隧道施工對建筑物變形影響及控制分析研究.pdf

1、為緩解大城市交通壓力，不僅在北京、上海和廣州，而且全國其他幾十個城市都在修建或運營地鐵。城市地鐵施工環(huán)境比較復雜，施工時難免穿越既有建筑物。地鐵施工會造成土體損失，使得作用在建筑物基礎上的內(nèi)力變化及建筑物變形。引起建筑物變形主要因素有土層、隧道自身、建筑物自身等。本文結(jié)合Midas/GTS巖土與隧道有限元分析軟件模擬單洞開挖及北京地鐵十四號線部分風險源統(tǒng)計，計算分析了不同變量因素時地表沉降值，得出了以下結(jié)論:
　　(1)通過模型計

2、算對比地表沉降值，Midas/GTS有限元軟件與隧道分析常用的Peck經(jīng)驗公式計算地表沉降值的一致性，因此Midas/GTS軟件可以替代Peck經(jīng)驗公式用于隧道施工模擬計算。
　　(2)隧道施工時，建筑物基礎鄰近隧洞的一側(cè)承載力減小，得出地鐵隧洞施工影響建筑物機理是由于隧道開挖造成土體損失，使得靠近隧道的基礎側(cè)土體有“脫離”趨勢，建筑物自身受力不再平衡而變形。
　　(3)土的彈性模量的增加會使沉降值成倍的減小，彈性模量是最主

3、要、敏感的影響因素。很多工程事故的發(fā)生是由水的存在造成的，水使得土體的彈性模量等參數(shù)發(fā)生變化。
　　(4)隨拱頂與地表距離的增加，沉降槽越來越寬，即沉降范圍越來越大，隆起區(qū)越來越小，最大沉降值減小。北京修建地鐵僅從控制造價和周圍變形考慮，合理埋深控制值H/D應為2～3。
　　(5)建筑物在隧道正上方時，隧道施工會引起建筑物均勻沉降。隨著d（隧洞與建筑物水平距離）的增加，其最大差異沉降逐漸減小，平均沉降量也呈減小趨勢。在當d大

4、于或等于3D(隧洞直徑)時，建筑物的差異沉降值基本上趨于穩(wěn)定，即建筑物位于地表不同曲率值位置時，其變形不同。
　　(6)不同的隧道斷面形式對地表沉降影響不同，正方形隧洞的地表沉降值是圓形隧道的2倍。拱頂沉降值隧截面積增大亦增大，洞徑由6m增加1.3倍到8m，地表沉降值增大3倍;洞徑增加1.6倍到10m，地表沉降值增加到近6倍。
　　(7)框架結(jié)構與砌體結(jié)構建筑物承受變形不同。搜集整理了北京地鐵十四號線穿越部分風險源評估統(tǒng)計及