隧道施工對(duì)建筑物變形影響及控制分析研究.pdf

1、為緩解大城市交通壓力，不僅在北京、上海和廣州，而且全國(guó)其他幾十個(gè)城市都在修建或運(yùn)營(yíng)地鐵。城市地鐵施工環(huán)境比較復(fù)雜，施工時(shí)難免穿越既有建筑物。地鐵施工會(huì)造成土體損失，使得作用在建筑物基礎(chǔ)上的內(nèi)力變化及建筑物變形。引起建筑物變形主要因素有土層、隧道自身、建筑物自身等。本文結(jié)合Midas/GTS巖土與隧道有限元分析軟件模擬單洞開挖及北京地鐵十四號(hào)線部分風(fēng)險(xiǎn)源統(tǒng)計(jì)，計(jì)算分析了不同變量因素時(shí)地表沉降值，得出了以下結(jié)論:
　　(1)通過模型計(jì)

2、算對(duì)比地表沉降值，Midas/GTS有限元軟件與隧道分析常用的Peck經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算地表沉降值的一致性，因此Midas/GTS軟件可以替代Peck經(jīng)驗(yàn)公式用于隧道施工模擬計(jì)算。
　　(2)隧道施工時(shí)，建筑物基礎(chǔ)鄰近隧洞的一側(cè)承載力減小，得出地鐵隧洞施工影響建筑物機(jī)理是由于隧道開挖造成土體損失，使得靠近隧道的基礎(chǔ)側(cè)土體有“脫離”趨勢(shì)，建筑物自身受力不再平衡而變形。
　　(3)土的彈性模量的增加會(huì)使沉降值成倍的減小，彈性模量是最主

3、要、敏感的影響因素。很多工程事故的發(fā)生是由水的存在造成的，水使得土體的彈性模量等參數(shù)發(fā)生變化。
　　(4)隨拱頂與地表距離的增加，沉降槽越來越寬，即沉降范圍越來越大，隆起區(qū)越來越小，最大沉降值減小。北京修建地鐵僅從控制造價(jià)和周圍變形考慮，合理埋深控制值H/D應(yīng)為2～3。
　　(5)建筑物在隧道正上方時(shí)，隧道施工會(huì)引起建筑物均勻沉降。隨著d（隧洞與建筑物水平距離）的增加，其最大差異沉降逐漸減小，平均沉降量也呈減小趨勢(shì)。在當(dāng)d大

4、于或等于3D(隧洞直徑)時(shí)，建筑物的差異沉降值基本上趨于穩(wěn)定，即建筑物位于地表不同曲率值位置時(shí)，其變形不同。
　　(6)不同的隧道斷面形式對(duì)地表沉降影響不同，正方形隧洞的地表沉降值是圓形隧道的2倍。拱頂沉降值隧截面積增大亦增大，洞徑由6m增加1.3倍到8m，地表沉降值增大3倍;洞徑增加1.6倍到10m，地表沉降值增加到近6倍。
　　(7)框架結(jié)構(gòu)與砌體結(jié)構(gòu)建筑物承受變形不同。搜集整理了北京地鐵十四號(hào)線穿越部分風(fēng)險(xiǎn)源評(píng)估統(tǒng)計(jì)及