地鐵隧道區(qū)間開挖誘發(fā)的地表沉降對北京古建筑影響研究.pdf_第1頁
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文檔簡介

1、隨著城市地鐵建設(shè)的興起,相應(yīng)的環(huán)境問題引起了越來越多的關(guān)注。地鐵隧道施工階段及施工后期誘發(fā)的地表沉降是造成各種建、構(gòu)筑物產(chǎn)生外觀及功能上損害的主要原因,每年由此而造成的經(jīng)濟(jì)損失相當(dāng)可觀。北京市是地鐵建造發(fā)達(dá)的城市,特別是2008年奧運(yùn)會的契機(jī),使北京地鐵建設(shè)如火如荼。同時北京也是個古都,古建筑物到處都是。因此,怎樣把地鐵的建設(shè)對古建筑物的影響減到最低成為迫切的任務(wù)。一般地,地鐵隧道設(shè)計時不考慮周邊建筑物的情況,而以施工時控制地表的沉降為

2、主。國內(nèi)現(xiàn)行的做法是規(guī)定一個沉降上限值,北京等地為3cm,超過該值則調(diào)整施工方法或修改隧道的初步設(shè)計。此種做法忽略了地表結(jié)構(gòu)物的具體形式及其對隧道施工的響應(yīng),由此而采取的加固及補(bǔ)償措施未必可取,一般情況下是相當(dāng)保守的。而這個值也是對現(xiàn)代建筑的研究,對古建筑物國內(nèi)很少人來研究,西方發(fā)達(dá)國家由于建國比較晚,對此的研究也不多,3cm這個值對北京古建筑物是否合適還沒有定論。為了研究隧道施工誘發(fā)的北京古建筑物結(jié)構(gòu)損害及結(jié)構(gòu)與隧道施工的相互作用,本

3、文搜集了較為詳盡的損害評價與等級資料,并針對該問題進(jìn)行了數(shù)值模擬與計算,總結(jié)一些有用的規(guī)律。本論文采用盾構(gòu)施工的施工工藝,通過改變盾構(gòu)直徑、隧道埋深、二者中心距離(簡稱偏心矩)等進(jìn)行施工動態(tài)過程跟蹤、參數(shù)敏感性分析、反映結(jié)構(gòu)變形的參數(shù)計算、耦合分析與傳統(tǒng)損害評價方法的對比計算、評價方法的歸納等幾個方面的工作。主要的結(jié)論有: (1)隨著盾構(gòu)穿越的前進(jìn),結(jié)構(gòu)的差異沉降及平均沉降增大,但最大值不一定是最后穿越完成后; (2)結(jié)

4、構(gòu)物的存在約束了地表的變形,但由于木框架磚填充墻結(jié)構(gòu)剛度低,影響不是很大; (3)盾構(gòu)穿越與古建筑物之間的相對距離對古建筑物有重要影響:隨著盾構(gòu)的推進(jìn),隧道正頂上柱子內(nèi)力也有變化,但幅度不一樣,主要與位置有關(guān)系;總體上說當(dāng)隧道與建筑物相距較遠(yuǎn)時面向隧道側(cè)的柱子內(nèi)力減小,而背向隧道一側(cè)的柱子內(nèi)力增加,即面向隧道一側(cè)的各梁柱結(jié)構(gòu)單元一般表現(xiàn)為卸載,而背向隧道的一側(cè)一般為加載; (4)隧道埋深對古建筑物有重要影響:隧道埋深的改

5、變對地層的運(yùn)動影響很大,追求其動態(tài)過程可以看出,結(jié)構(gòu)內(nèi)力對埋深15m、20m反映差別不大,而對埋深10m差別很大; (5)結(jié)構(gòu)物內(nèi)力的變化與盾構(gòu)直徑的改變也有關(guān)系:隨著直徑增大而增大。結(jié)構(gòu)內(nèi)力與位移對大盾構(gòu)10m、12m的規(guī)律與小盾構(gòu)6m、8m不完全一樣; (6)偏心距對古建筑影響也很大,內(nèi)力與位移經(jīng)歷由小到大再由大到小的轉(zhuǎn)變。關(guān)心隧道正上方的柱子時,偏心矩25m時最大。對于X=0,同一排柱子,偏心矩對剪力、軸力與彎矩影

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