明挖法隧道施工對近接橋梁樁基的影響研究

霍 達 君

(山西省晉中路橋建設集團有限公司,山西 晉中 030600)

時代發展，社會進步及科學技術的不斷創新，人們更加有效的利用城市空間，上有高樓大廈林立，而城市的地下，人們也在不斷的開發新用途。然而，由于施工技術和地下地質環境的制約，在實施過程中，極有可能出現由于對地質結構的改變而影響施工進程，甚至工作人員的生命安全。其他國家的科研人員根據現有結構的空間和地下隧道的位置關系，將其施工范圍進行劃分，使施工工程能夠順利進行。但目前為止，我國對此問題還沒有，成熟和完善的先進技術和有效經驗。因此，為了讓明挖法隧道施工順利進行并且保持接近橋梁的良好應用情況，滿足深入要求，要及時發現和解決近接橋梁樁基在施工過程中受到的影響，并予以實施。

1 隧道施工的概述

地理氣候條件和施工工地周圍排水情況的差異，是影響隧道建設的首要原因，也是施工前首先應考慮的兩個方面。明挖法是軟土地下工程施工中最普遍的方法，指先挖開地面，在露天環境下修筑襯砌，然后再覆蓋填充的地下工程施工方法。此種方法較多應用在淺埋工程中，比如建筑物基坑、淺埋隧道、地鐵車站和其他淺埋工程的修筑等。

2 明挖法隧道施工對近接橋梁樁基的影響分析

2.1 實踐中分析方法

在明挖法引導下的隧道施工對近接橋梁樁基的影響分析的過程中，可以利用科學應用有限元數值模擬的分析方法，以保證其有準確的分析結果。

通過充分考慮明挖法隧道施工及近接橋梁樁基的真實狀態，同時加強計算機網絡與信息技術的應用，利用計算機三維空間建立相對應的有限元數值模型，使結果分析工作在該模型的指引下更細致地展開，增強明挖法隧道施工對近接橋梁樁基作用的認知高度。實際建立有限元數值模型時，可從以下三個角度著手考慮：

1)在計算機網絡和信息技術的雙重作用下，綜合考慮沿隧道施工、隧道橫斷面和隧道深度方向的長度的選取，并以此對模型的尺寸大小進行估計確認，在總體上提高有限元數值模型的內在使用價值。2)假設建立有限元數值模型的土體材料為理想狀態的塑料介質，選擇摩爾—庫侖理論作為其本構關系，承臺和土體均使用實體單元，樁基使用梁單元，襯砌使用板單元。對于模型邊界，其側面和底部均施加反向約束，只有上表面為其自有面，而且古德曼接觸單元被應用于樁基的檢驗，可有效控制承臺的水平位移。同時，在解決荷載條件問題時，需要關注土體以及上部結構自身重量的作用，使得以有限元數值模型為基礎形成的隧道施工的明挖法在近接橋梁樁基的影響結果分析方面有著較高的實際使用價值。3)有限元數值模擬模型建立的過程中也要求工作人員能對其建立過程做到有效控制，同時通過綜合分析明挖法隧道施工與近接橋梁樁基兩個方面，為該模型主導的影響分析工作的順利開展創造良好條件，并以此作為明挖法有效實施的參考依據。

2.2 影響分析結果

落實明挖法隧道施工對近接橋梁樁基的影響分析工作時，應通過科學使用有限元數值模擬分析方法，同時對其數值模型進行配合作用，可對以下幾個角度的分析結果造成影響。

2.2.1引起橋梁樁基沉降問題的發生

明挖法隧道施工中基坑的挖掘必定會對樁基周圍土體造成影響，以至于降低近接橋梁樁基的側面摩擦阻力。因為新建基坑在樁基的上方，對樁基上方的側面摩擦阻力影響較強，而對下方影響較弱，從而導致樁基上方更容易發生沉降，下方的沉降不太明顯，在一定程度上不利于近接橋梁樁基的實踐應用效果，不經意間使其使用過程中更容易有沉降問題發生。

2.2.2隧道周圍土體側移

隧道開挖作業造成的側土壓力的變化，在不同程度上影響近接橋梁樁基結構的穩定性，甚至可能會造成其結構問題的出現。同時，如果明挖法隧道施工在很大程度上近接橋梁樁基所在地段的土體結構的穩定性，則會使近接橋梁樁基處在一個危險的使用狀態，增大其使用風險，對橋梁樁基性能的安全造成威脅。

2.2.3導致橋梁樁基水平位移發生變化

施工方案實施的過程中對近接橋梁樁基上部土體的影響，隨著明挖法隧道施工的深入進行漸漸增強，導致其土體部分的變化，對樁基的安全性造成影響。在這一階段，樁基可能處在一個不穩定的狀況中，并且很難達到我們對橋梁樁基安全使用的需要，這是由于明挖法隧道施工引起的近接橋梁樁基水平位移變化的問題。為了防止這些問題的發生，要求我們選擇更有針對性的處理方法，以便減少明挖法隧道施工對近接橋梁樁基帶來的影響，優化其樁基性能并有效增強其結構穩定性。

3 降低明挖法隧道施工對近接橋梁樁基影響的相關措施分析

3.1 增強施工人員責任意識，重視橋梁樁基保護

實際采用明挖法對隧道進行施工時，建立責任機制和進行專業培訓的同時，還應不斷增強工人的責任思維，對他們在施工過程中的操作進行規范，并且應在思想上重視隧道施工時有效保護近接橋梁樁基，以便降低隧道施工對進階橋梁樁基的影響，從而使保護工作有針對性地展開，盡可能使其安全性能得到有效保障，減少其結構問題的發生。

3.2 改善施工方式，注重評估橋梁樁基結構的穩定性

施工單位及其工作人員在長期的實踐過程中，應對豐富的實踐經驗以及專業理論知識等綜合考慮和應用，不斷改善施工方案，保證其良好的施工狀態，致使近接橋梁樁基處在較好的應用狀態，以減少明挖法隧道施工對近接橋梁樁基的影響。同時，采用明挖法對隧道進行施工時，還應注重評估近接橋梁樁基結果的穩定性，從而作為選擇相應的解決辦法的參考依據。

3.3 完善施工方案并加強施工過程中的控制

施工時，應盡量改善明挖法下的隧道施工措施，以降低其建設對近接橋梁樁基的影響，并增進對其施工過程的把控。主要體現在：1)在明挖法隧道施工措施的制定和實施的過程中，應該對施工地段的水文性征、地質狀況等問題綜合分析，綜合考慮隧道施工措施的成本經濟性、可行性等；2)減少其施工過程中對近接橋梁樁基帶來的影響，使其符合橋梁樁基安全使用要求；3)加強把控，使得明挖法隧道施工中隱形存在的安全問題大大減少，并降低其對近接橋梁樁基的作用；4)認真落實相應的控制監督工作，以便能及時解決其施工中存在的各種問題。

4 結語

成功安全的隧道建設可以方便人們的出行，保障安全，大大的節約時間、精力和金錢，是我國經濟發展，社會進步必不可少的重要一環。能否強有效地規范標準和實施施工，直接決定其實際的建造成果。綜上原因，本文章注意通過全方位、多角度地對隧道建設方面面臨的諸多問題進行分析和技術建議，并得出相應的實踐結論和參考。