地铁盾构施工对邻近桥梁桩基的影响及防护研究

张开新

长沙市轨道交通运营有限公司，湖南 长沙 410000

摘要：随着社会经济的迅速发展，城市进程的不断深入，使得交通运输情况愈发严峻，想要改善这一现状，必须要强化城市范围内土地的合理应用，强化城市交通建设。本文首先从地铁盾构施工对邻近桥梁桩基的影响入手，同时阐述了地铁盾构施工对邻近桥梁桩基影响的防护措施，最后总结了地铁盾构施工对邻近桥梁桩基影响的防护案例应用，旨在为提出切实有效的防护措施，推动交通行业得到更好的发展。

关键词：地铁盾构；邻近桥梁桩基；施工影响；防护研究

引言

现阶段，我国地铁施工急需解决的问题主要包括，明确桥梁变形的影响要素，合理掌控桥梁变形策略，保障地铁施工的安全性与合理性，推动我国交通事业的可持续发展。

1地铁盾构施工相关概述

盾构法由于具有施工快捷，安全，对环境影响小等优点，已经成为城市轨道交通主要施工方法。盾构施工过程中由于盾构机的顶推力，盾构通过后的盾尾空隙，盾构注浆等因素的影响，将对地层产生扰动，从而导致隧道附近土体应力重分布隧道施工引起隧道周围地层移动，使得桥梁桩基产生差异变形，高等级公路桥梁对沉降要求高，差异沉降对桥梁桩基的安全使用产生风险。通过数值分析研究地表沉降和桩基的差异沉降随盾构掘进的变化规律，并分析袖阀管注浆加固对桥梁桩基沉降的影响。

2 地铁盾构施工对邻近桥梁桩基的影响

2.1 地铁工程影响

在实际开展地铁盾构施工的过程中，其土壤硬度通常没有桥梁桩基底部土壤的硬度高。在对桩基进行处理时，可以将其当成一个刚性体，需要注意的是，在盾构施工时，如果桥梁桩基的底部产生了迁移力，其土层应力就会逐渐分散。在这种情况下，桥梁桩基的底部会发生阻力变化，其侧面的阻力也会随之有一定程度的变化。就地铁工程建设施工来说，盾构施工会使得桥梁桩基产生附属力，在施工过程中附属力会随着土壤传递到桩基顶部，导致桥梁桩基与桥梁底部的负荷能力受到影响。因此，地铁盾构施工人员需要对桥梁桩基的附属力进行关注，尽量减小其影响。部分施工人员在施工过程中没有对地层的纵向迁移进行分析，使得桥梁桩基的垂直方向产生干扰力。

2.2 隧道工程影响

隧道工程建设是地铁盾构施工的重点内容，在确定地铁工程建设施工方案之后，就需要开展隧道工程施工。在应用地铁盾构施工方法时，需要掘进隧道，在这个阶段，容易使得土壤产生横向力，在这个过程中，相邻的桥梁桩基就可能会出现变形与倾斜。在实际开展地铁盾构施工的过程中，桩基的地点可能会发生转变，当周围的土壤比较疏松时，就会使得桩基呈现弯曲现象。一般来说，地铁隧道施工中土层横向迁移对邻近桥梁会产生较大的干扰，主要是由于基地的很震惊越大，桥梁桩基的硬度就会随之升高，使得桩基的横向变形效果越来越明显。在进行地铁盾构施工时，的地铁邻近的土壤会随着隧道产生位移现象，并且桩基会在桥拱的位置集中变形。地铁盾构施工对于土层的迁移深度与范围会产生较大的影响。主要表现为地铁盾构施工的深度增加，桥梁桩基的底侧转变程度越大。

3 地铁盾构施工对邻近桥梁桩基的影响原因

在影响原因方面，国内外学者都进行了充分研究。具体而言，有以下五点原因:1)在盾构施工开展的前期阶段，需要对地面内部的地下水进行抽取，在进行地下水抽取的过程中可能会对土壤结构的支撑力有所破坏，造成地面沉降，破坏周边的建筑物。2)掌子面水平变化。在地铁隧道挖掘的过程中，会用相关的支撑设备对支护面产生支撑力，当这种支撑力和原始土壤结构的侧向应力互相平衡时，在开挖面的土体结构会和盾构方向保持同向移动，此种同向移动将会引发地面沉降，最终导致对周边的建筑物稳定性产生相应影响。3)在利用盾构法进行隧道施工的过程中，可能会由于人工操作误差、机器设备工作误差导致掌子面土壤层塌落对地面稳定程度造成影响，进而影响周边建筑物的稳定性程度。4)在地铁施工的过程中会造成土体挤入盾尾形成相应的空隙。在盾构施工机械中一般刀盘的直径都要大于盾体的直径，这种设备构造会导致盾体的周围与周边土体之间形成一个圆环状的缝隙。这种缝隙在施工到一定程度以后需要填注材料进行压实。如果不能够及时的将缝隙进行填充，可能会导致地表形变较为严重，进而对周边建筑物产生影响。5)在地铁隧道施工的过程中，相关管道会由于土壤压力和水分压力产生一定程度的形变，这种形变将会导致少量的地层损失。

4 地铁盾构施工对邻近桥梁桩基影响的防护措施

4.1 桥梁桩基表型防护措施

在施工初期，工作人员需要依据自身阅历与工作经验，合理挑选施工指数，正确改善工程开展情况。在施工过程中，要依据实际的变形情况，改善盾构机械设备指数，降低其对附近桥梁桩基的干扰。桥梁桩基表型防护措施主要包括：掌控挖掘面，这也是地铁隧道施工中的核心步骤，此阶段需要采取有效措施，将土压值与工作压力维持在一定的范围内。不管土压值过大还是过小，均会影响隧道施工。一旦压力值超出规定范围，将会导致地面凸起，不仅影响美观还会增加交通事故发生的记录。若压力值较小，会导致地表沉降，影响地面交通结构。

4.2 地铁盾构工程施工策略

4.2.1 合理应用阻隔墙

在工程施工中阻隔墙防范技术得到了广泛应用，在施工过程要求具备一定的工作空间。在地铁施工过程中，是在挖掘过程中添加阻隔墙，其目的是为防止挖掘设备对地铁邻近桥梁的威胁与影响，在桩基与隧道之间增加一道阻隔墙。在实际应用中，阻隔墙能够在地表、地下开展施工，借助密排打孔灌注桩，袖阀灌注浆等开展作用。

4.2.2 科学应用桩基托换技术

针对陈旧的桩基需要及时将其替换，将新桩基作为地铁隧道上层构造物的负荷桩，促使桩基与工程地基基底构成全新的桩基系统，两者相互协作，共同承受上层荷载力，不断完善与优化原本的地铁工程地基应力，确保将桥梁下沉掌控在合理范围内。在地铁盾构施工中常用的桩基托换技术主要包括：桩基转变层技术、张继负压板技术。

4.2.3 提升土地牢固度

提升土地牢固度技术主要包括：喷射搅拌与化学注浆。喷射搅拌是借助桩基附近土壤的硬度，提升附近土壤的健全性，全面降低地铁施工过程中对周围桥梁桩基的干扰。化学注浆，是针对土壤开展相应的化学灌浆，提升土壤的硬度与刚性，以此降低地铁施工对周围桥梁桩基的影响。比如：在某地铁工程地质状况监测过程中，工作人员在邻近桥梁与隧道位置基础上，构建相应的有限元分析软件模型，依次开展模拟运算，强化袖阀注浆的牢固性，更好的开展各项防范工作。在运算数值基础上，判断是否采取加固手段。针对隧道附近地层与桥桩变形较大的情况，经过对比之后，选择袖阀注浆加固手段，经过应用之后，未发现变形，应用效果显著。

4.3 盾构施工现场监测工作

在地铁盾构施工中，对邻近桥墩的影响较大，因此必须要深入分析桥墩掘进施工得到的监测数据，计算、分析地层沉降数据。在实际工程案例基础上，设计相应的监测案例，计算出邻近桥梁的累计沉降量，合理安排相应的工作。就实际情况而言，在地铁盾构施工过程中，只有强化现场监测工作，完善管理制度，更新管理理念，才可确保地铁盾构施工工作的有序开展。

结论

综上所述，若地铁施工掌控不合理，便会导致桥梁、建筑物、公路等大面积下沉、迁移或者变形，这些均会为人们的平常生活带来严重影响。因此地铁盾构施工要积极研究其为附近桥梁桩基造成的影响，选用科学合理的应对措施，全面确保我国交通运输畅通无阻。

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