地下隧道施工对邻近建筑物影响分析.pdf

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1、施工技术地下隧道施工对邻近建筑物影响分析Theinfluenceanalysisonexcavationofundergroundtunnelovertheadjacentbuildings1,2彭建和（1安徽省·淮委水利科学研究院，安徽蚌埠230002；2安徽省建筑工程质量监督检测站，安徽合肥230088)摘要：以某框架结构综合楼为研究对象，采用FLAC3D进行数值模拟，并通过计算结果分析了盾构法地下隧道穿越建筑物时对建筑物自身沉降的影响，为盾构法地下隧道工程接近建筑物施工提供了参考价值。关键词：地下隧道；框架结构；数值分

2、析；沉降Abstract：Inthispaper,aframestructureofcomplexbuildingwasusedastheresearchobject,numericalsimulationwasstudiedusingFLAC3D;theresultindicatesthattheeffectsoncomplexbuildingsubsidencewhentheundergroundtunnelwasconstructedbyshieldmethod,theresearchresultgivingarefe

3、renceforshieldmethodinsubwaytunnelingconstruction.Keywords:undergroundtunnel；framestructure；numericalanalysis；subsidence中图分类号：TU433文献标识码：B文章编号：1003-8965(2015)04-0088-031引言3FLAC3D分析模型的建立随着地下隧道工程的增多，邻近建筑物结构对地下隧道施工的要求越来越高，尤其对盾构穿越周边重要建筑3.1本构模型及相关参数物时的影响要求极为严格。许多大城市地下空间

4、主要开拓本构关系及模型假设:在中厚层的沙层、软土层中，所产生的地质环境效应虽然1）土层材料采用摩尔-库伦模型，破坏屈服准则采缓慢，但缓慢的变形可能会产生突发性的灾害。为降低基用Mohr-Coulomb准则，基础材料采用线弹性本构关系；坑工程和地下隧道工程施工过程中各质量事故的发生概2）模型按实际土层厚度取值；率，确保工程按期完工，在工程施工前开展基坑及地下隧3）考虑土体自重应力场。道建设对周边建构筑物结构安全影响评价是十分必要的。选取隧道的直径为6m，采用全断面法开挖，隧道衬本文以某框架结构综合楼为分析对象，采用FLAC3D

5、进行砌厚0.3m，在施工阶段，隧洞掘进方向和掌子面位置均[1]数值模拟，并通过计算结果分析了盾构法地下隧道穿越可以成为影响基础变形特征的基本因素，模型中将开挖共建筑物时对建筑物自身沉降的影响。计处理为4大段，即4个开挖工况，以等效反映掌子面接近、背离建筑物基础部位的过程。用shell各向同性单元2工程概况模拟盾构机，考虑盾构机自重；用实体单元模拟混凝土衬砌，采用改变等代层的弹性模量来模拟注浆体及盾构空隙某框架结构综合楼平面几何尺寸为（48140×26525）的影响；采用在开挖面施加面力来模拟盾构机对掌子面的mm。该工程为地上

6、7层框架结构，结构使用年限为50支护力。模拟过程考虑建筑物荷载作用，其荷载为隧道邻年，抗震设防烈度7度，建筑场地类别为Ⅱ类，场地特征近建筑物结构自重。建筑物结构荷载简化为均布竖向荷载，周期为0.35s，设计基本地震加速度为0.10g。框架抗震通过桩基础传递至埋深处的地基土上。根据《建筑结构荷[2]等级为3级。基础采用独立基础，持力层为3层泥土层，载规范》（GB50009-2012），并且偏安全考虑，每层地基承载力为fk=250kPa；上部结构为7层框架结构，楼以10kPa的均布荷载作为框架结构的正常使用荷载，6层板均为现浇板

7、，混凝土强度等级如下：基础为C20；梁柱：即以60kPa的均布竖向荷载用于基础上进行计算。1~3层为C30，3~7层为C25，楼梯等构件均为C25。相土体及管片采用实体单元模拟，土体的本构模型采邻区间隧道采用双孔盾构法由西向东钻进施工，正穿建筑用摩尔一库伦模型；管片和基础为弹性单元。土层计算参物。相对位置关系如图1所示。数详见表1，区间隧道支护参数详见表2。3.2建立模型及结果分析设定边界条件时，将模型底部边界条件设为x，y,z方向约束，即固定边界。将模型两侧边界条件设为x或y方向的水平约束，即水平边界。可以通过FLAC3D

8、里的fix命令来实现。土层分布及房屋位置如图2所示，建筑物剖面如图3所示，盾构隧道模型如图4所示。图1建筑物与区间隧道相对位置关系88施工技术表1区间隧道地层参数抗剪强度(直接剪切)重度γ变形模量E0泊松比υ静止侧压力系数ξ岩土名称土的状态凝聚力C内摩擦角φ3kN/mKPa°MPa<1-1