地鐵隧道下穿歷史風(fēng)貌建筑影響研究.pdf

1、大規(guī)模的地鐵建設(shè)使盾構(gòu)法得到了廣泛的應(yīng)用,同時(shí)也促進(jìn)了地下工程的發(fā)展。軟土地區(qū)進(jìn)行深基坑和區(qū)間隧道的施工存在多種風(fēng)險(xiǎn),特別是對(duì)鄰近基坑的歷史風(fēng)貌建筑物的影響,不同的保護(hù)措施存在較大差別,研究不同施工階段對(duì)建筑物的影響、注漿加固地層機(jī)理、盾構(gòu)推力引起地層中的附加應(yīng)力等非常必要。
　　首先,基于對(duì)歷史風(fēng)貌建筑物的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)分析,考察了基坑開(kāi)挖、降水、端頭注漿與凍結(jié)加固、盾構(gòu)掘進(jìn)等方面對(duì)建筑物的影響,并在此基礎(chǔ)上對(duì)注漿抬升過(guò)程進(jìn)行有限元模

2、擬,得到了與實(shí)測(cè)擬合較好的計(jì)算結(jié)果。結(jié)果表明,合理的盾構(gòu)掘進(jìn)參數(shù)可將建筑物的沉降控制在較小范圍內(nèi),地下水通過(guò)凍結(jié)區(qū)盾尾間隙進(jìn)入刀盤(pán)前方可引起建筑物的顯著沉降;建筑物基礎(chǔ)與隧道之間存在淤泥質(zhì)土層時(shí),在淤泥質(zhì)土層下方進(jìn)行注漿不能對(duì)自重較大的建筑物進(jìn)行有效抬升,注漿在淤泥質(zhì)土層中引起孔壓的消散可導(dǎo)致建筑物在后期產(chǎn)生沉降。
　　進(jìn)而,采用通過(guò)實(shí)測(cè)驗(yàn)證的有限元參數(shù)計(jì)算盾構(gòu)正面推力和盾殼摩擦在地層中產(chǎn)生的附加應(yīng)力,研究了盾構(gòu)正前方、側(cè)方、上方

3、和下方平面上不同方向附加應(yīng)力的分布,并分析了附加應(yīng)力對(duì)地下管線(xiàn)及構(gòu)筑物等的影響。結(jié)果表明,盾構(gòu)正面推力在正前方平面上產(chǎn)生的x向正應(yīng)力隨著距掌子面距離的增加影響范圍逐漸增大,但附加應(yīng)力值迅速減小。盾構(gòu)摩擦力在地層中引起的附加應(yīng)力分布與正面推力導(dǎo)致的附加應(yīng)力分布規(guī)律相似,但整體影響范圍更大,附加應(yīng)力值相應(yīng)衰減較慢。盾構(gòu)推力在地層中產(chǎn)生的附加應(yīng)力以土壓力的形式作用在地下管線(xiàn)和構(gòu)筑物上,過(guò)大的變形可能導(dǎo)致管線(xiàn)滲漏或者構(gòu)筑物開(kāi)裂,工程中需引起足夠

4、重視。
　　基于實(shí)測(cè)驗(yàn)證的有限元模型,分析了不同土層中注漿和注漿位置相鄰?fù)翆訌椥阅Ａ繉?duì)注漿效果的影響。結(jié)果表明,本工程中實(shí)際產(chǎn)生的注漿效果為注漿量的70％,注漿會(huì)導(dǎo)致注漿體周?chē)馏w中產(chǎn)生超靜孔隙水壓力,在注漿結(jié)束后超靜孔隙水壓力逐漸消散,建筑物會(huì)發(fā)生小幅度的下沉,注漿體上部土層彈性模量太大會(huì)對(duì)注漿體的膨脹有一定的約束作用,導(dǎo)致抬升效果不明顯,而注漿體下部土層,彈性模量越大注漿對(duì)自重荷載較大的建筑物的抬升效果越明顯,而對(duì)自重荷載較小

5、的建筑物抬升效果越不明顯。
　　對(duì)天津地區(qū)的土層進(jìn)行凍土實(shí)驗(yàn),研究天津地區(qū)的凍土的物理力學(xué)特性,凍土的三軸試驗(yàn)結(jié)果表明,凍土在零下5度時(shí),應(yīng)力應(yīng)變曲線(xiàn)體現(xiàn)出應(yīng)變軟化的特性,而溫度為零下10度和零下15度時(shí),凍土應(yīng)力應(yīng)變特性為應(yīng)變硬化型。
　　最后,對(duì)凍結(jié)法盾構(gòu)進(jìn)出洞進(jìn)行研究,將盾構(gòu)進(jìn)出洞人工凍結(jié)簡(jiǎn)化為厚壁筒受內(nèi)壓,利用凍土彈性-線(xiàn)性強(qiáng)化模型推導(dǎo)出塑性狀態(tài)下凍土凍結(jié)壁厚度。并結(jié)合工程實(shí)例,對(duì)凍結(jié)法施工進(jìn)行了實(shí)測(cè)分析,結(jié)果表明,