地铁盾构隧道周边建筑物地基基础变形控制分析

地铁盾构隧道周边建筑物地基基础变形控制分析
摘要：在我国进入21世纪的新时期，我国社会主义发展十分迅速，随着城市化进程的加快,地铁建设越来越受到人们的重视,特别是首都北京为了迎接2008年奥运会已经加快了地铁建设的步伐。

位于城市中的地铁,其区间隧道一般位于繁华地段,周围有很多重要的建筑物以及大量的地下管线,并且地质条件相对于一般的山林隧道较为复杂,在施工过程中必然有很大的难度。

一些年代比较久远的居民楼由于其建筑结构及施工方法与现在的建筑物有一定的差别,因而地铁在其下面或附近施工时对其影响较大。

建筑物遭受损害的程度与建筑物的基础与结构型式、建筑物所处位置,以及地表的变形性质和大小有关。

在修建地铁的施工方法中,盾构法以其机械化程度高、适应各种施工恶劣条件能力强的特点,在我国城市地铁修建中已经得到广泛应用,并已取得了大量的理论成果和实践经验,但实践表明,再先进的施工技术在暗挖法隧道施工过程中,都不可避免的要引起地层变形,以致影响到邻近建筑物的安全或正常使用。

盾构施工过程引起地表变形的因素很多,比如开挖深度、开挖断面大小、地层条件、施工方法等都对地表变形具有很大的影响。

在开挖深度、断面大小、地层条件相同的条件下,就只能依靠施工方法来减小由于地铁施工对周围建构筑物的影响,因此准确预测盾构施工引起的地表沉降和影响范围是一项十分重要的工作。

关键词：地铁；盾构施工；地基基础变形
引言
地基作为建筑物的负荷载体，如果建筑物负荷过大，就会引起地基沉降过大或不均匀沉降，带来的后果，将导致建筑物局部产生裂缝、倾斜,严重者造成结构破坏。

1工程概况
该地铁为地下双线隧道，此次工程项目选取地铁某一标段，通过采取盾构施工的方式，以左线先行、右线滞后大于200m的施工进度，拟先后从一多层住宅建筑物后方立面的西北角，向着建筑物东南角前行，同时保证基本平行与住宅建筑物的纵向方向，逐步穿越该建筑物地基领域。

此次地铁盾构隧道紧邻住宅楼，楼梯长度、宽度、高度分别为88m、13.13m和38m。

建筑物主要由地上12层和地下2层的结构组成，主体结构为壁板式，建筑物整体的强度与刚度均处于相对较差的水平。

2地铁盾构隧道周边建筑物地基基础变形控制策略
2.1建筑物的布置特点
建筑物的布置就是要判断建筑物的平衡性，同一座建筑，左右前后，偏差不要太大。

另外还要考虑相邻建筑物的影响，如旧建筑物的上部负荷、结构形式、自身刚度、强度、稳定性、使用年限、基础形式、建筑类别、图层性质等都能引起自身建筑物受到牵连的。

因此我们要做好相邻建筑物的监测工作，建议采用悬挑基础或灰土挤密桩加固处理，同时也要注意相邻旧的建筑物的刚度小、质量差、稳定性相对较低，应先加固旧建筑物后，可再就新的建筑物的施工。

如果我们的建筑物受到邻近的建筑物的影响，而导致地基变形，我们就适当地加强其强度，目的是抵抗所产生的的附加应力，使建筑物减缓变形的速度。

2.2建筑物地基基础变形控制标准
第一，建筑物已经出现的变形数值；第二，地铁盾构隧道施工期间建筑物地基基础变形
控制数值；第三，建筑物在地铁盾构隧道施工后期其地基基础变形的数值。

根据地基基础变
形数值之和不大于建筑物地基基础变形允许值的要求标准，具体分析计算方式如下：
A1+A2+A3≤A0其中A0为建筑物的地基基础变形允许值；A1为建筑物已经出现的变形值；A2
为地铁盾构施工期间建筑物地基基础变形数值；A3为建筑物施工后期地基基础变形数值（极
限为0）。

通过对我国相关建筑地基基础设计规范的研究，由于在多层或者高层建筑整体倾
斜方面有着一定的限制，即建筑高度在大于24m且小于或者等于60m的范围内，建筑物的
整体倾斜度应该保持在0.003允许值之内，对于一些建筑体型相对简单的高层建筑来说，其
地基基础的平均沉降量应该在0.002以内。

2.3地基下面设置沉降缝
在必要的时候，还要设置一定的沉降缝，由于建筑的平面布局比较复杂，地基软土的不
均匀，就会导致大量的沉降。

所以我们在建筑物建造前，就需要设置一些沉降缝，在设置沉
降缝的时候我们应将沉降缝留有足够的宽度，目的是使各个单元，在建筑过程中，能够自由
移动。

我们还可以将建筑物划分为几个单元，为他们各个单元可先造临时性通道待沉降，带
到稳定之后在建立永久性的沉降缝，来协调建筑和地基之间的沉降量。

不仅仅如此，还有在
建筑和结构构造上面留有沉降的余地，当预估建筑物或构筑物沉降过多而有碍使用或美观或
采用天然地基在技术和经济上优越但沉降量较大时可有意将标高适当提高。

2.4沉降计算
1号楼与2号楼为相邻基础，在进行地基变形计算时应考虑相邻荷载引起的变形量，根
据《建筑地基基础设计规范》要求，可按应力叠加原理，采用角点法进行计算。

1号楼为“L”
形基础，地基变形计算时将其分成两个荷载面(1—1和1—2)进行叠加计算，如图1所示。

图1
本次计算采用理正岩土地基处理软件6．52PB版进行，根据计算结果进行叠加汇总，为
方便计算单体整体倾斜和两栋楼的差异沉降，选取典型部位地基变形量如表3所示。

由3表
中数值可得出结论:1)1号、2号楼地基变形沉降量均不大于50mm，计算表明，1号楼单体倾
斜小于0．0015，2号楼单体倾斜小于0．0020，且1号楼与2号楼中心点和角点沉降差异值均小于30mm，满足设计要求;2)2号楼中心点，即O点变形最大，达到48．39mm，但主要
由2号楼自身引起;3)居于两栋建筑交界处的A点变形仅次于O点，A点的变形主要由2号楼
引起;4)除居于两栋建筑交界处的点以外，居于建筑物中心位置的O，O1，O3分别为该建筑
变形最大的部位，其中O点为2号楼变形最大位置，O1为除居于两栋建筑交界处的A点外1—1号变形最大位置，O3为1—2变形最大位置;5)1—1建筑自身引起的变形，A，B，C，D
点均相同，且距离中心点O1的距离相同;1—2建筑自身引起的变形，D，E，F，G点均相同，且距离中心点O3的距离也相同;2号建筑自身引起的变形，对于B，H，I，J点均相同，且距
离中心点O的距离也相同;但是，与1号楼、2号楼的距离不同，最终引起的总变形不相同。

2.5设计参数
根据设计要求及地质条件，同时考虑到两栋楼最近处距离只有300mm，按照附加应力的扩散作用，需要计算其沉降后的叠加影响。

结语
综上所述，在实际的盾构施工过程中，为了进一步提高对地铁隧道周边建筑物地基基础
变形控制的有效性，需要在明确建筑物地基基础变形控制标准的基础上，通过对建筑物不均
匀沉降展开的合理工程加固，从而降低地铁隧道施工对于周边建筑物地基基础的影响，有利
于促进建筑行业的持续稳定发展。

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