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受盾构隧道下穿影响的房屋结构加固前后对比分析 坦’ 勘测与设计 受盾构隧道下穿影响的房屋结构加固前后对比分析 蔡建鹏 中铁第四勘察设计院集团有限公司城地院 武汉 【摘 要】地铁盾构隧道在开挖过程中会产生地层损失,引起隧道上方土体变形一沉降和水平位移,从而 影响隧道上方建构巩物的正常使用,尤其对于浅基础多层建筑。结合工程实例一浅埋软弱地层小半径 始发盾构隧道下穿浅基础多层建筑,对隧道开挖与邻近建筑物的相互影响进行分析,提出针对性加固措 施,并对加固效果评估,保证其可行性。 【关键词 隧道 地层损失 土体变形 加固 有限元分析 土、③ 粉土夹粉质粘土、⑤粉质粘土层中,中山北路 改造 ≠楼绿洲商场 地下部分主要位于① 杂填土 引 言 中,其中① 杂填土结构松散,为上层滞水含水 盾构法是目前区间隧道中应用广泛且对环境 层,③ 粉土夹粉质粘土为微承压水层。区间结构顶 影响较小的施工方法,但隧道的开挖将不可避免地 距中山北路改造 楼绿洲商场 基础底净距 . 。 扰动其周围土体,继而将影响邻近既有建筑物的正 中山北路改造 楼绿洲商场 西靠中山路,北 常使用,控制不当将会造成不可估量的损失。Ⅲ杜 临书院弄,东侧及南侧分别紧靠新雅都大酒店及中 佐龙等 采用 方法对两种不同的给 山北路改建工程甜楼。绿洲商场建筑层高为为 ~ 定位移边界条件下的隧道开挖引起的地层损失对 层,建设于年,占地面积 ,建筑面 积 ,属办公用建筑, 层地下室,地下室底 群桩带来的影响进行了分析; 张宏博等 结 合重庆武隆隧道工程实例,建立三维弹塑性有限元 板以下为粗炉渣松填层,建筑基础为柱下独立基础 图 、图 。 模型,模拟实际的开挖支护步骤;详细探讨了施工 过程中隧道与桩基的相互影响; 李永盛和黄海鹰提出了盾构推进对邻近桩体力学影响的实 \ 用计算方法。本文结合某市地铁隧道施工中对浅 基础多层建筑物的影响,提出一些加固措施,并对 结构加固前后隧道开挖对建筑物的影响进行了对 比分析。 工程概况 某市地铁 号线区间隧道左、右线正穿中山北 路改造 ≠楼 绿洲商场 ,其中左线穿越段里程为 二 上十线穿越段 。区 里程为 一 粉质粘 间结构主要 图 区间隧道与绿洲商场平面关系图 囡 铁漕勤.受盾构隧道下穿影响的房屋结构加固前后对比分忻 鏊壁 图 中为轴线测点,轴线两侧点距分 。■ 荨 别为 、 ,从图中可见,盾构施工过程中下沉量 最大的为轴线测点,轴线两侧 之内地表受盾构 施工影响较大,下沉量仅仅是略小于轴线测点,而在 轴线两侧 处测点的沉降量开始明显减小,故区 ⑦ ⑦ 间隧道轴线两侧各 . 倍洞径区域应为对周边环境 的主影响区。 右线 左线 根据区间盾构所穿越建筑物区域工程地质条 件,盾构穿越建筑物横向影响范围重点考虑隧道轴 线两侧各 区域。同时借鉴周边城市的盾构施工 经验,区间盾构施工地表沉降横向影响一般范围为 隧道中心线左右两侧各的范围。 图 区间隧道与绿洲商场立面关系图 沉降影响范围 加固前有限元分析 隧道开挖引起的沉降影响分析项目主要为建 为了分析隧道开挖对邻近浅基础建筑物的影 筑物横纵墙不均匀沉降 横墙指承重墙所处方向 , 响,采用岩土工程专业有限元软件 ,合理简化 应包括整体及局部不均匀沉降中最大值 图 。 建立有限元分析模型,对隧道开挖与邻近建筑物相 互影响进行数值模拟分析,对邻近独立基础建筑物 的附加变形进行预估,以对控制隧道开挖施工、加 固措施提供指导意见。 区间隧道开挖工况为先施工左线隧道,后施工 右线隧道,结合区间隧道与建筑物平面相互关系, 按最不利断面计算,计算最终工况取左右线隧道施 工贯通后的施工工况,分析步骤: 建筑物施工前原始地应力,即初始地应力; 图 盾构掘进粘性土地层变形示意图既有建筑物存在对初始地应力的影响,即 盾构穿越建筑物横向影响范围 隧道开挖前受扰动的地应力分布; 根据地铁 号线前期盾构推进典型横断面监隧道开挖对邻近建筑物的影响,即隧道开 测数据,变形曲线如图 。 挖后土体及邻近建筑物位移场和应力场的变化。 ÷ ■商蕊黼瓣 罄 妻 瑚 感 舒掰鲤瓣蟛 嚣 厂 。 一:一?≥誊攀 ~ ~ 强 ≯蠢攀 髯一 ?~? 鏊鍪 ?一图 盾构横断面地表下沉量曲线 图 隧道开挖前地应力云图 铁道勘测与设计■团■加固。从受力特点及地下室结构特点来看,既有建 萱道勘测与设计 筑物基础为独立基础,改进措施为对地下室底板基 础进行加固,使地下室基础成为整体式筏板基础, 从而改善结构整体受力及沉降;注浆加固可以提高 地基承载力,改善结构沉降。 . 措施一:筏板基础加固将绿洲商场地下室进行清空;利用清空后的地下室空间,将地下室底板 图 竖向位移云图 凿毛并在其上方加设一层 厚 混凝