三心圆隧道拱顶沉降的群桩效应及其防护措施*
2012-08-06蒋青青杨艳萍黄晓阳陈冰洁
蒋青青,杨艳萍,曹 平,黄晓阳,陈冰洁
(1.中南大学资源与安全工程学院,湖南 长沙 410083;2.长沙矿山研究院,湖南 长沙 410012)
预计2015年我国地铁线将增至86条[1]。地铁两侧历来是金融聚集之地,高楼毗邻地铁而起,桩基础的施工和荷载造成周围土体应力重分布,产生土体位移,隧道产生附加应力和变形,影响地铁运营,因此,研究桩基础荷载对邻近地铁隧道的影响尤为重要,可为地铁周边的建筑桩基础设计和地铁保护提供参考。
早在1940年,英国修建伦敦泰晤士河南岸的Royal Festival Hall时,否决桩基础方案的原因之一就是因顾虑桩基础对北线管道造成扰动破坏[2]。Schroeder等[3]建立了三维模型和平面应变模型,分析群桩荷载对既有隧道的影响,用隧道拱顶位移描述隧道的整体位移,用隧道直径的变化判别隧道变形。
国内这方面的研究主要在上海,闫静雅[4]利用PLAXIS 3D TUNNEL2.0研究了桩基础全寿命期对邻近已有隧道的影响。上海地铁公司提出了隧道运营阶段的结构变形控制标准[5],要求在隧道3 m范围内,不能进行任何工程活动,并规定了隧道30 m范围内进行工程活动时的控制要求。
以上所进行的研究中,模拟研究多为解决某一工程的实际问题,模拟中使用的地质参数大多为上海的地质情况,因区域地质条件的不同,上海的软弱黏土对附加应力的响应显著,致使其他地区难以借鉴上海标准。并且隧道断面多选取圆形断面[3-4],很少讨论桩基荷载对隧道横断面变形特征的影响。
本文采用MIDAS/GTS有限元程序对深圳地铁5号线中软土地层中群桩荷载对地铁隧道的拱顶位移进行了参数敏感性分析,并对隧道因群桩荷载引起的位移和变形的防护措施进行了模型分析,根据分析结果给出了设计建议。……
