[發(fā)明專利]一種鋼套管施工引起鄰近地鐵隧道附加圍壓的計算方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110418309.2
• 申請日: 2021-04-19
• 公開（公告）號: CN113177246A
• 公開（公告）日: 2021-07-27
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 丁智;張霄;姜葉翔;羊逸君;周奇輝;劉尊景;王震
• 申請（專利權(quán)）人: 浙大城市學(xué)院
• 主分類號: G06F30/13
• 分類號: G06F30/13;G06F30/20;G06F30/23
• 代理公司: 杭州求是專利事務(wù)所有限公司 33200
• 代理人: 應(yīng)孔月

本發(fā)明公開了一種鋼套管施工引起鄰近地鐵隧道附加圍壓的計算方法，屬于地下工程技術(shù)領(lǐng)域，包括：建立鋼套管鄰近地鐵隧道施工的計算模型；根據(jù)所述計算模型，計算樁端壓力p引起的第一豎向和水平向附加應(yīng)力；根據(jù)所述計算模型，計算樁側(cè)徑向壓力q引起的第二豎向和水平向附加應(yīng)力；根據(jù)所述計算模型，計算樁側(cè)垂向摩阻力f引起的第三豎向和水平向附加應(yīng)力；根據(jù)第一、第二和第三豎向和水平向附加應(yīng)力，計算鋼套管施工各附加力引起的總豎向和水平向附加應(yīng)力；根據(jù)所述總豎向和水平向附加應(yīng)力，計算考慮隧道存在影響的附加圍壓。以解決相關(guān)技術(shù)中計算鄰近施工附加荷載時忽視既有隧道存在的影響，使得最終結(jié)果與實際工程有出入的問題。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及地下工程技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種鋼套管施工引起鄰近地鐵隧道附加圍壓的計算方法。

背景技術(shù)

近年來，伴隨著城市地下空間的開發(fā)利用與地上高架橋交通路網(wǎng)的不斷延伸完善，新建橋樁鄰近運營地鐵隧道的工程日益增加。一般而言，軟土地區(qū)鄰近地鐵隧道的橋樁施工多采用全套管灌注樁工藝，具有成孔成樁質(zhì)量高、無孔壁坍塌、斷樁和縮頸風(fēng)險等優(yōu)點，有良好的工程適用性。但是，近距離鋼套管施工不可避免地會引起土體擾動和變形，導(dǎo)致鄰近地鐵隧道產(chǎn)生附加內(nèi)力，破壞隧道結(jié)構(gòu)的應(yīng)力平衡，繼而產(chǎn)生結(jié)構(gòu)開裂、破損等危害。

目前，國內(nèi)外有關(guān)全套管灌注橋樁施工引起的鄰近地鐵隧道變形的研究主要集中在三維數(shù)值模擬和現(xiàn)場實測數(shù)據(jù)分析方面，且大多研究主要關(guān)注隧道的水平與豎向位移變形，尚未關(guān)注到隧道管片的橫向性能研究。現(xiàn)階段，有關(guān)隧道襯砌管片性能的研究主要是基于荷載—結(jié)構(gòu)法，其重點是計算管片圍壓荷載以及建立管片模型，通過將荷載施加到管片模型上來獲取管片整體內(nèi)力、變形以及細部構(gòu)造的應(yīng)力應(yīng)變變化規(guī)律。因此，如何得到符合工程實際的隧道圍壓荷載便是研究的重點之一。

在實現(xiàn)本發(fā)明過程中，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有技術(shù)中至少存在如下問題：

計算鄰近施工附加荷載時忽視既有隧道存在的影響，使得最終結(jié)果與實際工程有出入。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提出一種鋼套管施工引起鄰近地鐵隧道附加圍壓的計算方法，以解決相關(guān)技術(shù)中計算鄰近施工附加荷載時忽視既有隧道存在的影響，使得最終結(jié)果與實際工程有出入的問題。

根據(jù)本申請實施例，提供一種鋼套管施工引起鄰近地鐵隧道附加圍壓的計算方法，包括：

建立鋼套管鄰近地鐵隧道施工的計算模型；

根據(jù)所述計算模型，計算樁端壓力p引起的第一豎向和水平向附加應(yīng)力；

根據(jù)所述計算模型，計算樁側(cè)徑向壓力q引起的第二豎向和水平向附加應(yīng)力；

根據(jù)所述計算模型，計算樁側(cè)垂向摩阻力f引起的第三豎向和水平向附加應(yīng)力；

根據(jù)第一、第二和第三豎向和水平向附加應(yīng)力，計算鋼套管施工各附加力引起的總豎向和水平向附加應(yīng)力；

根據(jù)所述總豎向和水平向附加應(yīng)力，計算考慮隧道存在影響的附加圍壓。

進一步地，建立鋼套管鄰近地鐵隧道施工的計算模型，包括：

以橋樁樁頂?shù)膱A周中心作為坐標原點建立坐標系，橋樁垂直于xoy平面，沿著z軸正向施工，地鐵隧道沿著y軸縱向分布，得到鋼套管鄰近地鐵隧道施工的計算模型。

進一步地，計算樁端壓力p引起的豎向和水平向附加應(yīng)力，包括：

計算鋼套管內(nèi)土塞螺旋向上滑動時的樁端壓力；

計算鋼套管內(nèi)土塞豎直向上滑動時的樁端壓力；

根據(jù)不同施工工藝選擇所述樁端壓力計算公式，計算樁端壓力p引起的豎向和水平向附加應(yīng)力。

進一步地，計算樁端壓力p引起的豎向和水平向附加應(yīng)力，包括：