◇江蘇緯信工程咨詢有限公司 陳曉凡

江寧大學(xué)城弘景大道提檔升級(jí)改造一期工程項(xiàng)目工程總承包位于南京市江寧區(qū)大學(xué)城，施工期間對(duì)橋梁的影響因素主要有橋下路面銑刨、瀝青攤鋪、各類管道溝槽開挖及安管回填、苗木栽植、景觀掛板等。為分析本工程施工過程中對(duì)南京繞城高速安全影響，本文借助邁達(dá)斯三維數(shù)模軟件，通過建模分析，探討了施工過程中對(duì)繞城高速結(jié)構(gòu)的影響。研究結(jié)果表明，本工程建設(shè)對(duì)工程區(qū)域土層、南京繞城高速立交橋樁體影響較小，最大變形值僅為0.9 mm，不會(huì)對(duì)穩(wěn)定性產(chǎn)生影響。

江寧大學(xué)城弘景大道提檔升級(jí)改造一期工程項(xiàng)目工程總承包位于南京市江寧區(qū)大學(xué)城，本次施工路段起點(diǎn)天印大道，終點(diǎn)麗澤路，含道路、雨污水、電力管線、中水、交通設(shè)施、路燈（含亮化）、景觀綠化、城市家具（含公交站臺(tái)）等，與南京繞城高速在K73+000～K73+072（南京繞城高速樁號(hào)）處相交，橋下允許通行高度4.8 m，兩排橋墩處在側(cè)分帶位置。

工程保持現(xiàn)有道路斷面形式不變進(jìn)行提檔升級(jí)，其中在道路北側(cè)綠地增設(shè)電力10 kV管道14孔，南側(cè)綠地增設(shè)電力3回110 kV管道12孔、熱力DN300管道一條，現(xiàn)有橋墩用亞克力板裝飾，施工期間對(duì)橋梁的影響因素主要有橋下路面銑刨、瀝青攤鋪、各類管道溝槽開挖及安管回填、苗木栽植、景觀掛板等。

1 設(shè)計(jì)方案

1.1 下部道路弘景大道現(xiàn)狀介紹

弘景大道道路整治工程位于江寧高新區(qū)，施工范圍西起誠信大道，東至麗澤路，全長(zhǎng)約1784 m，現(xiàn)狀路幅寬72 m。

圖1 弘景大道平立面圖

1.2 南京繞城高速現(xiàn)狀介紹

南京繞城高速公路是南京市的高等級(jí)快速公路，由南京繞城公路江南段、繞城公路江北段、南京長(zhǎng)江三橋、南京長(zhǎng)江四橋組成，通過南京長(zhǎng)江三橋、南京長(zhǎng)江四橋江南段和江北段相連。南京繞城高速公路全長(zhǎng)166公里，主路雙向六車道，設(shè)計(jì)時(shí)速為120公里，由南京長(zhǎng)江四橋、南京繞越高速公路東南段、南京長(zhǎng)江三橋、寧淮高速公路、繞越公路東北段組成，經(jīng)過南京棲霞區(qū)、江寧區(qū)、浦口區(qū)、六合區(qū)。

2 三維模型建立

江寧大學(xué)城弘景大道提檔升級(jí)改造一期工程項(xiàng)目工程總承包位于南京市江寧區(qū)大學(xué)城，本次施工路段起點(diǎn)天印大道，終點(diǎn)麗澤路，含道路、雨污水、電力管線、中水、交通設(shè)施、路燈（含亮化）、景觀綠化、城市家具（含公交站臺(tái)）等，與高速高架在K0-020～K0+020位置相交，橋下允許通行高度4.8 m，兩排橋墩處在側(cè)分帶位置。

本工程保持現(xiàn)有道路斷面形式不變進(jìn)行提檔升級(jí)，其中在道路北側(cè)綠地增設(shè)電力10 kV管道14孔，南側(cè)綠地增設(shè)電力3回110 kV管道12孔、熱力DN300管道一條，需開挖溝槽埋設(shè)。溝槽尺寸定寬1.89 m，底寬1.44 m，坡比1:0.1，深度2.25。現(xiàn)利用MIDAS GTS Nx對(duì)溝槽開挖對(duì)橋墩及樁基周圍土體擾動(dòng)進(jìn)行數(shù)值模擬，論證管線埋設(shè)溝槽開挖后對(duì)工程周圍道路的影響。

圖2 三維模型計(jì)算示意圖

3 計(jì)算工況

本次計(jì)算工況分為兩個(gè)步驟：首先建立初始自重應(yīng)力場(chǎng)。在實(shí)際工程中，由于天然土層在土體自重和周圍建筑物荷載作用下，已經(jīng)固結(jié)沉降完畢，需要將已經(jīng)固結(jié)沉降完成的原狀土作為后續(xù)修建立交橋的初始狀態(tài)。因此，若要達(dá)到天然土層的初始狀態(tài)，必須平衡初始地應(yīng)力，使得在土體模型中只存在初始應(yīng)力場(chǎng)而不出現(xiàn)初始位移。模型中第一階段為溝槽開挖前的初始階段，計(jì)算出土體在自重的作用下的位移場(chǎng)和應(yīng)力場(chǎng)，通過MIDAS-GTS的位移清零功能消除已經(jīng)完成的沉降位移，并構(gòu)造初始應(yīng)力場(chǎng)，同時(shí)也作為后階段溝槽開挖對(duì)地層擾動(dòng)的比較參照。模型中計(jì)算的所有變形數(shù)值都是地層的最終變形值，不考慮時(shí)效作用。

4 計(jì)算結(jié)果分析

4.1 溝槽開挖后過后對(duì)土層變形影響

地面的土層屬性為粉土，從計(jì)算結(jié)果云圖可以看出，基坑開挖后本地層沉降沿樁基周圍呈擴(kuò)散分布。土體變形最大區(qū)域在樁周附近，最大值僅為3 mm。

圖3 土體變形情況（軸測(cè)圖）

4.2 溝槽開挖后過后對(duì)樁體的影響

從圖中可以看出，樁體變形幅度較小，最大值變形值僅為0.9 mm，位于中部橋臺(tái)樁頂。兩跨立交橋之間的兩排樁體與其他樁基相比較，變形較大，但是總體值都較小，可忽略不計(jì)，所以溝槽開挖不會(huì)影響立交橋樁體的穩(wěn)定性。

圖4 樁體變形情況（軸測(cè)圖）

圖5 樁體變形方向

5 結(jié)論

本次南京市江寧大學(xué)城弘景大道提檔升級(jí)改造一期工程主要在南京繞城高速橋下施工。經(jīng)本項(xiàng)目建模分析，工程區(qū)域地面的土層屬性為粉土，根據(jù)本報(bào)告數(shù)值模擬仿真計(jì)算，基坑開挖后本地層沉降沿樁基周圍呈擴(kuò)散分布。土體變形最大區(qū)域在樁周附近，最大值僅為3 mm，樁體最大變形值僅為0.9 mm。因此，本工程建設(shè)對(duì)工程區(qū)域土層、南京繞城高速立交橋樁體影響較小，不會(huì)對(duì)穩(wěn)定性產(chǎn)生影響。