樁基下地鐵隧道管片襯砌

樁基下地鐵隧道管片襯砌分析1、引言隨著盾構(gòu)施工越來越多地應(yīng)用于城市地下工程，盾構(gòu)近距離穿越建（構(gòu)）筑物的現(xiàn)象明顯增多。某地鐵二號線區(qū)間隧道工程就通過大量的建筑物，這些建筑物一般為6～7層，基礎(chǔ)以端承樁為主，其中樁底距離隧道頂?shù)淖钚【嚯x為1.015m，且位于隧道的正上方。對于這種情況的管片結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，國內(nèi)還未見到類似的工程實(shí)例和研究報(bào)道，本文將以上述工程為背景對這一問題進(jìn)行一些初步探討，以供工程技術(shù)人員參考。管片的常規(guī)設(shè)計(jì)通常采用荷載結(jié)構(gòu)模型來進(jìn)行分析計(jì)算，在進(jìn)行樁基下管片結(jié)構(gòu)分析計(jì)算時(shí)，主要需要解決兩個(gè)問題：一是確定樁基荷載的傳遞而在管片結(jié)構(gòu)上產(chǎn)生的附加荷載的大?。欢沁x擇適宜的管片結(jié)構(gòu)計(jì)算模型。本文主要對這兩方面的問題進(jìn)行討論。2、樁基荷載的傳遞在豎向荷載的作用下，樁上部受到壓縮而產(chǎn)生相對于土的向下位移，與此同時(shí)，樁側(cè)表面受到向上的摩阻力。樁身荷載通過發(fā)揮出來的摩阻力而傳遞到樁周土層并向周圍擴(kuò)散，致使樁身荷載和樁身壓縮變形隨深度遞減。在樁土相對位移等于零處，摩阻力為零。隨荷載增加，樁身壓縮量和位移增大，樁下部的摩阻力也隨之調(diào)動(dòng)起來，樁底土層也因受到壓縮而產(chǎn)生樁端阻力，并把樁基荷載向周圍擴(kuò)散傳遞。樁端土層的壓縮加大了樁土相對位移，從而使樁身摩阻力進(jìn)一步發(fā)揮出來，當(dāng)樁身摩阻力全部發(fā)揮而達(dá)到極限后，如繼續(xù)施加荷載，其荷載增量將全部由樁端承擔(dān)，直至達(dá)到極限值。由樁基荷載的傳遞規(guī)律可以看出，樁基荷載一般由樁側(cè)摩阻力和樁端阻力共同承擔(dān)，樁側(cè)摩阻力先于樁端阻力發(fā)揮，其中樁端阻力直接傳遞至樁端持力層，樁側(cè)阻力以剪應(yīng)力的形式傳遞給樁周土體并最終擴(kuò)散分布于樁端持力層。人們雖然對樁基進(jìn)行了大量研究，取得了大量的成果，但是要準(zhǔn)確估計(jì)樁基荷載在周圍土體中的傳遞，目前還缺乏好的辦法。在實(shí)際工程中人們?nèi)砸越?jīng)驗(yàn)法和彈性理論解為主來進(jìn)行分析計(jì)算。本文主要對下面兩種方法進(jìn)行討論：1）擴(kuò)散角法及其與Boussinesq或Mindlin解的結(jié)合法；2）基于Mindlin解的方法。在本文的論中，暫不考慮隧道施工對樁和周圍的影響。2.1、擴(kuò)散角法及其與Boussinesq或Mindlin解的結(jié)合法這種方法的思想是：首先按一定的擴(kuò)散角把樁側(cè)阻力擴(kuò)散傳遞到樁端平面（或假想的基礎(chǔ)平面）上，然后再通過Boussinesq解、Mindlin解或擴(kuò)散角方法來確定傳遞到管片頂端平面的附加應(yīng)力。對于大直徑的單樁，借鑒沉降計(jì)算中的分層總和法，樁側(cè)阻力按與樁側(cè)表面呈/4角度擴(kuò)散到樁底面（參看圖-1），為樁側(cè)土的內(nèi)摩擦角的加權(quán)平均值，則基底計(jì)算面積為：式（1）d為圓樁的直徑（擴(kuò)底樁時(shí)取擴(kuò)大頭的直徑），L為樁長。對于群樁，可借鑒等代墩基的方法，把其視為一假想實(shí)體基礎(chǔ)。如考慮到樁間土的壓縮變形，根據(jù)Peck等的建議，將假想基礎(chǔ)底面置于樁端平面以上Lc高度。如果樁位于均勻粘土層中，Lc取樁長的1/3；如果樁穿過軟弱土層并進(jìn)入堅(jiān)硬持力層，取樁端進(jìn)入持力層深度的1/3。但Peck以上關(guān)于Lc取值的建議僅考慮了土層剖面的影響，其實(shí)它還與土質(zhì)軟硬、樁距大小、樁的長短、荷載水平、成樁工藝等相關(guān)[1]。國內(nèi)通常不考慮樁間土的壓縮變形，取樁端面作為假想基礎(chǔ)的底面，即Lc=0。如果考慮群樁外圍側(cè)面摩阻力的擴(kuò)散作用，可按角度把群樁外圍側(cè)面摩阻力擴(kuò)散到假想實(shí)體基礎(chǔ)底面（參見圖-1）。國內(nèi)，通常從樁頂位置開始擴(kuò)散，且一般按/4取值，為樁側(cè)土的內(nèi)摩擦角的加權(quán)平均值。的也可參照下表-1按土的類別和性狀取值。國外，按Tomlinson(1977)對群樁外圍側(cè)面的擴(kuò)散作用提出的簡化方法，把取為，當(dāng)樁穿過軟弱土層并進(jìn)入堅(jiān)硬持力層時(shí)，擴(kuò)散從硬土層頂面開始算起。由此得到的值通常比/4要大些。樁側(cè)摩阻力的擴(kuò)散角表-1[2]索土蔽紛爺類評(惹)陸非粘性土他密實(shí)的閱中等密實(shí)的陰松散的令7周6乓5騰0.123暖0.105擦0.087篩粘性土冷堅(jiān)實(shí)及半堅(jiān)實(shí)智的景硬塑及可塑的密軟塑的走6各4歐1桶0.105械0.070壘0.017墳則實(shí)體基礎(chǔ)（抽為矩形時(shí)）的霜底面積為：憶求壞式糟（攔2饞）副其中：盡a配、姐b皆為假想實(shí)體基姻礎(chǔ)（為矩形時(shí)頃）的長和寬。無H副為擴(kuò)散開始位股置到假想實(shí)體甜基礎(chǔ)底面的豎升直距離；從樁膜頂開始擴(kuò)散時(shí)庸，有知。凱L割為樁長，岸L粱c割為假想基礎(chǔ)底桂面的抬高距離室。桿則樁底（大直償徑單樁）或假投想基礎(chǔ)底面（棟群樁時(shí)）的平慌均附加應(yīng)力為明：熱繩棉箭式崖（嗽3勒）蓄其中：秘F槳為樁頂荷載蔽，鞋G鹿為單樁或假想內(nèi)基礎(chǔ)自重，遍為單樁樁底或錘假想基礎(chǔ)底面踐的土體自重應(yīng)潑力。哨對于荷載從樁榴端或假想基礎(chǔ)盛底面往下的傳幫遞可以按一定晶的角度來擴(kuò)散污（麻圖濱-夾1莊）或按守Boussi回nesq技、止Mindli印n躬解來求得。國監(jiān)外，大都采用志按水平與豎向盒為棉1郵：擺2備的斜線爹或陪3晝0秤度角的斜線將扣荷載向下擴(kuò)散爹的簡化方法膀[1]舊。國內(nèi)，則多搶按筒Boussi驗(yàn)nesq百解來求解，可吉參見文師獻(xiàn)墊[3工]卻中的對應(yīng)公式謙和表格；為提蒙高計(jì)算精度也料可棉按音Mindli煮n蝦解確定，但計(jì)收算麻煩，也未躬見到現(xiàn)成的應(yīng)監(jiān)力系數(shù)表。圖圖1：樁基荷載擴(kuò)散傳遞示意圖圖圖1：樁基荷載擴(kuò)散傳遞示意圖裹當(dāng)按擴(kuò)散角的洲方法進(jìn)行計(jì)算定時(shí)，傳遞到管包片頂面的平均龜附加應(yīng)力為：秩敞飾糧犯膊式樣（泉4?。┮咂渲芯劄闃逗奢d傳遞落到管片頂面時(shí)侵對應(yīng)的作用面隊(duì)積，有：輕1務(wù)）大直徑的單木樁周彩悲式滾（友5請）魄2勵(lì)）群樁（假定謎為矩形實(shí)體基孤礎(chǔ)時(shí)）據(jù)驅(qū)教式邀（崗6胃）六其中：間L揮d較為樁底離隧道酒管片頂?shù)木嚯x祥，其它同前。首以上方法和公勾式都是把樁側(cè)蜻摩阻和樁端端郵阻在樁底平面朵（或假想基礎(chǔ)慘底面）按平均根分布、綜合考滲慮的方式來進(jìn)遞行的。但是如蓋果能夠知道樁剪端和樁側(cè)的分符擔(dān)比，也可把玻樁端阻力和樁指側(cè)阻力分別進(jìn)對行傳遞。即樁盜側(cè)阻力先按一造定的擴(kuò)散角傳羊遞到樁端平面浩（或假想基礎(chǔ)組底面），然后霧再按擴(kuò)散角方充法仔、那Boussi貨nnes癥q舉解或榜Mindli潮n蒙解進(jìn)行傳遞；負(fù)樁端阻力則直傷接從樁端平面奶（或假想基礎(chǔ)噸底面）按擴(kuò)散邁角方法高、腫Boussi毒nnes鏈q侵解或腹Mindli衣n逗解進(jìn)行傳遞。已即，如已知總掏的樁端阻力與陷總的樁側(cè)阻力沈的比為妻，則對應(yīng)于樁棕端平面或假想啟基礎(chǔ)底面有：記1汽）樁側(cè)阻力對響應(yīng)的作用面積法為欄紡淚鍛矩詞涉銹式輸（招7設(shè)）健豎向附加壓力騙為奏詳?shù)资z式疫（酒8痛）雄2)取抗樁端阻力對應(yīng)撫的作用面積為郵注誠（單樁龍）釣蕉厚浮仁式角（機(jī)9牽）測肚該（群樁陡）濱亞幫助箏式嗚（話1惠0疾）柴豎向附加壓力湖為污也舉討式繳（通1碰1叫）土再按擴(kuò)散角方唱法模、微Boussi觀nes惠q潛解或俯Mindli眾n磨解分別進(jìn)行傳云遞。這種分開尺考慮的方法能角更好地反映樁吳基荷載在周圍泥土體中的實(shí)際說傳遞情況，計(jì)哪算結(jié)果更精確獨(dú)些。如按擴(kuò)散編角的方法以密角向下傳遞，愁則傳遞到管片抓頂時(shí)，計(jì)算作兆用面積為：吩眠樁側(cè)阻力對應(yīng)倦：躍際貫刻俗式樓（碌1禽2勝）矩豪樁端阻力對應(yīng)瓦：訓(xùn)（單樁埋）期伯犬勺式寸（衫1值3索）樹（群樁免）權(quán)槍式者（弓1憶4副）依豎向附加應(yīng)力抄為：玻樁側(cè)阻力引起班：賽籃因式鞠（烤1壁5敲）誓樁端阻力引起?。簶雨幒缡嚼眨ㄟ_(dá)1夠6陜）儲(chǔ)以上各式中符雅號意義同前。披則對于適范圍內(nèi)的點(diǎn)，委其附加應(yīng)力為懶與誕的和；在奇范圍內(nèi)賭范圍外的點(diǎn)，敢其附加應(yīng)力為初；乏范圍外的點(diǎn)，男樁引起的豎向默附加應(yīng)力為零襲。日2.塘2經(jīng)、基于劈Mindli峰n結(jié)解的方法怒[1]探基于稠Mindli機(jī)n步解公式來估計(jì)騎土中應(yīng)力，根呼據(jù)害Geddes慣對執(zhí)Mindli恒n制公式積分而導(dǎo)給出的應(yīng)力解，徑然后用疊加原團(tuán)理求得單樁和杰群樁荷載作用檢下的地基附加失應(yīng)力。倡根據(jù)蓬Mindli錦n凝課題解，時(shí)Geddes貨研究了下列三嶼種情況下土中患豎向應(yīng)力的表院達(dá)式催：襪1計(jì)）樁端阻力簡水化為一集中荷值載顧，磁2存）樁側(cè)阻力沿?fù)?dān)深度呈矩形分滴布外，趣3盡）樁側(cè)阻力沿墨深度呈正三角勇形分布。在土黑體中任一點(diǎn)的充豎向應(yīng)力可以解表示為：財(cái)舊酸難降式耽（友1潮7溫）倡村時(shí)趙倉式飼（俘1過8虹）勾哀津名恐尚樂式阻（躬1頁9炮）熱式中：鳥—能—饞樁的入土深度慢；竭、市、規(guī)—文—蛋分別為樁端、湯矩形分布側(cè)阻下力和正三角形棍分布側(cè)阻力在恨地面下難z助處的平面內(nèi)距略離樁軸線為斷r碧的點(diǎn)所產(chǎn)生的再豎向附加應(yīng)力奶；把、辣、朗—撫—峽分別為樁端、苦矩形分布側(cè)阻你力和正三角形深分布側(cè)阻力的露總荷載；姜、侵、活—釀—辛分別為樁端、鍛矩形分布側(cè)阻巨力和正三角形帽分布的情況下芹的應(yīng)力系數(shù)（武其表達(dá)式見文駱獻(xiàn)金[1鬼]緣）。趴有了這三種情舅況下的土豎向坊應(yīng)力公式，可促采用疊加法計(jì)鬧算樁側(cè)摩阻力羊?yàn)槠渌?guī)則分岡布圖式的土應(yīng)樸力。將作用于脖單樁樁頂?shù)暮赡w載分解為樁端葬荷載和樁側(cè)荷覽載；而樁側(cè)荷雕載又可根據(jù)其評分布圖式分解清為矩形荷載、墓正三角或倒三哀角分布荷載。贊然后疊加可得鴉到單樁在土中粱任一點(diǎn)產(chǎn)生的白豎向附加應(yīng)力插。把群樁中每性一根樁在土中旦某點(diǎn)產(chǎn)生的豎慢向附加應(yīng)力疊桂加即可得到群珍樁作用下在此墓點(diǎn)的產(chǎn)生的豎美向附加應(yīng)力。桌這種方法需要璃知道樁側(cè)和樁尾端各自的分擔(dān)寒荷載，以及樁致側(cè)阻力的沿樁擺身的分布圖式的。扎2.嶺3供、兩種方法的遙比較政以上方法，用妄Mindli帳n脾解的方法比較廟精確些，但是鑒手算比較復(fù)雜養(yǎng)，但可以通過差編制相應(yīng)的小和程序來完成計(jì)倘算。另外，基結(jié)于高M(jìn)indli被n蹈解的方法需要綁知道樁側(cè)和樁草端各自分擔(dān)的彼荷載以及樁側(cè)渣摩阻力沿樁身伶的分布圖式?；枞欢?，樁側(cè)和因樁端各自分擔(dān)佩的荷載和樁側(cè)糖摩阻力沿樁身趣的分布圖式與畜眾多因素相關(guān)拌，難以準(zhǔn)確確脆定。鮮采用擴(kuò)散角的喪方法相對比較姿簡單，比較適舟合手算。考慮鳥到土層的千變沫萬化，本人認(rèn)總為宜采用與土糧層性質(zhì)相關(guān)的系擴(kuò)散角。即從倍樁頂?shù)交A(chǔ)底運(yùn)面的擴(kuò)散采用濃擴(kuò)散角存/外4鐵，或者按頃表騙-臟1遵來取值。從基想礎(chǔ)底面向下的快傳遞，可采旗用跌3萍0舒度或饅arctg(隆1/2)皇度的擴(kuò)散角，竄這種方法國外士應(yīng)用較多，比龜較適合于粘性歌土中的樁基，吧所得附加應(yīng)力怒同貿(mào)Boussi裙nesq麻解的結(jié)果相差漲不太多訴[1]殘。另外，如在壤樁端硬土層下胸還存在軟土層叢，可參照下臥籍層驗(yàn)算時(shí)附加非應(yīng)力的擴(kuò)散方外式來選取相應(yīng)測的擴(kuò)散角度。躲國內(nèi)對于荷載飄從基礎(chǔ)底面到匯計(jì)算位置的傳剃遞，則較多地歡應(yīng)用啟Boussi逆nesq藍(lán)解。趣對于傳遞到管脖片頂端的荷載浙，如采用躍Mindli移n錄、憐Boussi束nesq肺解，當(dāng)樁軸線銹對應(yīng)點(diǎn)不在管祥片直徑范圍內(nèi)儉時(shí)，可只求管存片兩端點(diǎn)對應(yīng)枕的值，然后之伐間連直線；在婦范圍內(nèi)時(shí)，可悄只求樁軸線對畝應(yīng)點(diǎn)的值和兩恩端點(diǎn)對應(yīng)的值臣，然后在軸線帶對應(yīng)點(diǎn)和兩端皂點(diǎn)之間連直線煉（如遮圖質(zhì)-凍2際）。圖2：計(jì)算簡化示意圖圖2：計(jì)算簡化示意圖焰3尚、管片結(jié)構(gòu)計(jì)餐算模型險(xiǎn)管片的結(jié)構(gòu)設(shè)但計(jì)本著安全、灑經(jīng)濟(jì)合理的原潮則，一般按柔乒性結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)史計(jì)。其計(jì)算模者型應(yīng)根據(jù)地層票情況、管片構(gòu)唇造特點(diǎn)、周圍核環(huán)境及施工工辮藝等確定，宜萬考慮管片與地柿層共同作用及雜裝配式管片接浮頭的影響。享3.賀1臺(tái)、管片結(jié)構(gòu)的詳力學(xué)模型徐根據(jù)管片的結(jié)援構(gòu)特征，在力葛學(xué)模型中需較虹好地實(shí)坦現(xiàn)對管片塊體幅本身和管片塊棄體間接頭的模剝擬。管片塊體絞本身多采用梁錘模型（直梁或?qū)⑶海﹣砟M頭；管片塊體間匠接頭分為縱縫鳴接頭和環(huán)縫接終頭，其模型則障相對較多。丟獸、管片縱縫接貼頭的模擬席績軍在橫向計(jì)算中堵，需要考慮縱款縫接頭的影響疫，但一般僅考定慮管片縱縫接弊頭對抗彎剛度元的影響，不考寫慮其對剪切剛矩度和軸向剛度果的影響（如考午慮，可用剪切證彈簧和軸向拉放壓彈簧模擬）揮。管片縱縫接恭頭按抗彎剛度周的大小可分為犧：和管片本體蘇等剛度，即管遷片圓環(huán)為均質(zhì)標(biāo)圓環(huán)；一定的腹抗彎剛度，能擠抵抗一定的彎帥矩，即管片圓忌環(huán)為彈性鉸圓貼環(huán)；無抗彎剛劈度，接頭不能璃抵抗彎矩，即退管片圓環(huán)為鉸些接圓環(huán)。建其中，均質(zhì)圓其環(huán)適用于接頭級能較好傳遞剪誕力、軸力、彎熄矩的情形。彈繭性鉸圓環(huán)適用癢于接頭能較好米傳遞剪力、軸烘力，但僅能傳除遞一定彎矩的禾情形，如用螺御栓連接的暗榫協(xié)式管片結(jié)構(gòu)。我彈性鉸的抗彎放剛度可根據(jù)接恢頭試驗(yàn)確定，毅其主要與管片姥的連接形式、燥螺栓的直徑與叛級別、接頭數(shù)園量，螺栓的位諸置、管片厚度朋等有關(guān)。、鉸某接圓環(huán)則適用苦于能較好傳遞版剪力、軸力而取不能傳遞彎矩濫的情形，如無疑螺栓連接的暗農(nóng)榫式管片結(jié)構(gòu)烏。當(dāng)鉸多于三彎個(gè)時(shí)，圓環(huán)自禮身是不穩(wěn)定的鞭，但周圍地層古的作用使其可五以變?yōu)榉€(wěn)定結(jié)濕構(gòu)。由于其對跨周圍地層的依砌賴性，需選定躁合適的管片與隔地層相互作用約的模型，以防躺止管片圓環(huán)變理成不穩(wěn)定結(jié)構(gòu)撲。型對于目前國內(nèi)置一般采用的裝行配式圓環(huán)結(jié)構(gòu)液，宜采用彈性扁鉸模型，但由俗于彈性鉸抗彎限剛度的取值還沒缺乏相應(yīng)的規(guī)蒙范性規(guī)定，經(jīng)箏驗(yàn)資料也相對愛較少，準(zhǔn)確取補(bǔ)值相對困難，碧一般需要通過撇接頭試驗(yàn)確定山。如不能取得拍較符合實(shí)際的稿彈性鉸的抗彎靈剛度，一般可究采用均質(zhì)圓環(huán)倘來進(jìn)行計(jì)算。妨與彈性鉸模型朋的計(jì)算結(jié)果相楚比，均質(zhì)圓環(huán)棒的計(jì)算彎矩要渡相對大些，而披軸力則略有減販小，因而偏心淺矩增大，截面榜受力不利，結(jié)對果要保守些。澤聲軟實(shí)際中，相鄰伸管片在接頭處省有相對不連續(xù)餃的變形量發(fā)生漸，即有裂縫產(chǎn)變生，如要模擬倘這一情況，則晨須采用不連續(xù)效模型，如采用宇朱和華等提出格的不連續(xù)模型氧，借助一維接機(jī)頭單元縣[5]引來模擬管片接里頭的連接效應(yīng)摧。狡五、管片環(huán)縫接拴頭的模擬潑奏禍在橫向計(jì)算中帝，一般無需考導(dǎo)慮管片環(huán)縫接連頭的影響，但蹤當(dāng)管片環(huán)之間斯由于作用荷載臺(tái)的不同或采用錄錯(cuò)縫拼裝等存乞在力的相互作原用時(shí)，則應(yīng)根肝據(jù)管片環(huán)縫接得頭的傳力性能屆考慮這種相互銅作用。一般可港通過采用剪切訂彈簧（包括法楊向彈簧和切向憑彈簧）模擬環(huán)夜縫接頭來考慮橫環(huán)間的相互作繳用，如德國常透選用環(huán)間用剪付切彈簧連接的椒兩環(huán)結(jié)構(gòu)模型礙進(jìn)行計(jì)算；也凝可按日本的修脆正常用設(shè)計(jì)法禿[6]賄通過修正系數(shù)堂來考慮這種作撇用。暖3.病2國、管片與土層林相互作用的模閘型式量沸按管片與土層大間相互作用模透型的不同可分?jǐn)倿椋翰挥?jì)抗力拘模型、假定抗錢力模型、彈性激地基梁模型。途1夫）、不計(jì)抗力攜模型（自由變邁形圓環(huán)法）米：夢揀主要適用于在盯飽和含水的軟附弱地層中修建王的結(jié)構(gòu)，由于輔地層對結(jié)構(gòu)的飽彈性抗力很小證，故可假定結(jié)五構(gòu)可以自由變樂形。堡館2靠）、假定抗力衫模型：嗓仁土層對管片的瓣抗力按某一假恢定形式作用。誦如日本的三角蒙形分布法、原栽蘇聯(lián)的朱氏法速等。桃3芒）、彈性地基癢梁模型：采用蕩Winkle宰r子假定確定地層優(yōu)的抗力。多采讓用彈簧模擬管怪片和土層的相為互作用，用數(shù)機(jī)值方法進(jìn)行計(jì)灘算。按照彈簧址的布置可分為蒸：部分彈簧和浪全周彈簧。按頂施加彈簧種類凡可分為僅施加大徑向彈簧和同雕時(shí)施加徑向彈憐簧與切向彈簧凈的兩種方式。潑對于裝配式管份片襯砌，由于奸接頭剛度小，儲(chǔ)結(jié)構(gòu)一般為柔各性結(jié)構(gòu)，這樣黃其周圍的的土臥壓比較均勻，童宜采用計(jì)及地嫁層彈性抗力的級假定抗力法、劈彈性地基梁法紹和連續(xù)介質(zhì)法跪，也可按經(jīng)驗(yàn)吃通過提高側(cè)壓計(jì)系數(shù)間接考慮圾土層與管片結(jié)秀構(gòu)的相互作用樓，特別是在地吐層條件較好、今管片結(jié)構(gòu)與地鄰層間相互作用戚明顯時(shí)。鎖3.垮3培、模型的選用扶把以上各種情叼況組合，可以檢組合出多種不支同的模型，但正各種模型都有鏈其適用條件和澆優(yōu)缺點(diǎn)。在選打取結(jié)構(gòu)模型時(shí)因，對于裝配式蒙圓環(huán)結(jié)構(gòu)，應(yīng)豪根據(jù)地層情況吐、管片間連接輔構(gòu)造和所采用村的施工方法來罷確定相應(yīng)的模劫型。在設(shè)計(jì)計(jì)摩算中應(yīng)避免過貢分依賴某一模專型，而應(yīng)根據(jù)憤經(jīng)驗(yàn)類比對結(jié)細(xì)果進(jìn)行分析判百斷和調(diào)整。親當(dāng)管片處于樁垃基下面時(shí)，一駱般應(yīng)考慮樁基怕引起的附加應(yīng)剩力超載，選用預(yù)能夠計(jì)及側(cè)向紙抗力的模型?？囟壳斑€沒有助見到能夠考慮斬樁基超載的抗敘力假定模式，桿故宜選用彈性鍬地基梁法來進(jìn)偏行計(jì)算。對于混管片結(jié)構(gòu)本體害，如果能夠通奮過實(shí)驗(yàn)等得到明比較符合實(shí)際誰的彈性鉸的抗窯彎剛度值，則支采用彈性鉸圓尊環(huán)模型；無法瀉取得時(shí)可以采推用均質(zhì)圓環(huán)模壽型。管片錯(cuò)逢融拼裝時(shí)，則宜圖考慮管片環(huán)間進(jìn)的相互作用。摧對于樁基超載遮的考慮，可在比管片頂部施加溝施加水土壓力饞等再加上樁基貓引起的豎向附喪加應(yīng)力超載；鉆管片兩側(cè)的土株體，受到豎向沃和水平的附加屆應(yīng)力作用，其膜對作用在管片模上的側(cè)向壓力療作用的影響比嘴較難以評定，預(yù)為方便計(jì)算起苗見，可以不予好考慮。4、計(jì)算實(shí)例呆4.堅(jiān)1視、工程概況圖3：工程概況圖圖3：工程概況圖灣某閉地鐵二號線區(qū)逆間盾構(gòu)隧道工她程，穿越大量東的建筑物，車圖夏-觸3掙是盾構(gòu)隧道禾從研16料3積號房灘的研D1癥8盼樁下穿過的示混意圖。樁長宗18.3m嗎，直徑駝1m務(wù)，擴(kuò)大頭直徑叮為攤1.8m辰。為端承樁，培樁頂設(shè)計(jì)荷載干為每3000k客N撫。隧道襯砌采格用刷C50怨預(yù)制混凝土管鈴片，其厚度為納0.3m兄，外半徑為扣6m掌，寬度為仰1.5m黃。每環(huán)管片由煤一塊封頂塊聲（勒15教o椅）、較鍋兩塊鄰接塊俱（榆64.5穩(wěn)o翠）、三塊標(biāo)準(zhǔn)打塊伶（華72帳o劣）共六塊管片希組成，錯(cuò)縫拼燭裝。地下水位攀為否1.5m您。地層的主要鋼物理力學(xué)特性對參數(shù)見下頁表摟-2明地層物理力學(xué)吉特性參傾數(shù)賄命湊嘩愧濤表拳-2顯土層類型喬厚度素（來m遷）毅內(nèi)摩擦角起(臉o尾)干重度錘kN/m伐3投彈抗允K停MN/m桑3釣雜填土晨（柿1滅）畏1.145聽20膽30-鋼淤泥質(zhì)土矩（下2-轉(zhuǎn)1才）踢1.193達(dá)20栽10漆沖積砂土道（族3-田2腹）卸2.411靠20炮20-繳硬塑殘積土疊（拖5-組2付）浴13.356貌40拋17.3壺70警中風(fēng)化泥質(zhì)砂催巖鳥（復(fù)8北）撥5.402號44.9扭23.2燒500來強(qiáng)風(fēng)化泥質(zhì)砂稍巖駱（解7肉）笑1.307糞43.8駐22.6岔250惜4.紫2翅、樁在管片頂喚引起的附加荷管載適樁側(cè)土的內(nèi)摩燦擦角的加權(quán)平攤均值為利度，則斷；如果按位表耽-儉1殖來取值為役（濫按其5-水2特硬塑殘積土來薄查）二者比較祥接近，取涉用于計(jì)算。下堪面就擴(kuò)散角法倆及擴(kuò)散角法箭和碰Boussi爆nnes淚q徒解結(jié)合的方法峽來進(jìn)行樁基荷者載引起的管片話頂豎向附加應(yīng)島力的計(jì)算。姑163#絨房仍D1錯(cuò)8悟樁在管片頂部屠產(chǎn)生的豎向附裙加應(yīng)饑力攤貼洲表懷-3跑計(jì)算模式抱不計(jì)側(cè)阻擴(kuò)散?？紤]側(cè)阻擴(kuò)散魚=5.6杜考慮側(cè)阻擴(kuò)散對KS30疑KS30歉B秘OU竹KS30姜B礦OU非計(jì)算結(jié)果詳229.1棕66.0沸106.7蔽(O)牛72.9咸(B)煌13.8捷(A)鉗70.流1逮（平均）沒22.9撲32.8松(O)應(yīng)31.5潛(B)啦24.0許(A)乒注：上表中醉KS30抄表示猴按眉3碧0凡度進(jìn)行擴(kuò)散的陜擴(kuò)散角法，挨BOU律代表基老于超Boussi蘆nes晉q喬解的方法；附桶加應(yīng)力的單位員為土kN/m勢2瞇。括號中監(jiān)的拖A獄、兼O慢、猛B糊代表霜圖路-棉3遞中的對應(yīng)點(diǎn)。數(shù)可以看到，采窯用不同的方法炊和假定，結(jié)果勻有所不同。特抵別是當(dāng)對樁側(cè)少阻力擴(kuò)散作用幟采用不同的考樂慮方法時(shí)，結(jié)唉果有很大的差雄異。此樁按端侮承樁進(jìn)行設(shè)計(jì)紡，但其長度較疑長、樁周土體弊也比較好，能健夠提供較大的日側(cè)面摩阻力，結(jié)根據(jù)按規(guī)范溝[4]誓進(jìn)行的估算，侍僅甜按鉗5-羅2購層計(jì)算，能夠蠻提供的承載力付就大于樁基荷雜載的一半，故拋應(yīng)該考慮其樁擇側(cè)荷載的擴(kuò)散稀作用。但擴(kuò)散蓄角的選取對結(jié)鋪果有很大的影半響。本例按況和分選取，計(jì)算出易的平均附加應(yīng)代力相差約有三都倍之多，可見淹對樁側(cè)荷載擴(kuò)木散角的選取應(yīng)睛該慎重。根據(jù)醋國內(nèi)的經(jīng)驗(yàn)，箏按割來選取還是比努較符合實(shí)際的訊，其也在一定狀程度上反映了稠樁周土層的物領(lǐng)理力學(xué)特性掉。淘Tomlin艘so緊n射建議的舒主要是對群樁熊基礎(chǔ)提出的，永能否用于單樁種、能用于什么艙樣的單樁還需巧進(jìn)一步的研究孔，這里用它進(jìn)楊行單樁的計(jì)算公僅為對比之用視。本工程在設(shè)翁計(jì)時(shí)按鏈進(jìn)行了擴(kuò)散角肅的選用。對于壽是賠按妻3第0阻度擴(kuò)散角方法吼還是脈按警Boussi活nes退q哄解，二者計(jì)算藍(lán)的平均附加應(yīng)帶力相差不大，竹本例分別杠為榮66.0依kN/m蘆2鐘和氧70.1養(yǎng)kN/m峽2緣，國內(nèi)多用后瞇者。如果假定鍋樁側(cè)阻力和樁蜂端阻力相等，蹲按樁側(cè)阻力和派樁端阻力分別賴傳遞考慮，則賤在管片上引起嶺的附加應(yīng)力有紙4.118m偽范圍結(jié)為駛137.1邊kN/m齊2引，剩余贈(zèng)1.882m草為壽30.6蟲kN/m妙2輝，平均值筒為層103.6侵kN/m辦2殊。根據(jù)以上計(jì)犯算，并綜合考測慮安全和經(jīng)濟(jì)植等因素，最后漏決定采用額按燃Boussi疼nes酷q送解所計(jì)算的最斯大值床106.7堂kN/m笛2軌，且按均勻分慨布考慮來進(jìn)行臥管片內(nèi)力計(jì)算沙。頭4.晴3瘋、內(nèi)力計(jì)算及竊分析圖-6