復(fù)雜敏感環(huán)境下新建地下工程對既有地下結(jié)構(gòu)的影響分析與控制技術(shù).pdf

1、隨著我國現(xiàn)代化建設(shè)的高速發(fā)展，大城市土地資源越來越緊張，既有建筑物和既有地下結(jié)構(gòu)的地下空間再開發(fā)，已成為解決城市交通流量增大、地面擁堵的有效方法之一。既有建筑的地下空間開發(fā)施工會引起既有結(jié)構(gòu)的變形乃至破壞，導(dǎo)致重大的經(jīng)濟(jì)損失和惡劣的社會影響。本文以“中國工商銀行揚(yáng)州分行地下室增設(shè)項目”和“南京地鐵大行宮車站T型擴(kuò)建項目”為工程依托，采用3-D數(shù)值模擬、現(xiàn)場試驗和現(xiàn)場實測分析相結(jié)合的方法，對既有建筑地下室增設(shè)技術(shù)、錨桿靜壓樁托換關(guān)鍵技術(shù)、

2、既有地鐵車站T型擴(kuò)建技術(shù)展開深入系統(tǒng)研究。主要研究內(nèi)容與成果如下:
　　(1)針對既有建筑地下室增設(shè)工程引起的上部結(jié)構(gòu)變形，提出了考慮結(jié)構(gòu)-基坑-樁基-土層相互作用影響的3-D彈塑性有限元整體分析方法;并建立多個整體三維有限元模型，系統(tǒng)研究了工程中變形控制技術(shù)各參數(shù)對上部結(jié)構(gòu)變形特性的影響。研究結(jié)果表明:地下室增設(shè)引起上部結(jié)構(gòu)產(chǎn)生盆式沉降，采用分層開挖方式、設(shè)置合理的錨桿靜壓樁有效長度等措施可較好的控制上部結(jié)構(gòu)變形。既有結(jié)構(gòu)變形監(jiān)

3、測結(jié)果與數(shù)值分析結(jié)果基本吻合，論證了模擬方法和技術(shù)的有效性。
　　(2)通過對既有建筑地下室增設(shè)工程難點的分析，提出了錨桿靜壓樁托換結(jié)合原基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)補(bǔ)強(qiáng)控制既有結(jié)構(gòu)變形、懸臂式排樁圍護(hù)結(jié)構(gòu)控制環(huán)境變形的地下室增設(shè)技術(shù)，建立了地下室增設(shè)設(shè)計計算方法。現(xiàn)場監(jiān)測結(jié)果表明既有建筑沉降和沉降差控制在規(guī)范允許范圍內(nèi)，基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)水平位移較小，周圍道路沉降較小，提出的地下室增設(shè)技術(shù)有效地控制了既有結(jié)構(gòu)變形并能保護(hù)周圍環(huán)境。
　　(3)通過對

4、地下室增設(shè)工程托換技術(shù)的深入研究，考慮基坑開挖對樁基側(cè)摩阻力的影響，基于現(xiàn)場試驗和3-D有限元分析，建立了既有建筑錨桿靜壓樁托換設(shè)計計算方法及工藝。提出了考慮基坑開挖時土體應(yīng)力場卸載引起樁側(cè)摩阻力下降的錨桿靜壓樁承載力計算公式，該公式引入樁基側(cè)阻力折減系數(shù)α，考慮基坑開挖應(yīng)力場改變對樁側(cè)摩阻力的影響，α與基坑開挖深度與樁基有效長度比值λ呈現(xiàn)近似線性關(guān)系?；娱_挖過深、超過安全開挖深度，將引起樁基產(chǎn)生屈曲破壞，在設(shè)計時應(yīng)當(dāng)考慮樁基的屈曲承

5、載力，并采取減小樁基長細(xì)比的技術(shù)措施。
　　(4)采用考慮土層-基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)-水平支撐體系-既有車站結(jié)構(gòu)共同作用的三維彈塑性有限元模型，系統(tǒng)地研究了既有地鐵車站T型擴(kuò)建工程中基坑開挖方式、被動區(qū)加固深度、基坑開挖與既有結(jié)構(gòu)相對位置、圍護(hù)結(jié)構(gòu)尺寸、既有結(jié)構(gòu)剛度等因素對既有結(jié)構(gòu)變形特性的影響規(guī)律。分析表明:既有地鐵車站T型擴(kuò)建時，既有地下結(jié)構(gòu)整體呈不對稱撓曲和剛體轉(zhuǎn)動耦合變形，車站的豎向位移隨被動區(qū)加固深度的增加而減小，分層分塊斜面開

6、挖法可有效減小車站豎向位移。
　　(5)通過對既有地鐵車站T型擴(kuò)建工程難點的分析，提出分層分段斜面開挖法結(jié)合攪拌樁加固地基和基坑內(nèi)支撐加密的既有地下結(jié)構(gòu)變形控制技術(shù)，“L”型連續(xù)墻結(jié)合袖閥管注漿的節(jié)點滲透變形控制技術(shù)，長距離水平凍結(jié)法結(jié)合密封接收技術(shù)的盾構(gòu)進(jìn)出洞環(huán)境變形控制技術(shù)等?，F(xiàn)場測試分析表明:既有地鐵車站結(jié)構(gòu)最大上抬值為7.9mm，最大沉降值不到1mm，變形控制效果較好。既有地鐵結(jié)構(gòu)縱向產(chǎn)生了不對稱的上抬撓曲變形，車站結(jié)構(gòu)整