•施工技术与测量技m •
海中互通立交施工对运营桥梁位移影响及控制措施分析
席俊
(广东省公路建设有
司，广东广州510000)
【摘要】文章通过有限元数值模拟方法，分析海中互通立交施工对既有桥梁变形影响，结合位移分析 结果及施工环境条件，提出位移控制措施，并通过数值模拟验证施工过程控制 的效果，从设计角度给出合理的工程措施，为同类海中互通立交设计提供了参考经验。
【关键词】 【中图分类号】来，随着
％数值模拟；位移控制
U449.52
：
【文献标志码】A
经济快速发展，城市或地域发展
的相应增大，许跨海、跨的水中 基础 项目不断现，例如南昌红 、港珠澳大 口岸 、广州洲头 等。由于地质条件、两岸接线、城市既有建筑等条件的约束， 项目的设计难度、施工难度 大， 于有建筑的变 是设计和施工过程中关注的重点。下互
我
工难点，
角地区 速 接线工程水
数值模拟， 下互 工有，并将
果反馈于设计，从设计角
。
，保证工程设计方案的科学、合
图2主线下穿高架桥剖面（单位:m)
的位移变 度给出变
1
工程概况及地质条件简介
互 匝
位于 出海口东岸，实现主线 间互通连接，互采用
以及各互通，主线隧
与既有
有转向匝 采用半直连 连匝道，互
道，E、F、L、G、H、J 匝道（图 1)。
图3
F匝道下穿高架桥横剖面（单位:m)
图1 互通立交平面布置
互
主
、F匝道、H匝
与既有
速高
流塑状。
2
有限元数值模型
叉。既有 为多跨连 ，采用群桩基础，桩 中微 岩地层。其中主 穿桥跨两侧采用直径2. 5 m桩基，F匝道和H匝道穿越桥跨采用直径
1.6 m桩基。三处下穿位置既有桥梁底标高约18.4〜20. 1 m
(图2〜图4)。
互通区地层从上至下依次为淤泥、粉质黏土、黏土、砂 层、粉质黏土、全 合 岩、强 合 岩、中
合 岩（图5)。地质条件 ，基以淤泥及黏土层、粉质黏土地层为主，地基
力
，且淤泥较厚，多为
互通区域的施工关键步序为:基槽开挖一围闭筑坝结构[定稿曰期]2018-01 -11
[作者简介]席俊杰$ 1983〜），男，硕士，从事公路建设
管理工作。
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四川建筑第38卷3期2018.〇6
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it I I I I 1
下况1:初始状态，位移清零
丁况2:冋填筑坝
丁况3:坝内间填砂 Ti况4:基坑开挖第•步，增设第•代支撑
图5 互通区地质剖面
施工一坝内回填砂一基坑开挖支护一主线及匝 工一实现水下互通立交与隧道施工转换。主线与F、H匝道的施工 关键步 ，主线的基坑深度和宽度均大于两条匝道。
合上 工步序及围岩参数分别 F匝道、主线隧下穿 建立有 模型。采用MIDAS/GTS数值计算件，计模 岩、
墩和
采用实体单元模拟，弹性模型；围
模型；
、支
线
标
/
丁况7:基坑开挖第四步
工况8:底板约束拆除第二道支撑
图7
F匝道施工工序
表2 F匝道施工模拟参数
基坑底标高/
采用实体单元模拟，采用摩尔
撑及桥桩、桥墩采用梁单元模拟， 关系为弹性，地下连续墙及桥面采用板单元模拟（表1〜表3、6〜图9)。
表1地质参数
材料类型淤泥粉质黏土粗砂中全风化花岗岩
压模量 容重/(N • m _2)/( N • m ~3 )1.828 X1066.33 X1068 X10610.81 X1069.141 X106
15880202402100020180193101955022000
m
-4.0
m
-5.517
基坑深度
8. 5m考虑先
填至+3.0m标高后
再工基置
基坑宽度/
m
/kN
聚力
摩擦角/°12.5
支撑设置
6.4535.6027.6115.219.80
地连墙厚度
8.432825.6530.228.6835
海水基 面 荷载/既有高架桥
支（第 支 600mmX800mm，间
6m，与冠 合;第 支撑9600，,14,间3m，采用工字 ），采用梁单元模拟0.8m，采用单模拟，嵌12.9m采用C30混凝土实体单元，粧基采用梁单元，粧 径1.6m，粧 中 ，桥面采用板单元模拟，桥墩 采用梁单元模拟，墩 寸1.8mX 2. 2m
kPa
20
及
填在海中
床
，因
和回填
程中海面以下 上 压， 模拟
采用浮容重，在床面 压及重力后位移清零，
强风化砂砾状花岗岩11.87 X106
中
岩
20X106
图6
3
模拟结果分析
F匝道模型及高架桥模型
图8
主线模型及高架桥模型可见，
允许的
的最大竖向位移约5. 4值要求。 的大水
》中5.5.4的定，
桩基差异沉降小于〇• 〇〇2 \" 小跨27 m计算，相桩基的差异沉降允许值为54 mm)，整倾斜小于0. 008 h \" 基技术
JGJ 94 -2008《建筑桩基技术
10 mm(表4、表5、图10〜图13)。从上 果中
mm(沉），远小于
20 m计算， 竖向位移差允许值为160 mm)，桩
位移为38. 85 mm，发在 基坑开挖后，其中 填筑毕 桩基的最大水平位移已达28. 2 mm， 填 ：毕
大
位移为34.9 mm，因 位移的产生来源。
填筑及
填阶
段为主要
基最大累计沉
小于350 mm; JGJ 94 - 2008《建筑桩
》中5.7.2〜5.7.3的定，水平位移允许值小于
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表3主线施工模拟参数
基深度/m
18.6
基坑宽度/m
47
大，法
工工工
图11 有软基处理最大水平位移
位移超出 允许值。因此简单的桥区淤泥处理无有的 。表5桥梁位移结果（主线隧道基坑施工模拟)
竖向
水平8.3513.
工工况3工
支撑设置地连墙厚度既有高架基 面
荷载/kPa
置四支（第〜第 支采用 支 800mmX 800mm，间距 6m;第四 支撑 $09 ,=14，间距3m，采用工字 ），采用梁单元模 拟，设置两排中 ，采用竖向约束模拟
竖向4.794.56
水平12.3214.46
1m，采用单模拟，嵌约10m采用C30 凝土实体单元，粧基采用梁单 ， 基粧径2. 5m，远基坑粧径1.6m，粧
中 ，桥面采用板单元模拟，桥墩采用梁 单元模拟，墩 寸1.8mX2.2m
2
4
2.88
4.53
5
20
表4桥梁位移（F匝道施工模拟)
工况工况2工况4工况4工
竖向3.595.3.974.85
水平28.1526.938.8538.27
工况工况3工况5工
竖向4.734.604.67
水平37.8337.4137.33
图12 常规基坑开挖施工桥梁最大水平位移
8
5
图13 常规基坑开挖施工桥梁最大竖向位移
从上述结果分析可见，桥梁水平位移发生在靠近基坑的
桩基，在承台下4〜5 m位置，即淤泥层中间位置，最大 水平位移14. 5 mm，大于桩基允许 位移值10 mm的要
图10
无软基处理最大水平位移
。
竖向位移发生在桥面位置，最大为4. 8 mm，桩基及大沉降3.5 mm，小于
允许沉
要求。
考虑岛壁以外的桥区淤泥处理后，桥梁最大 位移由
原来的最大38. 9 mm降至最大22. 3 mm，发生在海床面与桩
位置，最大竖向位移 主要发生在 生在桩基和海床面 是上部软弱地层
虽然
来5. 4 mm减小为4. 7 mm。
-上述模拟，桩基位移有以下
填阶段和坝内填砂阶段;最大位移发位置，向下逐渐减小;位移来源主要压后整体移动，以
位移为主。
变形仍较
于 位移 ，需要采取工程 位移过度发
展，结合工程实际，建议具 如下-(1) 主 采用1.5 m 径的 桩支护，中间采用旋喷桩止水，一方面刚度较大， 方面可以在填岛前水上施工，在主跨作为运 间 桩 作用。
(2) 将主基坑位置填土标高调整为3.0 m，高于设计施工
位。
区范围的整体地基处理，但
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\"3 #
主基坑两侧承台周边土体进行加固，具体加固方
10 66
基
的要求，因建议 强 度、 地
式建议为 桩。
主线隧道加固后的水平位移见表6 &
表6桥梁位移
工工工
、降低主 基坑深度等方法 ，经 采取后 位移可以 在10 66以内。(3) 在 清淤回填的前提下，G匝道位置窄条状岛体
值要求，针对E匝道位置：只
的情况，建议施工
桩 ，然后
长 桩 头与
区 向
清抵抗
， 桩
水平工工况3工
水平
施工可以满足 有
的边线
2
4
4.19.007
7.63.475
5
调整后的桥梁水平变形（图14)
淤、回填。为小桩基清淤后桩体裸
力减弱的问题，建议在桥桩 增 宜
合区域 中间淤泥被清除。(4) 以上计算仅为 工况， 于有 方法和计算
，与实 工工 法完全 ，因建议采取以下措:①工过程中加强 ， 情指导施工，必要采取 步 '②在无法做到完全 的情况下，敏感位置的清淤宜优先清 计算桩基 位移朝向的另
，填则相反，但 不宜过大;③工过程中应，对桩 ，提 桩防护，建议 运 主 处桥孔，如利用 小桥孔，应 宽度和 速度;④
计、施工、运
图14加固后基坑开挖施工桥梁最大水平位移
4
结论
利用
的
各项 指标，建议下阶段与单位 步沟通协调。参考文献
(1)
穿 的计 可知，拋)1 *[2][3] [4]
深圳市勘察测绘院有限公司，深圳市岩土工程有限公司.
SJG
穿或紧贴 的挤压作用 孔桩基影响较大，主要 为既有桥桩的 位移 ，填 程也 •桩 大侧压，因建议 将 置在桥下或紧贴
。
清淤、填
程中应
不平衡压力，
到东西平衡，南缓坡，建议在桥桩区域清淤或填砂 的坡度 在1:5以下， 小于2 6。(2) 在 填的情况下，主 基坑在不采取 理的情况下，桥桩 位移最大值达14. 8 66，
处
值
05 -2011深圳地区建筑深基坑支护技术规范[S]. 2012.
赵中椋.基于
MIDAS-GTS基
支 维数值模拟分析[
D].
大连：辽宁师范大学，2014.
建华，吴厚信，周宏益，等.紧邻地铁基坑支护工程涉及 [].探矿工程（岩土钴掘工程），2011，38 (11)-71 - 75.
，沈
，
，等.基坑工程
地铁隧道影响的
分析与对策[].岩土工程学报，2006，28(
J
JS1)-1340 - 1345.
(上接第247 >)察 关人
止
线、锚 等工作情况；与提升无
工作;提升注意3
的 工。采用上述方法， 应力应变片及时反映出被
提升现场，专人负责
d
的天气情况，测定风速、风向'现配
(3)提升就位，提升到指定高度，用 斤顶支 接口， 接在绝 接。 接 后， 在 上， 和 可
4\"
。
定对接口，千
的实 ，变形发展趋势，提拱信息反馈，
确保建筑物、重要设备及施工过程的安全性和使用 ，具有 度要 、 次密集的有 果， 有提升
5
结束语
止、温度变化小的 下
， 有荷：受，保证结构变形在安全和
的施工质量和施工精度。
拆除提升 。
南充市
，
拟，并且
工过程
整体提升施工 技术进
计及施工全过程采用计算机仿真模
力、位移 全面的动态实时监
利用有 方法 的 工 程 模
拟 ，得到有 数值、
程中，应力应变片反馈的 估 变形;在工过数值与有 的对比
。采用整体提升施工技术， 自动化程度高，操作方便
灵活，安全性好，可性高。计机 压同步提升技术的 和工程实践 ，这是一项极具应用前景的新技术。
得的误差值，修正和调整提升施工，直
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