受盾構(gòu)隧道下穿影響的房屋結(jié)構(gòu)加固前后對(duì)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(duì)比分析 坦 勘測(cè)與設(shè)計(jì)受盾構(gòu)隧道下穿影響的房屋結(jié)構(gòu)加固前后對(duì)比分析蔡建鵬中鐵第四勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)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(huì)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(duì)于淺基礎(chǔ)多層建筑。結(jié)合工程實(shí)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(duì)隧道開挖與鄰近建筑物的相互影響進(jìn)行分析,提出針對(duì)性加固措施,并對(duì)加固效果評(píng)估,保證其可行性。【關(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(chǎng) 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(duì)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(chǎng) 基礎(chǔ)底凈距 . 。擾動(dòng)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(chǎng) 西靠中山路,北常使用,控制不當(dāng)將會(huì)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(duì)兩種不同的給 山北路改建工程甜樓。綠洲商場(chǎng)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(duì) 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(jìn)行了分

3、析; 張宏博等 結(jié)合重慶武隆隧道工程實(shí)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(dú)立基礎(chǔ)圖 、圖 。模型,模擬實(shí)際的開挖支護(hù)步驟;詳細(xì)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(jìn)對(duì)鄰近樁體力學(xué)影響的實(shí)用計(jì)算方法。本文結(jié)合某市地鐵隧道施工中對(duì)淺基礎(chǔ)多層建筑物的影響,提出一些加固措施,并對(duì)結(jié)構(gòu)加固前后隧道開挖對(duì)建筑物的影響進(jìn)行了對(duì)比分析。工程概況某市地鐵 號(hào)線區(qū)間隧道左、右線正穿中山北路改造 樓 綠洲商場(chǎng) ,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(chǎng)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(duì)比分忻 鏊壁圖 中為軸線測(cè)點(diǎn),軸線兩側(cè)點(diǎn)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(cè)點(diǎn),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(cè)點(diǎn),而在軸線兩側(cè) 處測(cè)點(diǎn)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(duì)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(diǎn)考慮隧道軸線兩側(cè)各 區(qū)域。同時(shí)借鑒周邊城市的盾構(gòu)施工經(jīng)驗(yàn),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(chǎng)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(xiàng)目主要為建為了分

5、析隧道開挖對(duì)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(duì)隧道開挖與鄰近建筑物相互影響進(jìn)行數(shù)值模擬分析,對(duì)鄰近獨(dú)立基礎(chǔ)建筑物的附加變形進(jìn)行預(yù)估,以對(duì)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(jì)算,計(jì)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(jìn)粘性土地層變形示意圖既有建筑物存在對(duì)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(dòng)的地應(yīng)力分布;根據(jù)地鐵 號(hào)線前期盾構(gòu)推進(jìn)典型橫斷面監(jiān)隧道開挖對(duì)鄰近建筑物的影響,即隧道開測(cè)數(shù)據(jù),變形曲線如圖 。挖后土體及鄰近建筑物位移場(chǎng)和應(yīng)力場(chǎng)的變化。÷商蕊黼瓣 罄 妻 瑚 感舒掰鯉瓣蟛 囂 廠 。 一:一?謄攀 強(qiáng)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(cè)與設(shè)計(jì)團(tuán)加固。從受力特點(diǎn)及地下室結(jié)構(gòu)特點(diǎn)來看,既有建萱道勘測(cè)與設(shè)計(jì)筑物基礎(chǔ)為獨(dú)立基礎(chǔ),改進(jìn)措施為對(duì)地下室底板基礎(chǔ)進(jìn)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(chǎng)地

7、下室進(jìn)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(duì)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(shí)度:本工程選取鄰近保護(hù)建筑側(cè)典型剖面建立有在原柱下獨(dú)立基礎(chǔ)下方預(yù)埋袖閥管,以便隧道通過時(shí)能根據(jù)監(jiān)測(cè)結(jié)果及時(shí)進(jìn)行跟蹤注漿;限元模型,對(duì)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(qiáng)二次注漿,必要以及相互影響進(jìn)行分析。的時(shí)候通過注漿孔進(jìn)行洞內(nèi)管片注漿加固。圖 表示既有建筑物

8、對(duì)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(huì)影響隧道開挖時(shí)開挖將綠洲商場(chǎng)地下室進(jìn)行清空;面的應(yīng)力分布。利用清空后的地下室空間進(jìn)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(jìn)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(qiáng)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(jì)性比較,措施二注漿加固效范圍內(nèi),施工時(shí)沉降會(huì)大于 . ,且此建筑建果可控性相對(duì)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(shí)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(jià)高,在地下室范圍實(shí)施加固