明挖法隧道施工对近接桥梁桩基的影响研究

霍 达 君

(山西省晋中路桥建设集团有限公司,山西 晋中 030600)

时代发展，社会进步及科学技术的不断创新，人们更加有效的利用城市空间，上有高楼大厦林立，而城市的地下，人们也在不断的开发新用途。然而，由于施工技术和地下地质环境的制约，在实施过程中，极有可能出现由于对地质结构的改变而影响施工进程，甚至工作人员的生命安全。其他国家的科研人员根据现有结构的空间和地下隧道的位置关系，将其施工范围进行划分，使施工工程能够顺利进行。但目前为止，我国对此问题还没有，成熟和完善的先进技术和有效经验。因此，为了让明挖法隧道施工顺利进行并且保持接近桥梁的良好应用情况，满足深入要求，要及时发现和解决近接桥梁桩基在施工过程中受到的影响，并予以实施。

1 隧道施工的概述

地理气候条件和施工工地周围排水情况的差异，是影响隧道建设的首要原因，也是施工前首先应考虑的两个方面。明挖法是软土地下工程施工中最普遍的方法，指先挖开地面，在露天环境下修筑衬砌，然后再覆盖填充的地下工程施工方法。此种方法较多应用在浅埋工程中，比如建筑物基坑、浅埋隧道、地铁车站和其他浅埋工程的修筑等。

2 明挖法隧道施工对近接桥梁桩基的影响分析

2.1 实践中分析方法

在明挖法引导下的隧道施工对近接桥梁桩基的影响分析的过程中，可以利用科学应用有限元数值模拟的分析方法，以保证其有准确的分析结果。

通过充分考虑明挖法隧道施工及近接桥梁桩基的真实状态，同时加强计算机网络与信息技术的应用，利用计算机三维空间建立相对应的有限元数值模型，使结果分析工作在该模型的指引下更细致地展开，增强明挖法隧道施工对近接桥梁桩基作用的认知高度。实际建立有限元数值模型时，可从以下三个角度着手考虑：

1)在计算机网络和信息技术的双重作用下，综合考虑沿隧道施工、隧道横断面和隧道深度方向的长度的选取，并以此对模型的尺寸大小进行估计确认，在总体上提高有限元数值模型的内在使用价值。2)假设建立有限元数值模型的土体材料为理想状态的塑料介质，选择摩尔—库仑理论作为其本构关系，承台和土体均使用实体单元，桩基使用梁单元，衬砌使用板单元。对于模型边界，其侧面和底部均施加反向约束，只有上表面为其自有面，而且古德曼接触单元被应用于桩基的检验，可有效控制承台的水平位移。同时，在解决荷载条件问题时，需要关注土体以及上部结构自身重量的作用，使得以有限元数值模型为基础形成的隧道施工的明挖法在近接桥梁桩基的影响结果分析方面有着较高的实际使用价值。3)有限元数值模拟模型建立的过程中也要求工作人员能对其建立过程做到有效控制，同时通过综合分析明挖法隧道施工与近接桥梁桩基两个方面，为该模型主导的影响分析工作的顺利开展创造良好条件，并以此作为明挖法有效实施的参考依据。

2.2 影响分析结果

落实明挖法隧道施工对近接桥梁桩基的影响分析工作时，应通过科学使用有限元数值模拟分析方法，同时对其数值模型进行配合作用，可对以下几个角度的分析结果造成影响。

2.2.1引起桥梁桩基沉降问题的发生

明挖法隧道施工中基坑的挖掘必定会对桩基周围土体造成影响，以至于降低近接桥梁桩基的侧面摩擦阻力。因为新建基坑在桩基的上方，对桩基上方的侧面摩擦阻力影响较强，而对下方影响较弱，从而导致桩基上方更容易发生沉降，下方的沉降不太明显，在一定程度上不利于近接桥梁桩基的实践应用效果，不经意间使其使用过程中更容易有沉降问题发生。

2.2.2隧道周围土体侧移

隧道开挖作业造成的侧土压力的变化，在不同程度上影响近接桥梁桩基结构的稳定性，甚至可能会造成其结构问题的出现。同时，如果明挖法隧道施工在很大程度上近接桥梁桩基所在地段的土体结构的稳定性，则会使近接桥梁桩基处在一个危险的使用状态，增大其使用风险，对桥梁桩基性能的安全造成威胁。

2.2.3导致桥梁桩基水平位移发生变化

施工方案实施的过程中对近接桥梁桩基上部土体的影响，随着明挖法隧道施工的深入进行渐渐增强，导致其土体部分的变化，对桩基的安全性造成影响。在这一阶段，桩基可能处在一个不稳定的状况中，并且很难达到我们对桥梁桩基安全使用的需要，这是由于明挖法隧道施工引起的近接桥梁桩基水平位移变化的问题。为了防止这些问题的发生，要求我们选择更有针对性的处理方法，以便减少明挖法隧道施工对近接桥梁桩基带来的影响，优化其桩基性能并有效增强其结构稳定性。

3 降低明挖法隧道施工对近接桥梁桩基影响的相关措施分析

3.1 增强施工人员责任意识，重视桥梁桩基保护

实际采用明挖法对隧道进行施工时，建立责任机制和进行专业培训的同时，还应不断增强工人的责任思维，对他们在施工过程中的操作进行规范，并且应在思想上重视隧道施工时有效保护近接桥梁桩基，以便降低隧道施工对进阶桥梁桩基的影响，从而使保护工作有针对性地展开，尽可能使其安全性能得到有效保障，减少其结构问题的发生。

3.2 改善施工方式，注重评估桥梁桩基结构的稳定性

施工单位及其工作人员在长期的实践过程中，应对丰富的实践经验以及专业理论知识等综合考虑和应用，不断改善施工方案，保证其良好的施工状态，致使近接桥梁桩基处在较好的应用状态，以减少明挖法隧道施工对近接桥梁桩基的影响。同时，采用明挖法对隧道进行施工时，还应注重评估近接桥梁桩基结果的稳定性，从而作为选择相应的解决办法的参考依据。

3.3 完善施工方案并加强施工过程中的控制

施工时，应尽量改善明挖法下的隧道施工措施，以降低其建设对近接桥梁桩基的影响，并增进对其施工过程的把控。主要体现在：1)在明挖法隧道施工措施的制定和实施的过程中，应该对施工地段的水文性征、地质状况等问题综合分析，综合考虑隧道施工措施的成本经济性、可行性等；2)减少其施工过程中对近接桥梁桩基带来的影响，使其符合桥梁桩基安全使用要求；3)加强把控，使得明挖法隧道施工中隐形存在的安全问题大大减少，并降低其对近接桥梁桩基的作用；4)认真落实相应的控制监督工作，以便能及时解决其施工中存在的各种问题。

4 结语

成功安全的隧道建设可以方便人们的出行，保障安全，大大的节约时间、精力和金钱，是我国经济发展，社会进步必不可少的重要一环。能否强有效地规范标准和实施施工，直接决定其实际的建造成果。综上原因，本文章注意通过全方位、多角度地对隧道建设方面面临的诸多问题进行分析和技术建议，并得出相应的实践结论和参考。