受盾构隧道下穿影响的房屋结构加固前后对比分析

1、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、 粉土夹粉质粘土、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 杂填土引

2、言中,其中 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, 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。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

3、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

4、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 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

5、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

6、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

7、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 混凝土板,新增混凝土板与原地下室底板间通过植筋×形成叠合结构,新增底板上下侧拟配置双向钢筋,新增底板与柱子、侧墙琏 一通过植筋相连接;对底板下柱基间范围内底板下方的粗炉渣图 . . 松填层采用花管灌浆,以提高其密实度:本工程选取邻近保护建筑侧典型剖面建立有在原柱下独立基础下方预埋袖阀管,以便隧道通过时能根据监测结果及时进行跟踪注浆;限元模型,对隧道竖向变形、建筑结构浅基础沉降 在管片上增加注浆孔,加强二次注浆,必要以及相互影响进行分析。的时候通过注浆孔进行洞内管片注浆加固。图 表示既有建筑物

8、对初始地应力的影响云. 措施二:注浆加固图,反映了隧道开挖之前的地应力初始状态,柱子基底出现应力集中现象,其会影响隧道开挖时开挖将绿洲商场地下室进行清空;面的应力分布。利用清空后的地下室空间进行注浆加固,图 表示示隧道开挖引起的建筑竖向位移云 注浆前先在混凝土板和基础上钻孔,然后进行注浆,建议采用钻杆后退式注浆,主加固区加固体承载力图,可以看出,隧道开挖面上方土体竖向位移与结不小于,次加固区承载力不小于;主构基础之间相互影响明显。加固区范围为隧道两侧 范围内,隧道底板以下图 表示结构基础竖向位移图,可以看出,位至地下室底板;次加固区间为主加固区中问,隧移曲线近似三角形,不均匀沉降明显。基础沉降最道施工破裂面以下 至地下室底板。大值为. . ,最大值位于右线隧道上侧。在管片上增加注浆孔,加强二次注浆。考虑此建筑在端头冻结法加固冻胀融沉影响从施工控制及经济性比较,措施二注浆加固效范围内,施工时沉降会大于 . ,且此建筑建果可控性相对较差,且注浆压力难以控制,压力控设年代已久,建议盾构施工期间临时疏散人员,并制不当易造成地下室底板开裂,且注浆加固造价高,在地下室范围实施加固