復雜敏感環(huán)境下新建地下工程對既有地下結構的影響分析與控制技術.pdf

1、隨著我國現(xiàn)代化建設的高速發(fā)展，大城市土地資源越來越緊張，既有建筑物和既有地下結構的地下空間再開發(fā)，已成為解決城市交通流量增大、地面擁堵的有效方法之一。既有建筑的地下空間開發(fā)施工會引起既有結構的變形乃至破壞，導致重大的經(jīng)濟損失和惡劣的社會影響。本文以“中國工商銀行揚州分行地下室增設項目”和“南京地鐵大行宮車站T型擴建項目”為工程依托，采用3-D數(shù)值模擬、現(xiàn)場試驗和現(xiàn)場實測分析相結合的方法，對既有建筑地下室增設技術、錨桿靜壓樁托換關鍵技術、

2、既有地鐵車站T型擴建技術展開深入系統(tǒng)研究。主要研究內容與成果如下:
　　(1)針對既有建筑地下室增設工程引起的上部結構變形，提出了考慮結構-基坑-樁基-土層相互作用影響的3-D彈塑性有限元整體分析方法;并建立多個整體三維有限元模型，系統(tǒng)研究了工程中變形控制技術各參數(shù)對上部結構變形特性的影響。研究結果表明:地下室增設引起上部結構產(chǎn)生盆式沉降，采用分層開挖方式、設置合理的錨桿靜壓樁有效長度等措施可較好的控制上部結構變形。既有結構變形監(jiān)

3、測結果與數(shù)值分析結果基本吻合，論證了模擬方法和技術的有效性。
　　(2)通過對既有建筑地下室增設工程難點的分析，提出了錨桿靜壓樁托換結合原基礎結構補強控制既有結構變形、懸臂式排樁圍護結構控制環(huán)境變形的地下室增設技術，建立了地下室增設設計計算方法?，F(xiàn)場監(jiān)測結果表明既有建筑沉降和沉降差控制在規(guī)范允許范圍內，基坑圍護結構水平位移較小，周圍道路沉降較小，提出的地下室增設技術有效地控制了既有結構變形并能保護周圍環(huán)境。
　　(3)通過對

4、地下室增設工程托換技術的深入研究，考慮基坑開挖對樁基側摩阻力的影響，基于現(xiàn)場試驗和3-D有限元分析，建立了既有建筑錨桿靜壓樁托換設計計算方法及工藝。提出了考慮基坑開挖時土體應力場卸載引起樁側摩阻力下降的錨桿靜壓樁承載力計算公式，該公式引入樁基側阻力折減系數(shù)α，考慮基坑開挖應力場改變對樁側摩阻力的影響，α與基坑開挖深度與樁基有效長度比值λ呈現(xiàn)近似線性關系?；娱_挖過深、超過安全開挖深度，將引起樁基產(chǎn)生屈曲破壞，在設計時應當考慮樁基的屈曲承

5、載力，并采取減小樁基長細比的技術措施。
　　(4)采用考慮土層-基坑圍護結構-水平支撐體系-既有車站結構共同作用的三維彈塑性有限元模型，系統(tǒng)地研究了既有地鐵車站T型擴建工程中基坑開挖方式、被動區(qū)加固深度、基坑開挖與既有結構相對位置、圍護結構尺寸、既有結構剛度等因素對既有結構變形特性的影響規(guī)律。分析表明:既有地鐵車站T型擴建時，既有地下結構整體呈不對稱撓曲和剛體轉動耦合變形，車站的豎向位移隨被動區(qū)加固深度的增加而減小，分層分塊斜面開

6、挖法可有效減小車站豎向位移。
　　(5)通過對既有地鐵車站T型擴建工程難點的分析，提出分層分段斜面開挖法結合攪拌樁加固地基和基坑內支撐加密的既有地下結構變形控制技術，“L”型連續(xù)墻結合袖閥管注漿的節(jié)點滲透變形控制技術，長距離水平凍結法結合密封接收技術的盾構進出洞環(huán)境變形控制技術等?，F(xiàn)場測試分析表明:既有地鐵車站結構最大上抬值為7.9mm，最大沉降值不到1mm，變形控制效果較好。既有地鐵結構縱向產(chǎn)生了不對稱的上抬撓曲變形，車站結構整