【技术实现步骤摘要】
基于土拱效应的联合门式抗浮框架设计方法
[0001]本申请涉及盾构隧道
,具体涉及一种基于土拱效应的联合门式抗浮框架设计方法
。
技术介绍
[0002]随着城市地下空间的逐渐开发,在既有城市轨道交通隧道上方进行基坑开挖的工程越来越多
。
基坑开挖会引起坑底及以下一定深度范围内地层竖向应力显著降低,位于该位置的既有隧道容易产生上浮变形,对既有隧道的结构安全造成不利影响
。
门式抗浮框架是目前控制既有隧道过大上浮变形的一种有效措施,门式抗浮框架的作用机理是将该竖向卸载应力通过抗拔桩传递到较深的土体中,以达到减小既有隧道附加荷载的目的
。
门式抗浮框架的作用效果与相关设计参数密切相关,其中抗拔桩长度和竖井开挖长度是门式抗浮框架设计中的关键参数,与地层条件
、
既有隧道埋深等因素密切相关,但是目前实际工程中门式抗浮框架相关设计参数多为根据工程经验确定,缺少相应的设计方法
。
[0003]因此,实有必要提供一种基于土拱效应的联合门式抗浮框架设计方法以解决上述问题
。
技术实现思路
[0004]本申请提供一种基于土拱效应的联合门式抗浮框架设计方法,确定了合理的竖井开挖的长度;给出了抗拔桩长的建议值
。
[0005]为解决上述技术问题,本申请的技术方案在于:本申请提供一种基于土拱效应的联合门式抗浮框架设计方法,包括如下步骤:
S10
:采集施工现场数据,确定竖井开挖方式;
S ...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.
一种基于土拱效应的联合门式抗浮框架设计方法,其特征在于,包括如下步骤:
S10
:采集施工现场数据,确定竖井开挖方式;
S20
:假定竖井开挖长度,基于竖井开挖长度的假定值,根据土拱理论以竖井开挖期间的剪应变为参考,确定竖井下方土体的扰动范围,判断既有隧道的埋深是否在竖井下方土体的松动区范围内,若是,则将竖井开挖长度的假定值作为设计值;若否,则返回重新设置竖井开挖长度的假定值;
S30
:根据隧道变形控制标准,确定既有隧道所在位置处地层应力控制范围,假定抗拔桩场长度,计算既有隧道结构轴线处的地层应力,判断地层应力是否在地层应力控制范围内,若是,则取抗拔桩长度的假定值为设计值;若否,则返回调整抗拔桩长度的假定值;
S40
:重复步骤
S20
及步骤
S30
,直至取到竖井开挖长度设计值和抗拔桩长度设计值,完成设计过程
。2.
根据权利要求1所述的基于土拱效应的联合门式抗浮框架设计方法,其特征在于,所述施工现场数据包括场地土层物理力学参数
、
既有隧道与基坑空间位置关系
、
既有隧道主体结构几何物理参数以及既有轨道交通线位移控制标准
。3.
根据权利要求1所述的基于土拱效应的联合门式抗浮框架设计方法,其特征在于,竖井开挖方式选择为“隔三挖一”的跳挖法
。4.
根据权利要求1所述的基于土拱效应的联合门式抗浮框架设计方法,其特征在于,竖井下方土体的扰动范围的确定过程为:根据现场得到的土层资料,用数值模拟软件
Plaxis 2D
模拟竖井的开挖,开挖的长度依照加假定值进行设定,得到竖井下方的土体竖向变形,形成位移随深度的变化曲线,根据该变化曲线确定竖井下方土体的扰动范围
。5.
根据权利要求1所述的基于土拱效应的联合门式抗浮框架设计方法,其特征在于,步骤
S20
中,判断既有隧道的埋深是否在竖井下方土体的松动区范围内具体为判断下式是否成立:;式中,表示既有隧道拱顶埋深;
H
表示竖井开挖深度;表示竖井下方松土区高度
。6.
根据权利要求5所述的基于土拱效应的联合门式抗浮框架设计方法,其特征在于,步骤
S30
中,地层应力控制范围表示为:,其中:;;式中,表示既有隧道的变形控制标准;表示地基反力系数;表示第层土的重度;表示第层土的厚度;
m
表示地层土体的分层总数
。7.
根据权利要求6所述的基于土拱效应的联合门式抗浮框架设计方法,其特征在于,步
骤
S30
中,既有隧道结构轴线处的地层应力的计算过程包括如下步骤:
S31
:采用...
【专利技术属性】
技术研发人员:陈仁朋,叶程琦,程红战,刘源,孟凡衍,吴怀娜,吴楷,
申请(专利权)人:湖南大学,
类型:发明
国别省市:
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