大轴力桩基托换施工安全监测的研究
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摘要
桩基托换技术是一项技术含量较高的土木工程技术，它涉及到众多
结构技术问题和岩土技术问题。本文以深圳地铁一期工程百货广场桩基
托换为主要研究对象，采用模型试验、理论分析和有限元仿真计算等研
究方法，对大轴力桩基托换过程中的安全性问题进行了研究，并通过指
导现场试验，证实了监测方案的有效性。
在前期科研成果的基础上，确定了托换结构施工、主动托换以及暗
挖隧道通过托换区三个阶段的监测项目和主要监测控制标准。
通过对百货广场科研示范桩监测数据的分析与研究，可以得出在百
货广场桩基托换的施工过程中，百货广场的最大柱间沉降差小于监测控
制标准，梁柱接头没有产生相对滑移。百货广场和托换结构在整个施工
过程中始终处于弹性状态，百货广场桩基托换达到了预期的效果。
最后作者提出了应力释放法在实际施工过程中的一些不足之处，以
及如何准确确定大梁支座反力。
The underpinning of high-load-pile foundation under the complex geological conditions, may deal with many problems of structure, subsoil, and underground water. Many underpinning engineering would be meet as new tunnel of metro are being built in many cities in our country such as Beijing, Shanghai, Guangzhou, Shenzhen. So special research is necessary and in urgent needed.
Pile foundation project of Department Store Mansion is one of the key construction sub-project of Shenzhen Metro. As a case study, methods of theoretical analysis, model testing and Situ testing have been applied to study on the safety problem in underpinning engineering of high-loaded pile foundation.
Based on the above study, an advanced reliable monitor system was established, meanwhile a series of control limitations of active-underpinning were put forward.
During the construction of underpinning structure, active-underpinning and excavation of tunnel, the displacement and stress of Department Store Mansion and underpinning beams are all below the control limitations. The active underpinning in Situ of Department Store Mansion is succeeded as the research prediction.
How to improve the stress release method and how to determine the bearing resistance are discussed at the end.
结构技术问题和岩土技术问题。本文以深圳地铁一期工程百货广场桩基
托换为主要研究对象，采用模型试验、理论分析和有限元仿真计算等研
究方法，对大轴力桩基托换过程中的安全性问题进行了研究，并通过指
导现场试验，证实了监测方案的有效性。
在前期科研成果的基础上，确定了托换结构施工、主动托换以及暗
挖隧道通过托换区三个阶段的监测项目和主要监测控制标准。
通过对百货广场科研示范桩监测数据的分析与研究，可以得出在百
货广场桩基托换的施工过程中，百货广场的最大柱间沉降差小于监测控
制标准，梁柱接头没有产生相对滑移。百货广场和托换结构在整个施工
过程中始终处于弹性状态，百货广场桩基托换达到了预期的效果。
最后作者提出了应力释放法在实际施工过程中的一些不足之处，以
及如何准确确定大梁支座反力。
The underpinning of high-load-pile foundation under the complex geological conditions, may deal with many problems of structure, subsoil, and underground water. Many underpinning engineering would be meet as new tunnel of metro are being built in many cities in our country such as Beijing, Shanghai, Guangzhou, Shenzhen. So special research is necessary and in urgent needed.
Pile foundation project of Department Store Mansion is one of the key construction sub-project of Shenzhen Metro. As a case study, methods of theoretical analysis, model testing and Situ testing have been applied to study on the safety problem in underpinning engineering of high-loaded pile foundation.
Based on the above study, an advanced reliable monitor system was established, meanwhile a series of control limitations of active-underpinning were put forward.
During the construction of underpinning structure, active-underpinning and excavation of tunnel, the displacement and stress of Department Store Mansion and underpinning beams are all below the control limitations. The active underpinning in Situ of Department Store Mansion is succeeded as the research prediction.
How to improve the stress release method and how to determine the bearing resistance are discussed at the end.
引文
1、叶树麟等《地基处理与托换技术》中国建筑工业出版社 1994
2、周景星等《 基础工程》清华大学出版社 1996
3、车宏亚等《混凝土结构》中国建筑工业出版社 1998
4、龙驭球等《结构力学教程》高等教育出版社 1994
5、林天健等《桩基础设计指南》中国建筑工业出版社 1999
7、《Underpinning and propping at Liverpool's Wapping Dock》Building control 1998 v. 1 no.5 p.20,22
8、何江陵等《钢桥承载能力评定的应力释放法》中国公路学报 1997．9
9、詹黎明等《广州美术学院33~#楼桩基托换设计与施工》铁道建筑技术 2002．2
10、杨明举等《单洞双层地铁隧洞开挖对基础托换桩的影响》铁道建筑技术 2001．5
11、冯卫星等《地铁施工中的托换技术》石家庄铁道学院学报 2000．9
12、夏才安等《复合地基上多层建筑纠偏加固实践与分析》浙江工业大学学报 2001．3
13、杨明举等《深圳地铁施工及桩基托换技术的数值分析》特种结构 2001．12
14、深圳地铁一期工程3C标段设计文件和招标文件2001
15、王玉宝《大轴力桩基托换工程结构技术的应用研究(硕士论文)》2001(指导导师 孙宁)
16、高俊合《大轴力桩基托换技术(博士后研究开题报告》2000(指导导师 周镜 孙宁等)
17、高俊合《大轴力桩基托换技术(博士后研究报告)》2003
18、中国铁道科学研究院《深圳地铁一期工程桩基托换技术科学研究项目第一阶段报告》1999．8
19、中国铁道科学研究院《深圳地铁一期工程桩基托换技术科学研究
项目梁-柱接头强度及滑移荷载1：4模型试验试验报告》1999．12
20、中国铁道科学研究院《深圳地铁一期工程桩基托换技术科学研究项目桩基托换实施方案》2000．12
21、中国铁道科学研究院《深圳地铁一期工程桩基托换技术科学研究项目1：2梁-柱接头强度试验及1：4整体模型试验试验报告》2001．6
22、中铁十五局《广深铁路桥T1托换大梁桩基托换监测报告》2002．10
23、中铁十五局《广深铁路桥T2托换大梁桩基托换监测报告》2002．11
24、中国铁道科学研究院《桩基托换示范桩实施方案》2002．2
25、中国铁道科学研究院《深圳地铁一期工程百货广场桩基托换工程科研示范桩监测报告》2002．3
26、中铁第二勘测设计院《深圳地铁一期工程百货广场桩基托换综合技术之设计综合篇》2002．12
27、中铁隧道集团有限公司《深圳地铁一期工程百货广场桩基托换综合技术之施工综合篇》
28、龚晓南《地基处理新技术》陕西科学技术出版社 1997．8
29、曾国熙等《地基处理手册》中国建筑工业出版社 1988．8
2、周景星等《 基础工程》清华大学出版社 1996
3、车宏亚等《混凝土结构》中国建筑工业出版社 1998
4、龙驭球等《结构力学教程》高等教育出版社 1994
5、林天健等《桩基础设计指南》中国建筑工业出版社 1999
7、《Underpinning and propping at Liverpool's Wapping Dock》Building control 1998 v. 1 no.5 p.20,22
8、何江陵等《钢桥承载能力评定的应力释放法》中国公路学报 1997．9
9、詹黎明等《广州美术学院33~#楼桩基托换设计与施工》铁道建筑技术 2002．2
10、杨明举等《单洞双层地铁隧洞开挖对基础托换桩的影响》铁道建筑技术 2001．5
11、冯卫星等《地铁施工中的托换技术》石家庄铁道学院学报 2000．9
12、夏才安等《复合地基上多层建筑纠偏加固实践与分析》浙江工业大学学报 2001．3
13、杨明举等《深圳地铁施工及桩基托换技术的数值分析》特种结构 2001．12
14、深圳地铁一期工程3C标段设计文件和招标文件2001
15、王玉宝《大轴力桩基托换工程结构技术的应用研究(硕士论文)》2001(指导导师 孙宁)
16、高俊合《大轴力桩基托换技术(博士后研究开题报告》2000(指导导师 周镜 孙宁等)
17、高俊合《大轴力桩基托换技术(博士后研究报告)》2003
18、中国铁道科学研究院《深圳地铁一期工程桩基托换技术科学研究项目第一阶段报告》1999．8
19、中国铁道科学研究院《深圳地铁一期工程桩基托换技术科学研究
项目梁-柱接头强度及滑移荷载1：4模型试验试验报告》1999．12
20、中国铁道科学研究院《深圳地铁一期工程桩基托换技术科学研究项目桩基托换实施方案》2000．12
21、中国铁道科学研究院《深圳地铁一期工程桩基托换技术科学研究项目1：2梁-柱接头强度试验及1：4整体模型试验试验报告》2001．6
22、中铁十五局《广深铁路桥T1托换大梁桩基托换监测报告》2002．10
23、中铁十五局《广深铁路桥T2托换大梁桩基托换监测报告》2002．11
24、中国铁道科学研究院《桩基托换示范桩实施方案》2002．2
25、中国铁道科学研究院《深圳地铁一期工程百货广场桩基托换工程科研示范桩监测报告》2002．3
26、中铁第二勘测设计院《深圳地铁一期工程百货广场桩基托换综合技术之设计综合篇》2002．12
27、中铁隧道集团有限公司《深圳地铁一期工程百货广场桩基托换综合技术之施工综合篇》
28、龚晓南《地基处理新技术》陕西科学技术出版社 1997．8
29、曾国熙等《地基处理手册》中国建筑工业出版社 1988．8