分层地基中富水隧道盾构施工对既有桥梁桩基的影响

摘要

当前盾构施工常需穿越大量桥桩基础,关于盾构开挖引起地下水渗流对邻近桥桩影响的研究较少.基于Winkler地基模型推导盾构施工对邻近桥桩变形的计算公式,建立整体和局部三维有限元模型.分析不考虑地下水作用、考虑稳定地下水作用及流固耦合三种计算工况下桥墩沉降量、地表沉降槽、桩身竖直、水平变形量及桩身应力变化趋势.研究结果表明:当不考虑地下水作用时,计算数值偏小;在流固耦合下开挖面的前上方土体渗流速度较周围土体的渗流速度快,在盾构通过后,两侧地下水在地表呈现出"U"形向隧道上方补给的流动趋势;桩身竖向变形以隧道顶部水平位置为界,上部桩身沉降,下部桩身向上变形;桩身水平变形呈现出连续"S"形分布,在隧道附近产生应力集中.流固耦合的计算结果与现场实测数据更吻合,符合实际情况.