明挖法隧道施工對(duì)近接橋梁樁基的影響

李 平

中鐵隧道股份有限公司，河南鄭州 450001

注重明挖法隧道施工對(duì)近接橋梁樁基的影響分析，可使其施工作業(yè)能夠高效開展，避免對(duì)隧道施工進(jìn)度造成不利的影響，滿足其施工中近接橋梁樁基安全使用要求。因此，需要根據(jù)明挖法隧道施工的實(shí)際情況，深入分析其對(duì)近接橋梁樁基所造成的影響，并通過對(duì)針對(duì)性強(qiáng)的處理措施的科學(xué)使用，使得明挖法隧道施工作業(yè)開展可達(dá)到預(yù)期效果，保持近接橋梁樁基良好的安全性能。在此基礎(chǔ)上，可豐富明挖法隧道施工方面的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。

1 注重明挖法隧道施工對(duì)近接橋梁樁基影響分析的必要性

實(shí)踐中為了使明挖法隧道施工對(duì)近接橋梁樁基影響分析工作可落實(shí)到位，則需要對(duì)注重其影響分析的必要性有所了解。具體表現(xiàn)為：

注重明挖法隧道施工對(duì)近接橋梁樁基的影響分析，可保持良好的隧道施工效率，并滿足近接橋梁樁基安全使用要求；

注重明挖法隧道施工對(duì)近接橋梁樁基的影響分析，可使其施工計(jì)劃在實(shí)踐中能有夠針對(duì)性的實(shí)施，避免其施工中近接橋梁樁基結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性受到較大的威脅；

注重明挖法隧道施工對(duì)近接橋梁樁基的影響分析，可為我國(guó)隧道工程施工積累豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，減少對(duì)其施工效益的影響，使得其施工中近接橋梁樁基依然處于良好的應(yīng)用狀態(tài)。

2 明挖法隧道施工對(duì)近接橋梁樁基的影響分析

2.1 實(shí)踐中分析方法

在基于明挖法隧道施工對(duì)近接橋梁樁基的影響分析工作落實(shí)過程中，為了確保其分析結(jié)果準(zhǔn)確性，可通過對(duì)有限元數(shù)值模擬分析方法的科學(xué)使用予以應(yīng)對(duì)。

2.1.1 建立有限元數(shù)值模型

通過對(duì)明挖法隧道施工及近接橋梁樁基實(shí)際情況的充分考慮，加強(qiáng)信息技術(shù)與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)使用，在計(jì)算機(jī)三維空間中實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的有限元數(shù)值模型建立，使得該模型支持下的分析工作開展更具針對(duì)性，提升明挖法隧道施工對(duì)近接橋梁樁基影響方面的認(rèn)知水平。實(shí)踐中建立有限元數(shù)值模型時(shí)，可從這些方面入手：

在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與信息技術(shù)的配合作用下，對(duì)沿隧道施工方向選取長(zhǎng)度、沿隧道橫斷面方向選取長(zhǎng)度及深度方向選取長(zhǎng)度進(jìn)行分析，從而確定計(jì)模型的尺寸大小，全面提升有限元數(shù)值模型的潛在應(yīng)用價(jià)值；

在建立有限元數(shù)值模型過程中，土體材料按照理想塑料介質(zhì)考慮，其本構(gòu)關(guān)系采用摩爾-庫侖理論，土體和承臺(tái)均采用實(shí)體單元，襯砌采用板單元，樁基采用梁?jiǎn)卧?。模型的邊界條件，除了上表面為自有面外，其余側(cè)面和底部均施加反向約束，且樁基采用了古德曼接觸單元，可實(shí)現(xiàn)對(duì)承臺(tái)水平位移的有效限制。同時(shí)，在考慮荷載條件過程中，需要關(guān)注土體自重作用及上部結(jié)構(gòu)自重，使得有限元數(shù)值模型支持下所得到的明挖法隧道施工對(duì)近接橋梁樁基的影響分析結(jié)果有著良好的應(yīng)用價(jià)值；

有限元數(shù)值模擬模型建立中也需要相關(guān)人員能夠?qū)ζ浣⑦^程進(jìn)行有效控制，并通過對(duì)明挖法隧道施工與近接橋梁樁基的綜合考慮，使得該模型支持下的影響分析工作可順利進(jìn)行，從而為明挖法隧道的有效施工提供參考依據(jù)。

2.1.2 明挖法隧道施工過程和隧道襯砌的模擬分析

當(dāng)有限元數(shù)值模型建立好后，可對(duì)明挖法隧道施工過程和隧道襯砌進(jìn)行模擬分析，了解其施工對(duì)近接橋梁樁基所造成的影響。在具體的模擬分析過程中，需要做到：

在了解明挖法隧道施工實(shí)際情況的前提條件下，需要在其施工過程模擬分析中實(shí)施好施工土體自重這一操作，使得樁基、承臺(tái)即上部結(jié)構(gòu)得以激活，實(shí)現(xiàn)對(duì)位移有效處理的同時(shí)可使模擬分析過程中隧道開挖前的土層處于初始應(yīng)力狀態(tài)，確保明挖法隧道施工方面的模擬分析效果良好性；

開挖隧道部分的單元，同時(shí)激活襯砌單元，以模擬隧道的開挖和襯砌的施工，確保明挖法隧道施工對(duì)近接橋梁樁基的影響分析工作落實(shí)有效性；

同時(shí)在開挖面上施加臨時(shí)支撐，用梁?jiǎn)卧M，梁?jiǎn)卧膬?nèi)力根據(jù)土層側(cè)壓力來定。實(shí)踐中通過對(duì)這些不同舉措的配合使用，可使明挖法隧道施工過程和隧道襯砌模擬分析更具科學(xué)性，促使相關(guān)的施工作業(yè)能夠順利進(jìn)行，滿足明挖法隧道施工計(jì)劃按期完成要求。

2.2 影響分析結(jié)果

通過對(duì)有限元數(shù)值模擬分析方法的科學(xué)使用，且在其數(shù)值模型的配合作用下，落實(shí)開挖法隧道施工對(duì)近接橋梁樁基的影響分析工作時(shí)，可影響以下方面的分析結(jié)果：

（1）近接橋梁樁基的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性在有限元數(shù)值模型的支持下，通過對(duì)明挖法隧道施工所引起周圍土體側(cè)移問題的分析，可知隧道開挖施工中會(huì)引起側(cè)土壓力變化，會(huì)對(duì)近接橋梁樁基的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性造成不同程度的影響，可能會(huì)引發(fā)其結(jié)構(gòu)問題。同時(shí)，若明挖法隧道施工對(duì)近接橋梁樁基所在區(qū)域的土體所產(chǎn)生的擾動(dòng)作用過大，即對(duì)其結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性影響較大，則會(huì)使近接橋梁樁基處于不安全的使用狀態(tài)，使得其應(yīng)用風(fēng)險(xiǎn)加大，威脅著橋梁樁基的安全性能。

（2）引發(fā)橋梁樁基沉降問題。明挖法隧道施工中基坑開挖勢(shì)必會(huì)對(duì)樁基周圍土體進(jìn)行擾動(dòng)，進(jìn)而會(huì)導(dǎo)致近接橋梁樁基的側(cè)摩阻力下降。由于新建基坑位于樁基的上部，所以樁基上部的側(cè)摩阻力受影響較大，而下部受影響較小，所以樁基上部的沉降較為明顯，下部的沉降不顯著，一定程度上對(duì)近接橋梁樁基的實(shí)踐應(yīng)用效果造成了不利的影響，無形之中加大了其應(yīng)用過程中的沉降問題發(fā)生率。

（3）導(dǎo)致橋梁樁基水平位移發(fā)生變化?；诿魍诜ㄋ淼朗┕ぷ鳂I(yè)的開展，會(huì)使其施工計(jì)劃實(shí)施中對(duì)近接橋梁樁基上部土體產(chǎn)生擾動(dòng)作用，使得其土體發(fā)生變化，影響著樁基的安全性能。在此期間，明挖法隧道施工作用所導(dǎo)致的近接橋梁樁基水平位移發(fā)生變化問題，可能會(huì)使樁基處于失穩(wěn)狀態(tài)，難以滿足橋梁樁基安全使用要求。因此，需要采取針對(duì)性強(qiáng)的措施予以應(yīng)對(duì)，從而減少明挖法隧道施工對(duì)近接橋梁樁基所造成的影響，給予其樁基性能優(yōu)化及其結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性提高相應(yīng)的保障。

3 減少明挖法隧道施工對(duì)近接橋梁樁基影響的相關(guān)措施分析

3.1 完善施工方案，加強(qiáng)施工過程控制

在明挖法隧道施工過程中，其施工方案是否完善，與相應(yīng)的施工計(jì)劃實(shí)施效果是否良好密切相關(guān)。因此，為了減少其施工對(duì)近接橋梁樁基的影響，則需要完善明挖法隧道施工方案，并加強(qiáng)其施工過程控制。具體表現(xiàn)為：

在制定與實(shí)施明挖法隧道施工方案的過程中，需要綜合考慮施工區(qū)域地質(zhì)情況、水文特性等因素，并結(jié)合近接橋梁樁基的實(shí)際情況，對(duì)隧道施工方案的可行性、成本經(jīng)濟(jì)性等進(jìn)行全面分析，使得其施工方案實(shí)施中對(duì)近接橋梁樁基所造成的影響得以減少，滿足橋梁樁基安全使用要求；

為了消除明挖法隧道施工中可能存在的安全隱患，減少對(duì)近接橋梁樁基的影響，則需要加強(qiáng)對(duì)隧道施工過程的控制，且將相應(yīng)的控制工作落實(shí)到位，使得其施工中的存在問題得以及時(shí)處理。

3.2 優(yōu)化施工方式，注重對(duì)橋梁樁基結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性評(píng)估

在減少明挖法隧道施工對(duì)近接橋梁樁基影響的過程中，需要施工企業(yè)及人員在長(zhǎng)期的實(shí)踐中通過對(duì)豐富實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)、專業(yè)理論知識(shí)等要素的考慮與配合使用，優(yōu)化隧道施工方案，確保其施工狀況良好性，使得近接橋梁樁基可處于良好的應(yīng)用狀態(tài)。同時(shí)，明挖法隧道施工中也需要注重對(duì)近接橋梁樁基結(jié)果穩(wěn)定性評(píng)估，從而為相應(yīng)的處理措施選用提供參考依據(jù)。

3.3 強(qiáng)化施工人員責(zé)任意識(shí)，重視橋梁樁基保護(hù)

實(shí)踐中開展明挖法隧道施工作業(yè)時(shí)，為了減少對(duì)近接橋梁樁基的影響，則需要在專業(yè)培訓(xùn)活動(dòng)、責(zé)任機(jī)制的配合作用下，不斷強(qiáng)化施工人員責(zé)任意識(shí)，規(guī)范他們?cè)谑┕ぶ械牟僮餍袨?，且在思想上?yīng)重視隧道施工中對(duì)近接橋梁樁基的有效保護(hù)，針對(duì)性的開展保護(hù)工作，促使其安全性能可得到有效保障，降低其結(jié)構(gòu)問題發(fā)生率。

4 結(jié)語

綜上所述，通過對(duì)這些影響的深入分析及科學(xué)處理，可確保明挖法隧道施工作業(yè)開展有效性，避免對(duì)近接橋梁樁基結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性產(chǎn)生潛在威脅。因此，未來在開展明挖法隧道施工方面的研究工作時(shí)，為了保持其良好的施工效果即施工狀況，則需要給予其施工對(duì)近接橋梁樁基的影響更多的關(guān)注，積極探索有效的處理措施并加以使用，促使明挖法隧道施工作業(yè)開展更具針對(duì)性。長(zhǎng)此以往，可使明挖法隧道施工水平逐漸提升，逐漸增加其施工中的技術(shù)含量。