轻轨桩基桩周开挖卸荷对桩身摩阻力的影响研究.pdf
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1、收稿日期:文章编号:()文献标识码:轻轨桩基桩周开挖卸荷对桩身摩阻力的影响研究刘斌(新疆公路桥梁试验检测中心有限责任公司,新疆乌鲁木齐 )摘要:已建轻轨桩基受下穿市政道路建设影响,需对桩基周围土体进行开挖卸荷,为探究桩基周边土体开挖卸荷过程中,轻轨桩基桩身摩阻力的变化,特以重庆市轨道 号线 号桥墩开挖卸荷工程为基本案例,通过 数值模拟分析软件,模拟开挖过程中 号桥墩桩身摩阻力变化情况,模拟结果显示:卸荷会导致轻轨桩基桩身摩阻力峰值增加,中性点下移,桩身弯矩呈现出上部为正,下部为负的分布情况,且负弯矩会出现先增大后减小的趋势。关键词:开挖卸荷;桩身摩阻力;轻轨桩基;桥梁工程 工程背景 工程概况重
2、庆市轨道交通 号线停车场出入段线桥梁结构,该区间共分两段,第一区段起讫里程为 ,第二区段起讫里程为 。桥梁线路总长 ,区段均采用左右线合修。规划西部数字经济产业 园 园 区 配 套 道 路藕 塘 路 于 桩 号 处 下 穿 轨 道 号 线,道 路 设 计 标 高 为 ,此处需对 号桥墩进行桩周开挖。地质构造建设场区内人工填土零星分布于整个场地,多为路基填土,和零星住房平场堆填,均匀性较差。强风化基岩整体厚度小,分布不均匀,均匀性较差;中等风化基岩其分布规律性较好,强度呈低等变异性,其整体均匀性较好。素填土厚度变化较大,松散 稍密,不均匀,压缩性较大,局部架空较为严重,强风化岩层分布范围广,层位
3、变化大,厚度较小,承载力一般;中等风化泥岩、砂岩强度较高,承载力高、埋深浅,是墩台基础较为良好基础持力层。经现场勘察,轻轨桩基及周围岩土体力学参数如表 所示。表 轻轨桩基及周边岩土体力学参数表项目重度 弹性模量 泊松比粘聚力 内摩擦角素填土 砂岩 桩基 数值模拟如图()所示为轨道 号线 号桥墩现场图示,桩基平面尺寸为 ,现状地形高程为 左右,受规划道路标高影响,该处桥墩周围覆土需开挖 左右,轨道桥墩埋深为 ,初步判断能够对桥墩周边土体进行开挖卸荷,根据表 数据建立数值模拟模型如图 )所示,模型为长 ,宽高均为 的长方体模型,采用四面体网格划分,密度为 共计 个计算单元,根据现场工程条件分析,对
4、模型中的底面施加三向位移约束,四个侧面施加法向位移约束,模型顶面为自然底面,不采取约束,工程中按开挖岩土层顺序设置以下开挖顺序:两层素填土共计 ,每次开挖 ,砂岩岩层由于开挖难度较大,分 层开挖,每次开挖 ,共计 ,每次开挖过程为一种工况。第 期(总第 期)华东公路 ()年 月 日 图 轻轨桩基现场及数值模拟图 结果分析如图 )所示为开挖卸荷过程中,桩身侧摩阻力及桩身弯矩变化趋势示意图,图 )中可以看出,桩身上部摩阻力为正,桩身下部摩阻力为负,负摩阻力的存在对桩基承载有不利的影响,随着开挖卸荷的进行,第二工况卸荷(素填土全部开挖)完成后,桩身中性点下移约 ,正摩阻力峰值为 ,相较于未开挖时增加
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