鄧國基，溫忠義，彭衛(wèi)平，張慶華

（廣州市城市規(guī)劃勘測設(shè)計研究院，廣州510060）

1 引言

隨著城市地下空間開發(fā)和利用，不斷出現(xiàn)的復(fù)雜工程問題對工程技術(shù)人員提出了更高要求。近些年針對基坑支護工程出現(xiàn)了一些新的特殊問題【1】，應(yīng)重新進行已施工的設(shè)計方案安全性評估、新方案加固設(shè)計、配合施工進行方案優(yōu)化【2】等。

本文以廣州某緊挨地鐵隧道的舊深基坑工程重新開發(fā)為依托，借助有限元軟件分析加深后由逆作法改為明挖順作后原連續(xù)墻的變形發(fā)展規(guī)律，鄰近地鐵隧道隨基坑開挖過程中位移發(fā)展情況，并與監(jiān)測數(shù)據(jù)進行對比分析。

2 工程特點和周邊環(huán)境條件

擬建項目位于廣州市中山四路，呈長方形，原設(shè)3層地下室，基坑開挖深度12.65m，支護總周長約250m，采用逆作法施工。裙樓部分和回遷商住樓部分的地下連續(xù)墻、主體結(jié)構(gòu)工程樁和結(jié)構(gòu)柱，裙樓首層樓板及上部5層主體結(jié)構(gòu)等均于10a前已完成施工，且地下室已開挖至-7.30m。

現(xiàn)項目重新開發(fā)改為由18層回遷商住樓及附屬5層裙樓組成，建筑最大高度約58.65m，下設(shè)4層地下室，采用鋼筋混凝土框架+無梁樓蓋結(jié)構(gòu)，筏板基礎(chǔ)?；娱_挖深度13.85～15.15m，比原設(shè)計加深1.2～2.5m，擬采用明挖順作法施工?；又ёo典型剖面如圖1所示。

3 地鐵隧道和支護結(jié)構(gòu)體系變形三維數(shù)值模擬分析

當(dāng)基坑開挖時隧道結(jié)構(gòu)鄰近基坑側(cè)處于卸載過程，其受力狀態(tài)將發(fā)生改變。為了分析基坑開挖過程中對地鐵隧道的影響，采用Midas GTS/NX軟件建立三維模型，模擬基坑開挖過程中支護結(jié)構(gòu)與地鐵隧道內(nèi)力與變形的相互關(guān)系。

圖1 基坑典型支護剖面

根據(jù)工程經(jīng)驗，選取模型外擴范圍不小于3倍基坑深度，長度、寬度和土層計算深度分別為186m、137m和40m。建模時土體采用摩爾-庫倫模型，支護樁結(jié)構(gòu)采用梁單元及彈性模型【3】。

4 模擬與監(jiān)測數(shù)據(jù)對比分析

4.1 地鐵隧道位移模擬與監(jiān)測數(shù)據(jù)對比分析

基坑開挖過程中地鐵隧道變形模擬結(jié)果與實際監(jiān)測數(shù)據(jù)對比分析見圖2。

圖2 各工況下隧道模擬結(jié)果與監(jiān)測數(shù)據(jù)對比

圖2a表明，基坑開挖過程隧道最大水平位移為2.29mm，實際監(jiān)測最大水平位移為1.98mm；由圖2b可知，基坑開挖過程隧道最大沉降量為1.14mm，實際監(jiān)測隧道最大沉降為2.90mm；隧道水平位移和沉降均在規(guī)范控制范圍內(nèi)，基坑施工過程中未危及地鐵隧道的結(jié)構(gòu)安全，確保了地鐵安全運營。

4.2 靠地鐵側(cè)連續(xù)墻最大水平位移模擬與監(jiān)測數(shù)據(jù)對比分析

基坑開挖過程中地鐵隧道變形與基坑連續(xù)墻最大水平位移對比分析見圖3。

由圖3可知，當(dāng)基坑開挖至第二道內(nèi)支撐梁和坑底時，連續(xù)墻墻身最大水平位移增大，模擬數(shù)據(jù)最大位移約21.3mm，監(jiān)測最大位移約9.8mm，監(jiān)測數(shù)據(jù)比模擬小約53%，但總體發(fā)展趨勢一致。

圖3 各工況下連續(xù)墻最大側(cè)向位移圖

對比隧道和地下連續(xù)墻位移圖可知，拆除首層樓板梁結(jié)構(gòu)，繼續(xù)開挖土方至第二道內(nèi)支撐過程中，位移發(fā)生較大變化但增量較小，說明在現(xiàn)狀開挖狀態(tài)下先設(shè)置第一和第二道內(nèi)支撐梁后再拆除原首層結(jié)構(gòu)樓板梁的施工工況，能確?；影踩€(wěn)定，設(shè)計方案合理。

5 結(jié)語

緊鄰地鐵隧道的舊基坑重新開發(fā)利用，應(yīng)有別于新開發(fā)設(shè)計的基坑工程，重點應(yīng)控制原支護結(jié)構(gòu)位移和內(nèi)力值，應(yīng)從設(shè)計方案、數(shù)值模型、檢測方法和施工措施等多方面論證，從而確保地鐵隧道運營安全。