CRD法施工对邻近既有结构的影响分析

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1、186管理施工城市道桥与防洪2011年7月第7期CRI-)法施工对邻近既有结构的影响分析王炜(中铁十六局集团有限公司，北京100051)摘要：随着城市地铁的持续建设，近接既有地下建筑进行施工的工程大量涌现。由于受地质条件和施工工艺的限制，隧道施工难免会对邻近建(构)筑物产生扰动，由此引发一系列的环境病害。该文针对过北京站至北京西站地下直径线的地铁近距离穿越某建筑结构，建立了三维有限元计算模型，研究了由于隧道施工而引起的地层扰动变形的规律性，并对已建隧道产生的施工影响进行了分析，且给出了相关的结论。关键词：CRD法施工；隧道；施工影响；有限元计算模型中图分类号：

2、U455文献标识码：A文章编号：1009—7716(2011)07—0186—03为1m，纵向呈梅花形布置，注浆液采用水泥——1工程概况水玻璃浆液。1．1工程概述1．3工程地质参数北京铁路枢纽北京站至北京西站地下直径线土层参数(勘查报告所提供数据)，见表1所列。工程ZJXl标段，工程范围：崇外大街一宣武门相表1土层地质参数表关隧道(明挖段、浅埋暗挖段及盾构暗挖段)及轨量鹳剪决然天然天层土层土层土a度密厚号编述描角擦摩力聚粘∞一m三，m一道工程，里程为DK0+620～DK4+756，全长4136m。线路呈东西走向，从崇文门西大街、前门大街到达宣武门大街。沿线经过

3、崇文门饭店、前门箭楼、前门商业大厦、越秀大饭店国华商场及众多居民住宅楼，地下敷设着通讯、电力、煤气、给排水、热力管道等多条管线，周边环境极其复杂。其中隧道施工穿越DKI+300崇西大街8号楼距离较近(见图1)，拟建隧道宽约11．5m，高约10．3m，埋深8．43m。左侧是12层住宅，基础是筏板基础，厚度按经验估计为400mm，宽l0．3m，埋深2．6m。400钻孔灌注桩基础，桩长1011m，桩间距为1．1m。右侧是已建成的地铁隧道，断面是11．6m×9．5m。结构厚度均取为1ITI，埋深是3．8m。隧道施工对其的影响较大，本文以此为例进行研究。注：“()”内的

4、数据是深度修正后的卸栽模量，模拟计算时使用。圈1隧道和既有建筑的结构断面简图(单位：m)弹性模量按公式(1)计算得出：1．2隧道施工方法E1一一1-2v')(1)1一∥采用CRD法施工，在桩基础的位置从洞内打其中，E是压缩模量，是泊松比。设钢管并注浆加固，钢管为①108，t=5mm，间距考虑开挖区域土体的卸载模量，对粘性土将收稿日期：2011一o4—22弹性模量乘2，对砂土将弹性模量乘3，再按应力作者简介：王炜(1976一)，男，新疆人，工程师，从事铁路、隧道工程施工技术工作。水平进行修正。188管理施工城市道桥与防洪2011年7月第7期(12)开挖土体6(见

5、图8)．体水平位移在隧道上方随深度增大而增加，但改变不大，在隧道水平面处附近急剧增大，达到峰值，在隧道下方，随深度增加而迅速减小为零。随着距隧道中心线距离的增大，土体水平位移在隧道上方和隧道下方逐渐减小，但变化不大，在隧道水平面处附近则迅速减小。(2)由于CRD施工引起土体向下移动的作用，桩产生沉降，桩身各处的沉降几乎一致，位移图8开挖第6步沉降云图(单位：to)曲线近似直线分布。对于隧道顶桩，由于周围土体(13)设置初衬和锁脚锚杆。向下移动的作用，桩顶荷载及隧道施工引起的附(14)拆除内部支撑，设置二衬。加应力都作用在桩底拱上。随着桩顶荷载的增大，桩的轴力与

6、仅桩顶荷载作用下桩轴力的差距逐渐3计算结果与分析减小，CRD施工引起的周围土体变形对桩的影响(1)最终沉降槽(见图9)。逐渐减小。(3)对于隧道旁桩，由于周围土体向下移动的作用，桩端在隧道水平轴线以上的桩，桩顶荷载较小时即产生较大的位移。随着桩长的逐渐增加，桩的沉降逐渐减小，桩身轴力逐渐增大．地层损失比的增大对桩的影响非常明显，隧道施工引起的桩的竖向位移及轴力和地层损失比几乎是线性的。圈9隧道施工引起土体的最终沉降云图(4)由于CRD施工引起土体水平移动的作地面最大沉降69．4mm；住宅地下室底部沉用，桩产生侧向变形和弯矩，桩的侧向变形和土体降：离隧道近点25

7、．1nlnl；离隧道远点8．6mill；的侧向位移形状非常相似，最大侧向位移出现在差异沉降16．5mm。建筑宽10．3m，经计算，满足隧道轴线水平面上面一点的位置，桩身弯矩为双相关规范中关于基础差异沉降限值的要求。右侧曲率曲线。的已建隧道基本没有沉降差。施工中是安全的。(5)对于桩顶自由，桩底铰接的桩来说，弯矩(2)桩内力：的最大值出现在隧道轴线水平面上面一点的位桩身的最大竖向应力(出现在边桩中)为：置。对于桩顶自由，桩底约束转角的桩，弯矩的最一1．86MPa

8、重要的影响，随着桩直径的增大，桩0．2