[分享]当地铁施工距离杨浦大桥桩基仅3.9米

作者：Supergod 时间: 2019-10-17 00:00 阅读: 次大中小

对桥梁的结构安全状态进行定期安全检测十分必要，特别在既有桥梁附近进行深基坑施工之前，对施工范围内所涉及的桥墩、桥面等进行安全监测，更是重中之重。本文依托杨浦大桥东引桥下方轨交14号线歇浦路站施工工程，研究了杨浦大桥在施工正对范围内桥墩的力学形态及变形过程，并结合现场监测数据，对基坑开挖的影响进行梳理和分析。通过弹性地基梁“m”法，对桥墩的横向框架变形进行了数值模拟分析，给出了正常使用极限状态和承载能力极限状态的各类变形参数。同时，针对施工对桥墩的影响，分析了墩身刚度、桩刚度，以及两者之间的力学关系。

施工距离桥墩桩基最近约3.9米

上海市东西通道浦东段，西起延安东路隧道浦东出口，沿浦东大道走向，东至浦东金桥路，与轨道交通14号线6站6区间共线，全长约7.8km。

歇浦路站基坑工程概况

歇浦路站位于浦东大道路与罗山路交叉口，沿浦东大道敷设，为地下三层岛式车站。车站平面尺寸为208.5×25.7m，站台中心处顶板覆土约1.67m，底板埋深约22.1m。

图1 歇浦路站主体和出入口分布

图2 歇浦路站施工分区图

歇浦路站基坑标准段开挖深度为22.43m，端头井处开挖深度为24.23m，围护结构型式采用地下连续墙围护，内支撑采用钢支撑和钢筋混凝土支撑。车站围护主体地下连续墙厚度为1000mm，内衬厚度为600mm。

歇浦路站基坑边线，距离杨浦大桥北侧桥墩桩基最近约4.7m，距离南侧桥墩桩基最近约3.9m。

图3 车站与杨浦大桥桥墩桩基位置关系图

杨浦大桥概况

杨浦大桥东引桥（浦东段）结构形式为桥面连续间支T形梁，标准段桥面宽25.4m。上部结构T形梁高2.32m，每片T形梁宽度为1.6m，标准段共11片（如图5）；下部结构桥墩采用双柱式或者三柱式盖梁形式；基础采用预制方桩（0.4×0.4）承台基础或者钻孔灌注桩（D=1.0）承台基础。另注：杨浦大桥通车时间为1993年10月。

图4 东引桥总体平立面图

临近轨交14号线歇浦路站东引桥的EK03墩和EK04墩，采用双柱式盖梁的结构形式，桩基采用D1.0钻孔灌注桩承台基础。

图5 桥梁标准断面图（以EK03墩为例）

注：承台高度为2.5m，T形梁片数11

图6 承台平面图（以EK03墩为例）

图7 桥墩断面图

水文地质条件

1.工程地质条件

①层为杂填土；②层为粉质黏土层，该层物理力学性质良好，一般呈可塑状态，中压缩性；③层、④层为灰色淤泥质土层，土质较差，呈流塑状，高压缩性，土质不均匀；⑤1层灰色黏土层，物理力学性质差，呈软塑状，中、高压缩性，在拟建场地普遍分布；⑥层土的物理力学性质较好，以硬塑状为主，属较为均匀的地基土层。

⑦1-1层其物理力学性质较好，呈中密状，中压缩性；⑦1-2层在拟建场地普遍存在，土质较好，层厚较厚，约15.0m；⑦2层灰色粉砂，其物理力学性质较好，呈密实状。

图8 歇浦路站地质剖面示意图

2.工程水文条件

根据地下水的赋存条件，场地沿线地下水可分为两种类型——

①潜水含水层。工程沿线场地浅部地下水属潜水类型，其水位变化受降水及地表径流和蒸发的影响，并随季节而变化，水位埋深一般为0.3～1.5m。歇浦路站地质勘察详勘期间，测得部分孔浅层地下水埋深初见水位为0.9～2.3m，稳定水位约为0.7～1.6m。

②微承压含水与承压含水层。基坑影响深度范围内揭露的第⑤2层砂质粉土层属微承压水含水层，第⑦1a层砂质粉土层属第一承压含水层。

结合地质条件、杨浦大桥现状及桥梁基础与深基坑的相互位置关系，对于前期施工、降水对桥梁本体影响的力学行为、变形规律进行分析和探究。

通过现场倾斜监测数据采集和数值模拟相结合的方法，来探讨温度变化，和荷载变化，对桥墩横向框架、桩基本身的影响。

桥墩横向框架分析

计算参数与方法

1.主要材料和参数取值

桩基础、承台采用25号混凝土；盖梁、立柱采用40号混凝土；混凝土梁桥为30号混凝土。

2.“m”法简介

弹性地基梁“m”法的基本假定是认为桩侧土为离散线性弹簧,不考虑桩土之间的粘着力和摩阻力,桩作为弹性构件考虑,当桩受到水平外力作用后,桩土协调变形,任一深度z处所产生的桩侧土水平力与该点水平位移成正比。

“m”法是我国桥梁设计部门用的一种桩基静力计算方法，所使用的土层的m以实测数据为依据，其定义式为：

σ_zx=mzx_z

式中：σ_zx为土体对桩的横向抗力；z为土层的深度；x_z为桩在z深度处的横向位移（即该处土的横向位移值）。

数值模拟分析

横向立柱盖梁形成框架结构，基础不均匀沉降会对盖梁产生附加内力，因此分析同一桥墩处相邻基础不均匀沉降的允许值很有必要。

图9 计算模型

图10 横桥向单个承台变形和转角计算图示

建立EK4墩下部基础模型，桩基础通过“m”法计算。在温度（升温30℃）、汽车荷载（在盖梁悬臂端横向布置 2条车道荷载时验算截面负弯矩最大）与恒载（包含上部所有恒载）最不利组合下，正常使用状态下盖梁验算截面负弯矩最大为12804kN·m。经计算，墩柱截面不控制设计，控制截面为盖梁与墩柱交界处的盖梁截面。