楊波

摘要：城市化進(jìn)程不斷加快，現(xiàn)代城市建設(shè)規(guī)模也在不斷擴(kuò)大，隧道工程施工建設(shè)得到發(fā)展，明挖法施工效率良好，有利于提高隧道施工效率?；诖耍疚囊悦魍诜ㄋ淼朗┕ぷ鳛檠芯繉ο?，通過建立有限元數(shù)值模型了解明挖法隧道施工對近接橋梁樁基的影響，分析施工存在的問題，并提出降低影響的有效改進(jìn)措施。

關(guān)鍵詞：明挖法；隧道施工；近接橋梁樁基

引言：

加強明挖法隧道施工對橋梁樁基的影響分析，可以提高明挖法施工效率，防止施工過程中出現(xiàn)不利于施工進(jìn)度的阻礙因素，滿足橋梁樁基的安全性需求。根據(jù)明挖法隧道施工的詳細(xì)情況，了解該方法下對近接橋梁樁基產(chǎn)生的側(cè)土壓力變化、樁基沉降或水平位移影響，從而豐富明挖法隧道施工方法，降低施工對近接橋梁樁基的不良影響。

1.明挖法隧道施工對近接橋梁樁基的影響分析

1.1實踐中分析方法

1.1.1建立有限元數(shù)值模型

使用明挖法進(jìn)行隧道施工，探究該施工方法對近接橋梁樁基產(chǎn)生的影響，為了提高結(jié)構(gòu)的準(zhǔn)確性，可以建立有限元數(shù)值模型。將網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)應(yīng)用于研究，在三維空間內(nèi)建立與明挖法隧道施工相關(guān)的有限元數(shù)值模型，在模型的支撐下分析明挖法對近接橋梁樁基的影響，是影響分析工作更具有針對性，從而提高施工人員對樁基影響的認(rèn)知水平。建立有限元數(shù)值模型的時候，可以從以下角度考慮：首先，將網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與信息技術(shù)融合在一起，對隧道橫斷面的長度與深度加以測量，確定有限元數(shù)值模型尺寸，提高模型的應(yīng)用價值。

其次，建立分析近接橋梁樁基影響的有限元數(shù)值模型時，綜合考慮土體材料。將土體材料按照理想塑料介質(zhì)分析，應(yīng)用摩爾庫倫理論，在土體和承臺方面使用實體單元，在襯砌方面使用板單元，在近接橋梁樁基方面使用梁單元。應(yīng)用有限元數(shù)值模型，分析其邊界條件，不僅要對上表面進(jìn)行分析，還要對底部與側(cè)面施加反向約束，近接橋梁樁基使用古德曼接觸單元，從而對承臺的水平位移現(xiàn)象進(jìn)行科學(xué)控制。分析明挖法隧道施工對近接橋梁樁基的影響，需要了解荷載情況，對土體與上部結(jié)構(gòu)的自重深入研究，在有限元數(shù)值模型內(nèi)使研究結(jié)構(gòu)擁有更高的實際價值。

最后，要求相關(guān)人員有效控制有限元數(shù)值模型的建立過程。通過對明挖法隧道施工方法，了解近接橋梁樁基的實際情況，讓影響分析工作有序進(jìn)行，為明挖法隧道施工方案提供科學(xué)參考依據(jù)[1]。

1.1.2明挖法隧道施工過程與隧道襯砌的模擬分析

將有限元數(shù)值模型建立以后，可以對明挖法隧道施工進(jìn)行模擬分析，結(jié)合隧道襯砌情況了解施工過程對近接橋梁樁基產(chǎn)生的影響。在模擬分析的時候需要按照以下步驟進(jìn)行：（1）先了解明挖法隧道施工事情，考慮土體自重問題。建立模擬分析的時候要讓近接橋梁樁基與承臺激活，處理位移效果的同時使模擬分析中的土層處于應(yīng)力狀態(tài)，保證模擬效果達(dá)到最佳。（2）使用明挖法開挖隧道時，需要將襯砌單元激活，模擬隧道開挖與襯砌施工情況。這樣做可以保證施工對近接橋梁樁基的影響是真實有效的，從而推動模擬工作的落實。（3）在隧道開挖面上加入臨時性支撐。使用梁單元進(jìn)行模擬，其內(nèi)力按照土層側(cè)壓力情況決定。

1.2明挖法隧道施工對近接橋梁樁基的影響結(jié)果分析

利用有限元數(shù)值模型分析明挖法隧道施工對橋梁樁基產(chǎn)生的影響，在模型內(nèi)各個單元的配合下，得出以下分析結(jié)果：

1.2.1側(cè)土壓力變化影響樁基結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性

使用有限元數(shù)值模型可以分析隧道施工周圍土體的側(cè)移情況，分析側(cè)土壓力產(chǎn)生變化，會影響近接橋梁樁基結(jié)構(gòu)，不利于結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。使用明挖法進(jìn)行隧道施工，也會對樁基附近的土地造成擾動，如果擾動超過一定程度，將會嚴(yán)重影響近接橋梁樁基的整體結(jié)構(gòu)，使樁基處于危險狀態(tài)[2]。

1.2.2橋梁樁基沉降問題

通過有限元數(shù)值模型的模擬情況得知，明挖法隧道施工時，對基坑的開挖會擾動近接橋梁樁基附近的土體，降低樁基側(cè)摩阻力。施工時，新建的基坑就在近接橋梁樁基上部，該部位的側(cè)摩阻力會受到嚴(yán)重影響，但是下部的側(cè)摩阻力所受影響比較小，因此近接橋梁樁基上部會發(fā)生明顯的沉降現(xiàn)象，相比之下，近接橋梁樁基下部受到的影響比較小，但依然對樁基的后期應(yīng)用不利，會加大樁基沉降問題的發(fā)生概率。

1.2.3橋梁樁基水平位移

從有限元數(shù)值模型中得知，明挖法隧道施工時，近接橋梁樁基上部土體被擾動，土體有變化，近接橋梁樁基的穩(wěn)定性受到影響。除此之外，施工時也會導(dǎo)致近接橋梁樁基出現(xiàn)水平位移現(xiàn)象，如果不立即制止，將會導(dǎo)致樁基持續(xù)在失穩(wěn)狀態(tài)內(nèi)使用，不利于橋梁樁基的后期應(yīng)用。

面對以上問題，了解明挖隧道施工方式對樁基產(chǎn)生的不利影響，為了降低近接橋梁樁基危險事故的發(fā)生概率，需要不斷優(yōu)化近接橋梁樁基性能，保持樁基結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，并采取相應(yīng)的措施提高明挖法隧道施工質(zhì)量。

2.降低明挖法隧道施工對近接橋梁樁基的影響的有效措施

2.1完善施工方案，加強對施工過程的有效控制

根據(jù)上文分析得知，明挖法隧道施工過程中如果操作不當(dāng)，將會直接影響近接橋梁樁基的質(zhì)量，給樁基帶來不利影響。因此，施工單位需要進(jìn)一步完善明挖法隧道施工方案，加強對明挖法施工的有效控制，在制定明挖法施工計劃的時候必須綜合考慮施工條件，制定科學(xué)合理的隧道施工發(fā)難。要求施工人員與設(shè)計人員前往施工現(xiàn)場，考慮施工現(xiàn)場的地質(zhì)情況與水文情況，根據(jù)近接橋梁樁基的信息，預(yù)測方案的可行性。不僅要考慮施工方案的安全性，還需要從成本經(jīng)濟(jì)方面分析方案，保證最終實施的方案可以將施工對近接橋梁樁基的影響降低到最小，使樁基在后期可以安全使用。

為了消除施工中存在的安全隱患，需要施工管理者加強對施工全過程的嚴(yán)格控制，將相應(yīng)工作認(rèn)真落實，及時處理施工中發(fā)生的問題。施工人員對孔樁進(jìn)行開挖的時候，需要做好支護(hù)措施。人工挖孔樁，可以采用間隔三孔跳挖方式進(jìn)行，每開挖1.0m高度，立模灌注一次護(hù)壁砼，在礫質(zhì)粘性土及砂質(zhì)粘性土易塌壁地段，分段開挖高度控制在0.5～1.0m范圍內(nèi)，采用插板法開挖?？變?nèi)出土采用小型電動卷揚機(jī)提升吊桶出土，護(hù)壁模板采用外八字型鋼模板，拆上節(jié)立下節(jié)循環(huán)周轉(zhuǎn)使用。根據(jù)地質(zhì)資料，挖孔樁未入巖，成孔由人工配合風(fēng)鎬、鐵鏟開挖。

2.2優(yōu)化施工方式，注重對橋梁樁基結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的評估

為了降低明挖法隧道施工對樁基產(chǎn)生的影響，要求施工人員綜合自身經(jīng)驗與技能水平，優(yōu)化施工方案，保證樁基處于良好的運行狀態(tài)。施工人員做好對橋梁樁基的穩(wěn)定性評估，可以為土方開發(fā)工作提供參考依據(jù)，在基坑開挖施工時和完工后，均要在基坑四周施作排水溝和集水井，集水井每80m布設(shè)一個，以便及時將基坑積水排走。首先，基坑開挖到設(shè)計標(biāo)高，仔細(xì)進(jìn)行測量，放樣及驗收，嚴(yán)禁超挖。其次，掌握框架結(jié)構(gòu)澆筑和支撐拆除的要求及操作程序，對側(cè)墻、頂板模型支撐系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計、檢算，報監(jiān)理業(yè)主審批準(zhǔn)后根據(jù)施工進(jìn)度提前安排備料。再次，對內(nèi)部結(jié)構(gòu)施工順序，施工進(jìn)度安排，施工方法及技術(shù)要求向工班及全體管理人員進(jìn)行認(rèn)真交底，做到人人心中有數(shù)。最后，墊層澆筑前，要針對基底情況進(jìn)行基底處理，并施作接地網(wǎng)[3]。

總結(jié)：

總而言之，分析明挖法隧道施工的實際情況，建立有限元數(shù)值模型了解施工過程對近接橋梁樁基可能產(chǎn)生的影響。為了避免施工對橋梁樁基結(jié)構(gòu)安全性產(chǎn)生威脅，建議在開挖隧道之前，做好施工的準(zhǔn)備工作，合理優(yōu)化施工方案，深入現(xiàn)場調(diào)查隧道實際土質(zhì)情況與水文情況，使明挖法隧道施工更加科學(xué)合理，以此提升隧道施工的技術(shù)水平，增加施工的技術(shù)含量。

參考文獻(xiàn)

[1]李平.明挖法隧道施工對近接橋梁樁基的影響[J].智能城市，2018，4（19）：70-71.

[2]儲德春.明挖法隧道施工對近接橋梁樁基的影響及對策分析[J].交通標(biāo)準(zhǔn)化，2013（17）：49-51.

[3]梁子軒，王健，潘可明.明挖法隧道施工對近接橋梁樁基的影響[J].市政技術(shù)，2011，29（02）：84-86.

（作者單位：重慶中環(huán)建設(shè)有限公司）