全套管回旋灌注桩施工对高铁桩基的影响分析

范礼彬 许原骑

(中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司，浙江 杭州 311122)

随着城市建设的快速发展，越来越多的轨道交通及市政隧道近距离侧穿或下穿既有建构筑物基础的情况[1,2]。隧道施工将导致周边土体发生变形，从而对建构筑物产生影响，导致建构筑物变形等。特别是下穿高铁处，需要严格控制变形影响，确保变形在允许范围内。

为保证既有高铁的安全运营，一般采用主动隔离和控制开挖或盾构掘进参数[3,4]，来减少施工对地层的扰动影响。本文以苏州某市政隧道下穿沪宁城际铁路为背景，采用数值模拟的方法分析隔离桩施工对高铁桩基的影响。

1 工程概况

本项目下穿既有高铁桥梁，既有沪宁城际高铁苏州西特大桥28号墩(DK216+993.255)，运营里程(K86+207.415)、27号墩(DK217+026.015)，运营里程26(K86+174.655)和26号墩(DK217+058.775)，运营里程(K86+141.895)之间，桥型为32 m的简支梁，净空很低，桥下净空最小约3 m，隧道结构与沪宁城际高铁苏桥桩最近距离约为6 m，场地南侧30 m为京沪普速铁路，施工区域内分布有高铁通信、防灾光缆、电缆及铁路相关设施设备，施工场地条件复杂。该位置处沪宁城际铁路基础形式为桩基础，桩径1.0 m，桩长约50.0 m。

本工程高铁下方隔离桩采用低净空全套管灌注桩，在盾构两侧分别施打一排隔离桩，桩中心的间距距离高铁桥梁桩中心为6.15 m，距离盾构净距为1 m；隔离桩施工范围沿盾构方向超出高铁桥梁承台不小于20 m，隔离桩桩径为1 m，桩间距为1.2 m，桩长为30 m，桩顶设置1.2 m×0.8 m的冠梁，桩间设置1.2 m×0.8 m，间距3.6 m混凝土支撑，隔离桩间采用MJS桩加固。

2 计算分析

2.1 分析模型

根据场地建设条件利用MIDAS NX软件建立数值分析模型。模型参数如下：模型土体边界120 m×100 m×60 m；模型元件包括土体、隔离桩、高铁桩基、高铁承台、高铁上部结构；土体采用修正摩尔库仑模型,桥梁桩基、承台及墩台均采用线弹性模型(见图1)。根据该段岩土地质勘察报告以及高铁桥梁结构设计要求，模型计算所需材料的本构参数如表1所示。

表1 数值模拟材料参数

2.2 计算结果分析

图2～图5分别表示隔离桩施工完成后，高铁桥梁整体位移、竖向位移及水平位移图。从图中可知，隔离桩施工使得高铁桥梁整体发生竖向位移，最大位移位于隔离桩中间部分，呈现两端较小中间较大的趋势，最大竖向位移为1.20 mm，纵向水平位移为0.467 mm，横向水平位移为0.124 mm。按照TB 10182—2017公路与市政工程下穿高速铁路技术规程的规定，对于受下穿工程影响的无砟高速铁路桥梁墩顶竖向、水平位移限值不超过2.0 mm。因此，隔离桩施工引起的桥墩水平位移未超过水平位移限值，满足规范要求。

3 现场试桩结果

为明确低净空全套管灌注桩试桩工程中，桩基施工对地层的扰动及影响范围，现场进行了试桩，进行孔隙水压力测试、深层水平位移监测、地表沉降观测和地下水位监测。

根据试桩结果，试桩结束后总沉降稳定在0.84 mm，沉降速率也较小，试桩施工过程对沉降的影响很小，满足设计要求和高铁桥桩沉降控制要求。

同时，抽水作业会导致抽水前后临近模拟桩基产生沉降，施工过程中应严格禁止抽水作业。

4 结语

1)隔离桩施工引起桥梁产生一定的水平位移与竖向位移，桥梁竖向最大位移为1.20 mm，纵向水平位移为0.467 mm，横向水平位移为0.124 mm，均未超过规范限值。

2)根据试桩结果，试桩结束后总沉降稳定在0.84 mm，沉降速率也较小，试桩施工过程对沉降的影响很小，满足设计要求和高铁桥桩沉降控制要求。

3)建议成桩过程中施工顺序、成桩速度等严格按照设计要求，成桩出土过程中，避免机械撞击钢护筒。