摘要
盾构法是指利用盾构在软质地基或破碎岩层中进行隧道开挖,其施工阶段与后期引发的地层位移是造成地面沉降及邻近构( 建) 筑物产生变形甚至损害的主要原因｡常规的控制标准偏重于施工区域的地面沉降控制,对于周边建筑物的考虑并不全面,有时仅用最大沉降量与最大倾斜量来评定建筑物的受损程度｡如何完善已有沉降变形控制标准并采取有效的沉降控制措施是一个很重要的问题,具有实际的工程意义｡
以宁波轨道交通盾构区间隧道穿越建筑物为背景,基于ANSYS 有限元分析软件,建立了盾构穿越浅基础和桩基础建筑物的模型,分析不同工况下盾构施工对邻近建筑物沉降的影响｡结合现场实测资料,研究盾构施工过程中建筑物沉降变化规律,分析基础类型､隧道埋深等因素与建筑物变形的关系｡研究表明,隧道拱顶至建筑物基础底面的竖直距离越小,建筑物的变形受施工影响越大;建筑物基础至盾构轴线的水平距离L 越小,建筑物基础沉降越大;二次扰动对建筑物的竖向位移有较明显的影响;建筑物横向倾斜率的变化规律与纵向倾斜率的规律有很大差异｡
关键词 隧道;盾构施工;建筑物沉降;数值模拟;影响因素
目录
摘要I
引言 1
第1章绪论2
1.1研究背景与意义2
1.2国内外研究现状与评述3
1.2.1盾构施工对近接构筑物环境的影响研究3
第2章工程概况10
第3章 有限元分析模拟11
2.1参数建立11
2.2模拟步骤11
2.3模型建立11
第4章有限元分析计算结果13
4.1隧道正下方穿越建筑物13
4.2水平位置的改变对建筑物沉降的影响15
4.3盾构隧道侧面穿越不同桩长桩基础16
第5章实测结果分析18
5.1 双线盾构施工对建筑物变形的影响18
5.2不同工况下建筑物沉降分析21
第6章结论22
参考文献24
致谢26
引言
我国沿海软土地区城市轨道交通拟建线路周边建筑物众多,采用盾构法施工必然导致周边土体扰动,可能在较短时间内引起地层较大变形,进而对建筑物基础及其上部结构产生危害｡
目前盾构法隧道施工对近接建筑物的影响研究主要采用数值模拟和现场监测相结合的方法｡Jenck 等[1] 运用FLAC3D对邻近建筑物盾构施工进行了数值模拟,采用简化模拟过程并考虑地层损失,结果表明建筑物存在区域地面沉降有明显变化｡廖少明等[2]指出盾构壳体对建筑物的影响远大于盾构正面推进压力的影响,而且其影响具有滞后性和波动性｡夏元友等[3]模拟分析了盾构隧道穿越一般地层和群桩基础两种工况下建筑物的位移,指出群桩作用下结构安全度有降低趋势｡张明聚等[4]采用FLAC3D有限差分软件对不同地质条件下盾构隧道下穿建筑物进行模拟,指出双线隧道分别通过建筑物时基础沉降迅速增加,有二次沉降规律｡丁智等[5]指出对盾构隧道施工邻近建筑物的研究必须综合考虑隧道､土体和建筑物三者之间的关系｡
本文利用ANSYS 软件建立二维有限元模型[5],模拟了建筑物至隧道轴线的水平距离和盾构隧道埋深这两个因素的改变对近接建筑物的影响,并考虑建筑物基础形式的不同,研究该地区特殊地质条件下盾构隧道施工对邻近建筑物沉降的影响｡
