艺和误差的存在，隔离桩与新建隧道1之间应保持一定距离，本实施例中，隔离桩到新建隧道1之间的最小距离为1m。

本实施例中，相邻两排隔离桩之间的距离不小于0.1m，不大于3倍的隔离桩桩径。且各排隔离桩之间的距离应根据具体施工工艺水平，尽量减小。

下面以设置3排隔离桩为例，对本发明方法进行说明。

如图1和图2所示，在既有桥梁桩基2和新建隧道1之间分别设置3排隔离桩。按照从既有桥梁桩基2到新建隧道1的方向施工各排隔离桩，即：先施工第一排隔离桩3，再施工第二排隔离桩4，最后施工第三排隔离桩5。且从既有桥梁桩基2到新建隧道1的方向各排隔离桩抗弯刚度递减，即第一排隔离桩3的抗弯刚度最大，本实施例中，第一排隔离桩3选用桩径1.2m的钻孔灌注桩，相邻隔离桩之间的桩间距为0.2m；第二排隔离桩4的抗弯刚度应该小于第一排桩，本实施例中，第二排隔离桩4选用桩径1.0m的钻孔灌注桩，相邻隔离桩的桩间距0.2m；第三排隔离桩5抗弯刚度应该小于第二排桩，本实施例中，采用桩径0.8m的钻孔灌注桩，相邻隔离桩的桩间距0.1m。第一排隔离桩3和第二排隔离桩中心距为1.4m；第二排隔离桩4和第三排隔离桩3中心距为1.2m。

第一排隔离桩3的设置可以一定程度减小新建隧道1施工产生的土***移，但不能完全隔断。在此基础上，第二排隔断桩4的设置可以在第一排隔断的基础上将土***移进行进一步的折减。同样的，第三排隔离桩5的设置可以在前两排隔断的基础上将土***移进行进一步折减，最终达到更大程度减小土***移的效果。由于第一排隔离桩3首先施工，因此它可以减小第二排隔离桩4施工对既有桥梁桩基2的影响。同样，第一排隔离桩3和第二排隔离桩4的存在，可以减小第三排隔离桩5施工对既有桥梁桩基2的影响。最终达到减小隔离桩施工对既有桥梁桩基2的影响。

上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和应用本发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于这里的实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种隧道下穿高铁桥孔的土体变形多阶隔断方法，其特征在于：在既有桥梁桩基和新建隧道之间设置两排以上的隔离桩，所述隔离桩的桩端位于新建隧道中心线以下，按照由既有桥梁桩基到新建隧道的方向逐排施工，各排隔离桩抗弯刚度从既有桥梁桩基到新建隧道方向逐排递减。

2.根据权利要求1所述的隧道下穿高铁桥孔的土体变形多阶隔断方法，其特征在于：所述同一排隔离桩中，相邻隔离桩的桩间距不小于0.1m、不大于3倍的隔离桩桩径。

3.根据权利要求2所述的隧道下穿高铁桥孔的土体变形多阶隔断方法，其特征在于：所述同一排隔离桩中，相邻隔离桩之间桩间距尽量减小。

4.根据权利要求1所述的隧道下穿高铁桥孔的土体变形多阶隔断方法，其特征在于：相邻两排隔离桩之间的距离不小于0.1m、不大于较小的隔离桩桩径。

5.根据权利要求4所述的隧道下穿高铁桥孔的土体变形多阶隔断方法，其特征在于：根据具体施工工艺水平尽量减少相邻两排隔离桩之间的距离。

6.根据权利要求1所述的隧道下穿高铁桥孔的土体变形多阶隔断方法，其特征在于：所述隔离桩尽量的靠近新建隧道设置，所述距离新建隧道最近一排的隔离桩至所述新建隧道的最小距离为1m。

7.根据权利要求1所述的隧道下穿高铁桥孔的土体变形多阶隔断方法，其特征在于：所述距离既有桥梁桩基最近一排的隔离桩为钻孔灌注桩。

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