地鐵隧道區(qū)間開挖誘發(fā)的地表沉降對北京古建筑影響研究.pdf

1、隨著城市地鐵建設的興起，相應的環(huán)境問題引起了越來越多的關注。地鐵隧道施工階段及施工后期誘發(fā)的地表沉降是造成各種建、構筑物產生外觀及功能上損害的主要原因，每年由此而造成的經(jīng)濟損失相當可觀。北京市是地鐵建造發(fā)達的城市，特別是2008年奧運會的契機，使北京地鐵建設如火如荼。同時北京也是個古都，古建筑物到處都是。因此，怎樣把地鐵的建設對古建筑物的影響減到最低成為迫切的任務。一般地，地鐵隧道設計時不考慮周邊建筑物的情況，而以施工時控制地表的沉降為

2、主。國內現(xiàn)行的做法是規(guī)定一個沉降上限值，北京等地為3cm，超過該值則調整施工方法或修改隧道的初步設計。此種做法忽略了地表結構物的具體形式及其對隧道施工的響應，由此而采取的加固及補償措施未必可取，一般情況下是相當保守的。而這個值也是對現(xiàn)代建筑的研究，對古建筑物國內很少人來研究，西方發(fā)達國家由于建國比較晚，對此的研究也不多，3cm這個值對北京古建筑物是否合適還沒有定論。為了研究隧道施工誘發(fā)的北京古建筑物結構損害及結構與隧道施工的相互作用，本

3、文搜集了較為詳盡的損害評價與等級資料，并針對該問題進行了數(shù)值模擬與計算，總結一些有用的規(guī)律。本論文采用盾構施工的施工工藝，通過改變盾構直徑、隧道埋深、二者中心距離(簡稱偏心矩)等進行施工動態(tài)過程跟蹤、參數(shù)敏感性分析、反映結構變形的參數(shù)計算、耦合分析與傳統(tǒng)損害評價方法的對比計算、評價方法的歸納等幾個方面的工作。主要的結論有： (1)隨著盾構穿越的前進，結構的差異沉降及平均沉降增大，但最大值不一定是最后穿越完成后； (2)結

4、構物的存在約束了地表的變形，但由于木框架磚填充墻結構剛度低，影響不是很大； (3)盾構穿越與古建筑物之間的相對距離對古建筑物有重要影響：隨著盾構的推進，隧道正頂上柱子內力也有變化，但幅度不一樣，主要與位置有關系；總體上說當隧道與建筑物相距較遠時面向隧道側的柱子內力減小，而背向隧道一側的柱子內力增加，即面向隧道一側的各梁柱結構單元一般表現(xiàn)為卸載，而背向隧道的一側一般為加載； (4)隧道埋深對古建筑物有重要影響：隧道埋深的改

5、變對地層的運動影響很大，追求其動態(tài)過程可以看出，結構內力對埋深15m、20m反映差別不大，而對埋深10m差別很大； (5)結構物內力的變化與盾構直徑的改變也有關系：隨著直徑增大而增大。結構內力與位移對大盾構10m、12m的規(guī)律與小盾構6m、8m不完全一樣； (6)偏心距對古建筑影響也很大，內力與位移經(jīng)歷由小到大再由大到小的轉變。關心隧道正上方的柱子時，偏心矩25m時最大。對于X=0，同一排柱子，偏心矩對剪力、軸力與彎矩影