王 超，吳小麗

(1.中鐵隧道勘測(cè)設(shè)計(jì)院有限公司，天津 300133;2.長(zhǎng)江水利委員會(huì)，武漢 430015)

0 引言

隨著經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的不斷發(fā)展，地下鐵道建設(shè)也在迅速發(fā)展，在北京、廣州、深圳、上海、成都、南京、西安等大城市修建了大量地鐵，武漢、杭州、長(zhǎng)沙等城市也在建大量地鐵。地鐵位于繁華的城市之中，周邊環(huán)境條件復(fù)雜，在修建過(guò)程中不可避免地會(huì)遇到在地鐵的影響范圍內(nèi)存在高層建(構(gòu))筑物的情況［1］。

軌道交通線路中心線兩側(cè)各15 m劃定為軌道交通規(guī)劃控制區(qū)，規(guī)劃控制區(qū)外兩側(cè)各20 m劃定為軌道交通規(guī)劃影響區(qū)。軌道交通規(guī)劃控制區(qū)、規(guī)劃影響區(qū)內(nèi)已經(jīng)規(guī)劃許可的建設(shè)項(xiàng)目，應(yīng)經(jīng)具有軌道交通設(shè)計(jì)資質(zhì)的單位進(jìn)行評(píng)估。

在地下隧道與臨近構(gòu)筑物相互影響方面:卿偉宸等［2］采用鄧肯－張的非線性彈性本構(gòu)關(guān)系，考慮隧道施工過(guò)程中的支護(hù)、襯砌的影響，對(duì)黃土場(chǎng)地的地下隧洞埋深及其與鄰近建筑物的距離對(duì)地表沉降的影響進(jìn)行了數(shù)值分析，得出有關(guān)規(guī)律性的結(jié)論;周玉等［3］采用數(shù)值模擬手段分析了典型的隧道開(kāi)挖方位對(duì)地面房屋結(jié)構(gòu)的應(yīng)力、位移和破壞的影響規(guī)律;余劍英等［4］對(duì)盾構(gòu)隧道和暗挖隧道施工對(duì)鄰近建筑物影響的研究方法和成果進(jìn)行總結(jié)，提出需要進(jìn)一步研究的課題和研究思路;張新善等［5］進(jìn)行黃土地層地下隧道開(kāi)挖對(duì)周?chē)馏w變形影響的模擬，分析黃土隧道開(kāi)挖過(guò)程中前期支護(hù)條件、后期加固措施等因素對(duì)隧道內(nèi)部地表、拱頂、側(cè)墻以及地上建筑物沉降的影響程度和塑性區(qū)、位移的分布規(guī)律;沈輝等［6］對(duì)深基坑施工進(jìn)行數(shù)值仿真分析，表明單側(cè)深基坑開(kāi)挖引起地鐵車(chē)站結(jié)構(gòu)剛體位移及結(jié)構(gòu)應(yīng)力改變，而地鐵車(chē)站對(duì)深基坑開(kāi)挖產(chǎn)生的土體位移傳遞具有一定阻礙作用;高廣運(yùn)等［7］對(duì)基坑施工進(jìn)行全過(guò)程模擬，表明鄰近地鐵隧道單側(cè)基坑開(kāi)挖可以引起隧道結(jié)構(gòu)的不對(duì)稱(chēng)變形。

近年來(lái)，關(guān)于隧道與臨近建筑物施工的相互影響研究成為熱點(diǎn)和難點(diǎn)，但針對(duì)地鐵隧道與臨近建筑物的建設(shè)時(shí)序的分析還是比較少。本文以位于武漢地鐵3號(hào)線的影響線范圍內(nèi)的某高層構(gòu)筑物為例，通過(guò)地鐵與高層構(gòu)筑物的不同建設(shè)時(shí)序工況的模擬對(duì)比，研究分析施工過(guò)程中隧道結(jié)構(gòu)和臨近高層構(gòu)筑物之間的相互作用，優(yōu)化施工時(shí)序，指導(dǎo)工程施工。

1 工程概況

1.1 地鐵區(qū)間隧道概況

武漢地鐵3號(hào)線范湖站—菱角湖路站區(qū)間隧道采用盾構(gòu)工法。始于范湖站東端，區(qū)間下穿馬場(chǎng)角小路、新華路、長(zhǎng)江日?qǐng)?bào)路到達(dá)菱角湖路站西端。區(qū)間共設(shè)6個(gè)曲線，最小半徑R=350 m，最大線間距為15.0 m。區(qū)間最大埋深為17.78 m，最小埋深為9.74 m。

管片內(nèi)徑推薦采用5 400 mm，采用預(yù)制C50鋼筋混凝土管片，管片厚300 mm，區(qū)間盾構(gòu)隧道采用單層襯砌，管片寬度為1 500 mm(見(jiàn)圖1)。

圖1 隧道斷面設(shè)計(jì)圖Fig.1 Cross-section of Metro tunnel

本區(qū)間采用6分塊，即3個(gè)標(biāo)準(zhǔn)塊A、2個(gè)鄰接塊B和1個(gè)小封頂塊K。環(huán)間采用錯(cuò)縫拼裝。

1.2 某高層構(gòu)筑物概況

擬建高層構(gòu)筑物位于某圖書(shū)大世界內(nèi)，西面為擬建高層住宅區(qū)，東面為醫(yī)院與湖泊，南面為城市次干道，北面為管材水暖市場(chǎng)。此地段交通繁忙，車(chē)流量大。

該高層構(gòu)筑物主要由3棟32層高約100 m的商住樓，2棟42層高180 m辦公樓，1個(gè)2層商業(yè)街，1個(gè)2層臨街會(huì)所及1個(gè)2層臨湖會(huì)所和地下室組成。工程設(shè)3層地下室，地下室深12 m左右，總占用面積為31 785 m2。

32層結(jié)構(gòu)采用樁基礎(chǔ)，樁為直徑800 mm的鉆孔灌注樁，以6層礫砂為持力層，樁底標(biāo)高低于地面40 m左右。42層超高層基礎(chǔ)采用樁筏基礎(chǔ)，樁為直徑1 000 mm的鉆孔灌注樁，以7層強(qiáng)風(fēng)化含礫粉砂巖為持力層，樁底標(biāo)高低于地面50 m左右。灌注樁均采用后壓漿技術(shù)。商業(yè)會(huì)所采用條基。

1.3 工程水文地質(zhì)概況

地貌單元為長(zhǎng)江沖積Ⅰ級(jí)階地。地面高程為23.5 ～24.0 m，地形整體較平緩。

擬建場(chǎng)地勘探深度范圍內(nèi)，上覆第四系土體，由上而下主要由雜填土、第四系全新統(tǒng)沖積湖積淤泥質(zhì)粉質(zhì)黏土﹑粉土及粉細(xì)砂、礫、卵石等組成;下伏基巖為白堊－第三系含礫砂巖組成(見(jiàn)表1)。

擬建場(chǎng)地附近有湖泊等大的水體分布，總體水量較大，高水位時(shí)和場(chǎng)區(qū)上層滯水有密切水力聯(lián)系，對(duì)天然地基和基坑開(kāi)挖有較大影響。場(chǎng)地地下水可分為上層滯水和孔隙承壓水。

1)上層滯水。主要賦存于上部雜填土層①中，地下水補(bǔ)給源主要來(lái)自降水、生活用水及湖泊水，動(dòng)態(tài)不穩(wěn)定，無(wú)統(tǒng)一地下水位，賦水量變化較大?？辈炱陂g測(cè)得上層滯水水位埋深為1.22～2.11 m。

2)孔隙承壓水。主要賦存在④層粉砂和⑤層細(xì)砂、⑥層礫砂中，其地下水補(bǔ)給源主要來(lái)自區(qū)域徑流補(bǔ)給，具承壓性，賦水量較大。地下水位、水質(zhì)、水量動(dòng)態(tài)穩(wěn)定。勘察期間測(cè)得地下水水位埋深為3.3～6.5 m。

地下水對(duì)混凝土及混凝土中的鋼筋無(wú)腐蝕性，對(duì)鋼結(jié)構(gòu)具弱腐蝕性。

1.4 某高層構(gòu)筑物與隧道位置關(guān)系

見(jiàn)圖2。

該高層構(gòu)筑物用地范圍約15 703 m2的面積處于軌道交通建設(shè)用地影響線范圍內(nèi)。其中:3棟32層的住宅樓、1棟42層的公寓樓、2層的商業(yè)街、1棟3層的臨街會(huì)所及1棟2層的臨湖會(huì)所均建在軌道交通建設(shè)影響線范圍內(nèi)。

表1 巖土層埋藏分布及巖性特征統(tǒng)計(jì)表Table 1 Distribution and characteristics of strata

圖2 高層構(gòu)筑物與區(qū)間隧道平面位置圖Fig.2 Plan relationship between Metro tunnel and high building

地鐵左線盾構(gòu)管片頂部埋深約11.56 m，左線盾構(gòu)管片底部距高層構(gòu)筑物基坑圍護(hù)樁底不小于6.09 m，地下室外墻邊線距離地鐵控制線1.73 m，鉆孔灌注樁直徑為1 m，旋噴樁直徑為0.8 m，旋噴樁與鉆孔樁咬合150 mm。高層構(gòu)筑物地下室結(jié)構(gòu)與區(qū)間隧道豎向位置見(jiàn)圖3。

1.5 地鐵與高層構(gòu)筑物工程籌劃關(guān)系

根據(jù)擬建高層項(xiàng)目提供的工程籌劃，擬建高層構(gòu)筑物擬開(kāi)工時(shí)間為2011年6月15日，主體結(jié)構(gòu)封頂時(shí)間為2012年8月26日，竣工時(shí)間為2013年9月30日。根據(jù)《武漢市軌道交通3號(hào)線工期策劃圖》盾構(gòu)機(jī)通過(guò)該段影響區(qū)域的時(shí)間段可能在2012年8—12月。

2個(gè)項(xiàng)目的工程籌劃表明，擬建高層基坑工程可能在盾構(gòu)區(qū)間通過(guò)前完成施工，但實(shí)際考慮到地鐵施工的影響因素多，工程進(jìn)度的變化性大，擬建高層構(gòu)筑物與范湖站—菱角湖路站區(qū)間施工時(shí)序存在3種可能性。

圖3 高層構(gòu)筑物地下室結(jié)構(gòu)與區(qū)間隧道豎向位置圖Fig.3 Profile showing relationship between basement structure of high building and Metro tunnel

1)時(shí)序方案1。在同一個(gè)時(shí)間段里，武漢圖書(shū)大世界與區(qū)間隧道可能同時(shí)進(jìn)行施工。

2)時(shí)序方案2。高層構(gòu)筑物工程施工完成，隧道區(qū)間后行施工。

3)時(shí)序方案3。隧道區(qū)間先行施工，高層構(gòu)筑物后行施工。

3種時(shí)序方案的具體影響大小根據(jù)數(shù)值計(jì)算分析和結(jié)構(gòu)受力進(jìn)行判斷，得到技術(shù)上最合理方案。

2 計(jì)算模型的建立

2.1 模型邊界的確定

根據(jù)實(shí)際工程情況，考慮到區(qū)間隧道與高層構(gòu)筑物基坑距離越近，其相互影響越大，故計(jì)算模型取其相互距離最近的斷面進(jìn)行分析。計(jì)算模型寬45.2 m，高28.4 m，厚 1.0 m(見(jiàn)圖4)。

圖4 計(jì)算模型Fig.4 Calculation model

2.2 模型參數(shù)選取

計(jì)算各地層參數(shù)參照高層構(gòu)筑物項(xiàng)目提供地質(zhì)勘察資料，高層構(gòu)筑物圍護(hù)結(jié)構(gòu)混凝土采用C30，內(nèi)部結(jié)構(gòu)混凝土采用C35。盾構(gòu)管片采用C50防水混凝土。

在整個(gè)模型范圍內(nèi)，原始地質(zhì)資料提供的地質(zhì)情況非常復(fù)雜，考慮到建模的難度和在用數(shù)值模擬計(jì)算過(guò)程中，地層過(guò)于凌亂可能對(duì)計(jì)算結(jié)果的分析造成頭緒混亂，在模擬的過(guò)程中，對(duì)地層的分布情況做了一定的簡(jiǎn)化。簡(jiǎn)化后的地層能較合理地反映在整個(gè)模型中地層的分布情況(見(jiàn)圖5)。

圖5 地層分層圖Fig.5 Stratum

擬建高層構(gòu)筑物基坑圍護(hù)樁入土長(zhǎng)度為10 m，圍護(hù)樁直徑為1.0 m，間距為1.2 m，設(shè)置2道支撐。

3 數(shù)值模擬結(jié)果對(duì)比分析

將不同施工工序的數(shù)值模擬結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，一方面可以提出最合理的施工方案，一方面通過(guò)正確的數(shù)值模擬結(jié)果可以更進(jìn)一步分析在隧道開(kāi)挖過(guò)程中圍巖的變化情況和地鐵隧道與臨近高層構(gòu)筑物施工間相互影響的一般規(guī)律。

3.1 時(shí)序方案1數(shù)值模擬結(jié)果分析

3.1.1 同時(shí)開(kāi)挖完成后應(yīng)力分析

基坑和盾構(gòu)同時(shí)施工后，地層的應(yīng)力狀態(tài)變化見(jiàn)圖6。

從圖6可以看出:1)在基坑開(kāi)挖和盾構(gòu)通過(guò)后，地層的應(yīng)力狀態(tài)發(fā)生了比較大的變化，應(yīng)力從開(kāi)挖面進(jìn)行釋放;2)距離開(kāi)挖面越近，應(yīng)力釋放越大，其影響較大的范圍基本在2倍洞徑處。

圖6 方案1應(yīng)力云圖Fig.6 Stress cloud in case 1

3.1.2 同時(shí)開(kāi)挖完成后位移及內(nèi)力分析

基坑和盾構(gòu)同時(shí)施工后，地層的位移及內(nèi)力狀態(tài)見(jiàn)圖7。

圖7 方案1位移云圖Fig.7 Displacement cloud in case 1

從圖7可以看出:1)最大豎向位移基本處于圍護(hù)樁與左線盾構(gòu)區(qū)間之間的地層中;2)最大水平位移位于基坑底部以上3～5 m處;3)最大沉降值(約21 mm)發(fā)生于地表面處，最大水平位移約23 mm。

圍護(hù)結(jié)構(gòu)按照40 mm位移值進(jìn)行控制，位移在可控范圍之內(nèi)。

基坑和盾構(gòu)同時(shí)施工后，地表不同位置的沉降曲線狀態(tài)見(jiàn)圖8。

從圖8可知:最大地表沉降位于左線盾構(gòu)與圍護(hù)樁之間的區(qū)域，距離基坑圍護(hù)樁越近，地表沉降越大;距離基坑圍護(hù)樁越遠(yuǎn)，地表沉降越小。

對(duì)比右線盾構(gòu)正上方的地表沉降可知，基坑開(kāi)挖對(duì)周邊地表沉降影響比較大，是地表沉降的主要原因。

圖8 方案1不同點(diǎn)地表沉降時(shí)程曲線Fig.8 Time-dependent curves of ground surface settlement at different points in case 1

基坑和盾構(gòu)同時(shí)施工后，左、右線盾構(gòu)管片的彎矩及位移狀態(tài)見(jiàn)圖9和表2。

圖9 方案1管片內(nèi)力與位移云圖Fig.9 Internal stress cloud and displacement cloud of tunnel segment in case 1

表2 方案1管片位移值統(tǒng)計(jì)表Table 2 Displacement of tunnel segment in case 1 mm

分析圖9及表2可知:1)左線盾構(gòu)管片受到的荷載比右線盾構(gòu)管片大的多，左線盾構(gòu)管片最大負(fù)彎矩約為－187 kN·m，最大正彎矩約為182 kN·m;2)右線盾構(gòu)管片最大正彎矩約為84.9 kN·m，最大負(fù)彎矩約為－74.8 kN·m;3)基坑開(kāi)挖造成周邊土體產(chǎn)生擾動(dòng)，從而降低了土體的自穩(wěn)能力，故增大了管片上的荷載，從而使左線盾構(gòu)管片的受力增大;4)左線盾構(gòu)管片都有向基坑開(kāi)挖一側(cè)移動(dòng)的趨勢(shì)，基坑開(kāi)挖對(duì)左線盾構(gòu)影響較大。

3.2 時(shí)序方案2數(shù)值模擬結(jié)果分析

3.2.1 隧道施工后應(yīng)力與位移分析

盾構(gòu)通過(guò)后，地層的應(yīng)力、位移狀態(tài)變化見(jiàn)圖10和圖11。

圖10 方案2隧道施工后應(yīng)力云圖Fig.10 Stress cloud after construction of tunnel in case 2

從圖10可知:地層應(yīng)力釋放基本沿圓形盾構(gòu)成對(duì)稱(chēng)狀態(tài)，先開(kāi)挖的右線盾構(gòu)隧道周邊應(yīng)力釋放率大于左線盾構(gòu)隧道。

從圖11可以看出:1)地表沉降先開(kāi)挖的右線盾構(gòu)較左線大;2)最大沉降量發(fā)生在拱頂處，向地表處逐漸變小;3)拱頂處最大地表沉降約為2 mm，水平位移最大值發(fā)生在隧道的側(cè)墻處。

圖11 方案2隧道施工后位移云圖Fig.11 Displacement cloud after construction of tunnel in case 2

盾構(gòu)通過(guò)后，左、右線盾構(gòu)管片的彎矩及位移狀態(tài)見(jiàn)圖12。

3.2.2 高層構(gòu)筑物基坑施工后應(yīng)力及位移分析

基坑開(kāi)挖后，地層的應(yīng)力及位移狀態(tài)見(jiàn)圖13和圖14。

由圖13可知:基坑開(kāi)挖后，地層應(yīng)力向基坑開(kāi)挖面釋放，因圍護(hù)樁的剛度較大，對(duì)左線盾構(gòu)周邊的應(yīng)力向基坑面釋放有一定的阻礙作用。

由圖14可知:基坑開(kāi)挖后，對(duì)土體擾動(dòng)比較大，地表沉降與水平位移量相對(duì)只開(kāi)挖盾構(gòu)隧道要大很多。其影響較大的區(qū)域基本在2～3倍基坑范圍內(nèi)，距離基坑越近影響越大，越遠(yuǎn)影響越小。

基坑開(kāi)挖后，左右線盾構(gòu)管片的彎矩、位移狀態(tài)及地表沉降曲線見(jiàn)圖15。

3.2.3 高層構(gòu)筑物基坑施工后應(yīng)力及位移分析

3.2.3.1 地表沉降影響分析

隧道施工與基坑開(kāi)挖過(guò)程中，地表沉降曲線如圖16所示。

圖16 方案2地表沉降曲線圖Fig.16 Curves of ground surface settlement in case 2

由圖16可知，地表沉降主要是由高層構(gòu)筑物基坑開(kāi)挖產(chǎn)生。基坑施工時(shí)需要有對(duì)地表沉降進(jìn)行有效的控制措施。

3.2.3.2 管片的內(nèi)力及位移影響分析

隧道施工與基坑開(kāi)挖過(guò)程中，左、右線盾構(gòu)管片的彎矩、位移統(tǒng)計(jì)見(jiàn)表3—5。

表3 方案2右線盾構(gòu)隧道受高層構(gòu)筑物基坑開(kāi)挖影響分析Table 3 Influences of construction of foundation pit of high building on right tube of shield-bored tunnel in case 2

表4 方案2左線盾構(gòu)隧道受高層構(gòu)筑物基坑開(kāi)挖影響分析Table 4 Influence of construction of foundation pit of high building on left tube of shield-bored tunnel in case 2

由表3—5可知:1)高層構(gòu)筑物基坑開(kāi)挖對(duì)盾構(gòu)的內(nèi)力及位移均產(chǎn)生了較大的影響，對(duì)靠近基坑一側(cè)的左線隧道影響較遠(yuǎn)離基坑一側(cè)的右線隧道影響要大;2)隧道的水平位移受影響最大，主要是基坑大面積開(kāi)挖，造成地層應(yīng)力向開(kāi)挖面釋放，土體向基坑開(kāi)挖的一側(cè)產(chǎn)生移動(dòng)，從而導(dǎo)致了隧道受到影響，有整體向基坑開(kāi)挖方向移動(dòng)的趨勢(shì);3)內(nèi)力受到影響左線大于右線，基坑開(kāi)挖對(duì)周?chē)馏w產(chǎn)生擾動(dòng)，距離越近擾動(dòng)越大，土體受擾動(dòng)后自穩(wěn)能力下降，從而對(duì)隧道產(chǎn)生了附加的荷載，導(dǎo)致隧道內(nèi)力增加。

表5 方案2管片位移值統(tǒng)計(jì)表Table 5 Displacement of tunnel segment in case 2

3.3 時(shí)序方案3數(shù)值模擬結(jié)果分析

3.3.1 高層構(gòu)筑物基坑施工后位移及應(yīng)力分析

基坑開(kāi)挖后，地層的應(yīng)力及位移狀態(tài)如圖17和圖18所示。

圖17 方案3基坑施工后應(yīng)力云圖Fig.17 Stress cloud after construction of foundation pit in case 3

由圖17可知，基坑施工完成后，地層應(yīng)力釋放在基坑底部及圍護(hù)樁下部較明顯。

由圖18可知:1)基坑開(kāi)挖后對(duì)土體的擾動(dòng)比較大，其影響較大的區(qū)域基本在2～3倍基坑范圍內(nèi)，距離基坑越近影響越大，越遠(yuǎn)影響越小;2)基坑頂部地層由于支撐作用，水平位移量較小，最大水平位移發(fā)生在樁中心偏下位置，達(dá)20.8 mm。最大地表沉降達(dá)到21.3 mm。

圖18 方案3基坑施工后位移云圖Fig.18 Displacement cloud after construction of foundation pit in case 3

3.3.2 盾構(gòu)隧道施工后位移及內(nèi)力分析

隧道施工后，地層的應(yīng)力及位移狀態(tài)如圖19和圖20所示。

由圖19可知:1)盾構(gòu)施工后地層應(yīng)力釋放基本沿圓形盾構(gòu)成對(duì)稱(chēng)狀態(tài);2)圍護(hù)樁對(duì)盾構(gòu)洞室開(kāi)挖的應(yīng)力釋放有一定的阻礙作用;3)豎向應(yīng)力在洞頂與洞底釋放量均比較大，水平應(yīng)力在洞室兩側(cè)有較大的集中。

由圖20可知:盾構(gòu)隧道施工對(duì)土體產(chǎn)生一定的擾動(dòng)，地表沉降與水平位移量相對(duì)只開(kāi)挖武漢大世界項(xiàng)目基坑略有增大，地表沉降最大值為23.1 mm，水平位移最大值為22.3 mm。

隧道施工后，左、右線盾構(gòu)管片的彎矩及位移狀態(tài)見(jiàn)圖21。

圖21 方案3隧道施工后管片內(nèi)力與位移云圖Fig.21 Internal stress cloud and displacement cloud of tunnel segment after construction of tunnel in case 3

3.3.3 隧道施工對(duì)高層構(gòu)筑物基坑的影響分析見(jiàn)圖22。

圖22 方案3地表沉降曲線圖Fig.22 Curves of ground surface settlement in case 3

由圖22可知，地表沉降主要是由高層構(gòu)筑物基坑開(kāi)挖產(chǎn)生。

3.4 3種時(shí)序方案綜合對(duì)比分析

3.4.1 控制標(biāo)準(zhǔn)

1)盾構(gòu)管片控制標(biāo)準(zhǔn)。內(nèi)力控制標(biāo)準(zhǔn)為管片正常配筋 φ22@150，能承受的彎矩標(biāo)準(zhǔn)值約為 120 kN·m;隧道軸線允許偏差為±50 mm;2)地表最大沉降允許值為30 mm;3)圍護(hù)樁最大水平位移控制范圍為30～40 mm;4)既有構(gòu)筑物的傾斜范圍為±3‰。

3.4.2 3 種方案統(tǒng)計(jì)結(jié)果

見(jiàn)表6。

表6 3種方案結(jié)果統(tǒng)計(jì)表Table 6 Results of study on 3 cases

左右線施工順序?yàn)榫嚯x高層構(gòu)筑物基坑近的區(qū)間(即左線)先施工。在3種施工方案中，左線管片的內(nèi)力均大于右線管片內(nèi)力。

根據(jù)各參數(shù)的控制標(biāo)準(zhǔn)，管片正常配筋能滿(mǎn)足方案3的內(nèi)力要求，但是不能滿(mǎn)足方案1與方案2的要求。如采用方案1或方案2，管片需要進(jìn)行技術(shù)處理。3種方案中，樁身水平位移值均能滿(mǎn)足控制要求，隧道中心偏差均在控制范圍內(nèi)，地表沉降均在控制范圍內(nèi)。

3.4.3 先施工盾構(gòu)時(shí)，高層構(gòu)筑物施工對(duì)盾構(gòu)影響見(jiàn)表7。

表7 高層建筑物影響值統(tǒng)計(jì)表Table 7 Influences of construction of high building

由表7可知:1)高層構(gòu)筑物基坑施工將會(huì)對(duì)盾構(gòu)產(chǎn)生較大的不利影響，管片內(nèi)力增大較多，盾構(gòu)區(qū)間將會(huì)產(chǎn)生整體偏向基坑開(kāi)挖一側(cè)的位移，管片的內(nèi)凈空位移也將增大;2)地表沉降絕大部分是由于基坑開(kāi)挖產(chǎn)生，盾構(gòu)施工對(duì)地表的影響比例非常小。

3.4.4 先施工高層構(gòu)筑物時(shí)，盾構(gòu)施工對(duì)高層構(gòu)筑物基坑影響

見(jiàn)表8。

表8 盾構(gòu)影響值統(tǒng)計(jì)表Table 8 Influence of shield tunneling

由表8可知:1)盾構(gòu)施工對(duì)既有圍護(hù)樁的水平位移影響較小，占整個(gè)圍護(hù)樁位移量比例為4.8%;2)盾構(gòu)施工對(duì)地表沉降的影響比例為8.5%;3)盾構(gòu)施工對(duì)高層構(gòu)筑物地下室產(chǎn)生的底板傾斜為0.002%。

隧道施工對(duì)高層構(gòu)筑物的各種參數(shù)影響較小，均在可控范圍內(nèi)，施工時(shí)序方案3可以有效避開(kāi)施工風(fēng)險(xiǎn)，降低工程造價(jià)。

4 結(jié)論與討論

采用FLAC3D有限元軟件進(jìn)行數(shù)值模擬，對(duì)地鐵區(qū)間隧道與鄰近高層構(gòu)筑物的不同建設(shè)時(shí)序下相互影響建立三維模型進(jìn)行模擬分析。將不同建設(shè)時(shí)序下的模擬結(jié)果進(jìn)行對(duì)比分析，得出結(jié)論如下。

1)根據(jù)管片的控制標(biāo)準(zhǔn)，管片正常配筋能滿(mǎn)足先施工高層構(gòu)筑物時(shí)序方案的內(nèi)力要求，但不能滿(mǎn)足同時(shí)施工時(shí)序方案與先施工隧道時(shí)序方案的要求，需要進(jìn)行技術(shù)處理。

2)地表沉降絕大部分是由于基坑開(kāi)挖產(chǎn)生，盾構(gòu)施工對(duì)地表的影響非常小;隧道施工對(duì)高層構(gòu)筑物的各種參數(shù)影響較小，均在可控范圍內(nèi)。

3)先施工高層構(gòu)筑物后施工地鐵隧道的建設(shè)時(shí)序方案可有效避開(kāi)施工風(fēng)險(xiǎn)，降低工程造價(jià)。

由于工程地質(zhì)和巖土材料的不均勻性極大，數(shù)值模擬分析很難選取合適的參數(shù)來(lái)反映實(shí)際情況，而且在本文的模擬中尚未考慮地下水對(duì)隧道工程的影響，這些都有待于進(jìn)一步研究和分析。

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