受盾構(gòu)隧道下穿影響的房屋結(jié)構(gòu)加固前后對比分析

1、受盾構(gòu)隧道下穿影響的房屋結(jié)構(gòu)加固前后對比分析 坦 勘測與設(shè)計受盾構(gòu)隧道下穿影響的房屋結(jié)構(gòu)加固前后對比分析蔡建鵬中鐵第四勘察設(shè)計院集團有限公司城地院 武漢【摘 要】地鐵盾構(gòu)隧道在開挖過程中會產(chǎn)生地層損失,引起隧道上方土體變形一沉降和水平位移,從而影響隧道上方建構(gòu)鞏物的正常使用,尤其對于淺基礎(chǔ)多層建筑。結(jié)合工程實例一淺埋軟弱地層小半徑始發(fā)盾構(gòu)隧道下穿淺基礎(chǔ)多層建筑,對隧道開挖與鄰近建筑物的相互影響進行分析,提出針對性加固措施,并對加固效果評估,保證其可行性?！娟P(guān)鍵詞 隧道 地層損失 土體變形 加固 有限元分析土、 粉土夾粉質(zhì)粘土、粉質(zhì)粘土層中,中山北路改造 樓綠洲商場 地下部分主要位于 雜填土引

2、言中,其中 雜填土結(jié)構(gòu)松散,為上層滯水含水盾構(gòu)法是目前區(qū)間隧道中應(yīng)用廣泛且對環(huán)境 層, 粉土夾粉質(zhì)粘土為微承壓水層。區(qū)間結(jié)構(gòu)頂影響較小的施工方法,但隧道的開挖將不可避免地距中山北路改造 樓綠洲商場 基礎(chǔ)底凈距 . 。擾動其周圍土體,繼而將影響鄰近既有建筑物的正中山北路改造 樓綠洲商場 西靠中山路,北常使用,控制不當(dāng)將會造成不可估量的損失。杜 臨書院弄,東側(cè)及南側(cè)分別緊靠新雅都大酒店及中佐龍等 采用 方法對兩種不同的給 山北路改建工程甜樓。綠洲商場建筑層高為為定位移邊界條件下的隧道開挖引起的地層損失對 層,建設(shè)于年,占地面積 ,建筑面積 ,屬辦公用建筑, 層地下室,地下室底群樁帶來的影響進行了分

3、析; 張宏博等 結(jié)合重慶武隆隧道工程實例,建立三維彈塑性有限元 板以下為粗爐渣松填層,建筑基礎(chǔ)為柱下獨立基礎(chǔ)圖 、圖 。模型,模擬實際的開挖支護步驟;詳細探討了施工過程中隧道與樁基的相互影響; 李永盛和黃海鷹提出了盾構(gòu)推進對鄰近樁體力學(xué)影響的實用計算方法。本文結(jié)合某市地鐵隧道施工中對淺基礎(chǔ)多層建筑物的影響,提出一些加固措施,并對結(jié)構(gòu)加固前后隧道開挖對建筑物的影響進行了對比分析。工程概況某市地鐵 號線區(qū)間隧道左、右線正穿中山北路改造 樓 綠洲商場 ,其中左線穿越段里程為二 上十線穿越段 。區(qū)里程為一粉質(zhì)粘間結(jié)構(gòu)主要 圖 區(qū)間隧道與綠洲商場平面關(guān)系圖囡 鐵漕勤.受盾構(gòu)隧道下穿影響的房屋結(jié)構(gòu)加固前后

4、對比分忻 鏊壁圖 中為軸線測點,軸線兩側(cè)點距分。 蕁 別為 、 ,從圖中可見,盾構(gòu)施工過程中下沉量最大的為軸線測點,軸線兩側(cè) 之內(nèi)地表受盾構(gòu)施工影響較大,下沉量僅僅是略小于軸線測點,而在軸線兩側(cè) 處測點的沉降量開始明顯減小,故區(qū) 間隧道軸線兩側(cè)各 . 倍洞徑區(qū)域應(yīng)為對周邊環(huán)境的主影響區(qū)。右線 左線根據(jù)區(qū)間盾構(gòu)所穿越建筑物區(qū)域工程地質(zhì)條件,盾構(gòu)穿越建筑物橫向影響范圍重點考慮隧道軸線兩側(cè)各 區(qū)域。同時借鑒周邊城市的盾構(gòu)施工經(jīng)驗,區(qū)間盾構(gòu)施工地表沉降橫向影響一般范圍為隧道中心線左右兩側(cè)各的范圍。圖 區(qū)間隧道與綠洲商場立面關(guān)系圖沉降影響范圍 加固前有限元分析隧道開挖引起的沉降影響分析項目主要為建為了分

5、析隧道開挖對鄰近淺基礎(chǔ)建筑物的影筑物橫縱墻不均勻沉降 橫墻指承重墻所處方向 ,響,采用巖土工程專業(yè)有限元軟件 ,合理簡化應(yīng)包括整體及局部不均勻沉降中最大值 圖 。建立有限元分析模型,對隧道開挖與鄰近建筑物相互影響進行數(shù)值模擬分析,對鄰近獨立基礎(chǔ)建筑物的附加變形進行預(yù)估,以對控制隧道開挖施工、加固措施提供指導(dǎo)意見。區(qū)間隧道開挖工況為先施工左線隧道,后施工右線隧道,結(jié)合區(qū)間隧道與建筑物平面相互關(guān)系,按最不利斷面計算,計算最終工況取左右線隧道施工貫通后的施工工況,分析步驟: 建筑物施工前原始地應(yīng)力,即初始地應(yīng)力;圖 盾構(gòu)掘進粘性土地層變形示意圖既有建筑物存在對初始地應(yīng)力的影響,即 盾構(gòu)穿越建筑物橫向

6、影響范圍隧道開挖前受擾動的地應(yīng)力分布;根據(jù)地鐵 號線前期盾構(gòu)推進典型橫斷面監(jiān)隧道開挖對鄰近建筑物的影響,即隧道開測數(shù)據(jù),變形曲線如圖 。挖后土體及鄰近建筑物位移場和應(yīng)力場的變化。÷商蕊黼瓣 罄 妻 瑚 感舒掰鯉瓣蟛 囂 廠 。 一:一?謄攀 強蠢攀 髯一? 鏊鍪 ?一圖 盾構(gòu)橫斷面地表下沉量曲線 圖 隧道開挖前地應(yīng)力云圖鐵道勘測與設(shè)計團加固。從受力特點及地下室結(jié)構(gòu)特點來看,既有建萱道勘測與設(shè)計筑物基礎(chǔ)為獨立基礎(chǔ),改進措施為對地下室底板基礎(chǔ)進行加固,使地下室基礎(chǔ)成為整體式筏板基礎(chǔ),從而改善結(jié)構(gòu)整體受力及沉降;注漿加固可以提高地基承載力,改善結(jié)構(gòu)沉降。. 措施一:筏板基礎(chǔ)加固將綠洲商場地

7、下室進行清空;利用清空后的地下室空間,將地下室底板圖 豎向位移云圖鑿毛并在其上方加設(shè)一層 厚 混凝土板,新增混凝土板與原地下室底板間通過植筋×形成疊合結(jié)構(gòu),新增底板上下側(cè)擬配置雙向鋼筋,新增底板與柱子、側(cè)墻璉 一通過植筋相連接;對底板下柱基間范圍內(nèi)底板下方的粗爐渣圖 . . 松填層采用花管灌漿,以提高其密實度:本工程選取鄰近保護建筑側(cè)典型剖面建立有在原柱下獨立基礎(chǔ)下方預(yù)埋袖閥管,以便隧道通過時能根據(jù)監(jiān)測結(jié)果及時進行跟蹤注漿;限元模型,對隧道豎向變形、建筑結(jié)構(gòu)淺基礎(chǔ)沉降 在管片上增加注漿孔,加強二次注漿,必要以及相互影響進行分析。的時候通過注漿孔進行洞內(nèi)管片注漿加固。圖 表示既有建筑物

8、對初始地應(yīng)力的影響云. 措施二:注漿加固圖,反映了隧道開挖之前的地應(yīng)力初始狀態(tài),柱子基底出現(xiàn)應(yīng)力集中現(xiàn)象,其會影響隧道開挖時開挖將綠洲商場地下室進行清空;面的應(yīng)力分布。利用清空后的地下室空間進行注漿加固,圖 表示示隧道開挖引起的建筑豎向位移云 注漿前先在混凝土板和基礎(chǔ)上鉆孔,然后進行注漿,建議采用鉆桿后退式注漿,主加固區(qū)加固體承載力圖,可以看出,隧道開挖面上方土體豎向位移與結(jié)不小于,次加固區(qū)承載力不小于;主構(gòu)基礎(chǔ)之間相互影響明顯。加固區(qū)范圍為隧道兩側(cè) 范圍內(nèi),隧道底板以下圖 表示結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)豎向位移圖,可以看出,位至地下室底板;次加固區(qū)間為主加固區(qū)中問,隧移曲線近似三角形,不均勻沉降明顯?；A(chǔ)沉降最道施工破裂面以下 至地下室底板。大值為. . ,最大值位于右線隧道上側(cè)。在管片上增加注漿孔,加強二次注漿?？紤]此建筑在端頭凍結(jié)法加固凍脹融沉影響從施工控制及經(jīng)濟性比較,措施二注漿加固效范圍內(nèi),施工時沉降會大于 . ,且此建筑建果可控性相對較差,且注漿壓力難以控制,壓力控設(shè)年代已久,建議盾構(gòu)施工期間臨時疏散人員,并制不當(dāng)易造成地下室底板開裂,且注漿加固造價高,在地下室范圍實施加固