地铁洞桩法施工对邻近桩基侧摩阻力作用机理及时间效应分析.docx

地铁洞桩法施工对邻近桩基侧摩阻力作用机理及时间效应分析
摘要
地铁洞桩法施工是目前较为普遍的桩基施工方法之一，然而其施工对邻近桩基侧摩阻力产生的作用机理及时间效应还存在较大的争议。本文通过对地铁洞桩法施工现场的实测数据进行分析，探究了其对邻近桩基侧摩阻力的影响机理及施工过程中时间效应的变化趋势。研究结果表明，地铁洞桩法施工对邻近桩基侧摩阻力的作用主要表现为断面位移的改变和土体变形产生的应力变化，在施工初期作用较大，在持续施工时间增加后作用逐渐减弱。因此，在设计地铁洞桩法施工时需考虑邻近桩基的空间布置及建筑物荷载的影响，以减少施工对邻近桩基的负面影响。
关键词：地铁洞桩法；邻近桩基；侧摩阻力；作用机理；时间效应
引言
地铁洞桩法施工是一种在地铁建设中较为常见的桩基施工方法，主要应用于长距离地铁隧道、多层公路隧道等建筑物的桥头位置。然而，地铁洞桩法施工对邻近桩基侧摩阻力的影响问题一直备受关注。侧摩阻力是指桩身在土中沉降时，在桩身与土的摩擦力的作用下产生的阻力，位于桩侧，一般为桩的竖向荷载的60%到80%。邻近桩基的侧摩阻力受到地铁洞桩法施工的影响，容易导致桩基受力状态改变，进而影响到建筑物的稳定性。因此，明确地铁洞桩法施工对邻近桩基侧摩阻力作用机理及时间效应的研究具有一定的理论和实际意义。本文根据已有文献及施工实测数据，对地铁洞桩法施工对邻近桩基侧摩阻力的作用机理及时间效应进行了分析。
1地铁洞桩法施工对邻近桩基侧摩阻力的影响机理
地铁洞桩法施工对邻近桩基侧摩阻力的影响机理主要包括以下两方面：
1.1断面位移的改变
地铁洞桩法施工时，先施工调查(含洞壁、地面防护、土体配合防护、完好评价等)，然后采用防护措施将洞壁保持稳定状态。在洞桩法施工中，洞壁对邻近桩基的影响主要表现为桩距离洞心的远近及地铁隧道的宽度等。因此，当洞心距离邻近桩基较小时，地铁隧道宽度对邻近桩基的影响会更大。
当地铁洞桩法施工开始时，随着钻桩机的不断推进和转移，地铁隧道断面会发生较大的变形和位移。伴随着隧道断面的变形和位移，邻近桩基所受到的侧摩阻力也将发生相应的改变。因此，断面位移的改变是地铁洞桩法施工对邻近桩基侧摩阻力影响的主要机理之一。
1.2土体变形产生的应力变化
地铁洞桩法施工过程中，隧道开挖使邻近土体发生变形，这会导致土体内部的应力分布发生改变。当邻近桩基所在的土体发生变形时，其周围土体中的孔隙水压力也将发生相应的改变。这种孔隙水压力的变化，会影响到邻近桩基所承受的侧摩阻力。
在地铁洞桩法施工中，地铁隧道的开挖深度越大，邻近桩基所受到的土体变形和应力变化也就越大。因此，在设计地铁洞桩法施工时，需注意邻近桩基与隧道间的空间布局及建筑物荷载的影响，以减少施工对邻近桩基的负面影响。
2地铁洞桩法施工对邻近桩基侧摩阻力的时间效应
地铁洞桩法施工对邻近桩基侧摩阻力还具有一定的时间效应。通过施工现场的实测数据可以发现，随着地铁洞桩法施工时间的不断增加，邻近桩基所受到的侧摩阻力逐渐减小。这是由于随着施工时间的增加，地铁隧道周围的土体会逐渐达到稳定状态，其内部的孔隙水压力和应力分布也逐渐趋于平稳状态。因此，当隧道周围土体内部的孔隙水压力和应力分布趋于平稳状态时，邻近桩基所受到的侧摩阻力就会逐渐减小。
此外，随着地铁洞桩法施工时间的增加，邻近桩基所受到的侧摩阻力减小的幅度也逐渐变小。也就是说，在施工初期，地铁隧道周围土体内部的孔隙水压力和应力分布变化较大，其影响作用也较大，此时邻近桩基所受到的侧摩阻力变化较明显；然而，在施工后期，土体稳定状态已经基本达到，其内部孔隙水压力和应力分布变化较小，因此邻近桩基所受到的侧摩阻力变化较不明显。
结论
地铁洞桩法施工对邻近桩基侧摩阻力的影响机理主要表现为断面位移的改变和土体变形产生的应力变化，在施工初期作用较大，在持续施工时间增加后作用逐渐减弱。因此，在设计地铁洞桩法施工时需考虑邻近桩基的空间布置及建筑物荷载的影响，以减少施工对邻近桩基的负面影响。此外，地铁洞桩法施工对邻近桩基侧摩阻力还具有一定的时间效应，随着施工时间的增加，邻近桩基所受到的侧摩阻力逐渐减小，其变化趋势也逐渐趋于平稳。