【摘 要】
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近年来,地铁建设作为城市地下空间开发的新标志,其发展进程不断加快。然而,城市高楼林立,地下管网纵横交错,建筑物桩基、市政管线、既有隧道等既有构筑物都会对新建地铁的路线及穿越形式产生较大的限制,因此地铁建设也越来越多的呈现出双线重叠、多线重叠施工工况,盾构隧道穿越大型建筑、密集建筑群的频率越来越高。而盾构施工不可避免地会对周围土体造成扰动,尤其是在低渗透的饱和土地区,由于其压缩性大、灵敏度高等特点,
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近年来,地铁建设作为城市地下空间开发的新标志,其发展进程不断加快。然而,城市高楼林立,地下管网纵横交错,建筑物桩基、市政管线、既有隧道等既有构筑物都会对新建地铁的路线及穿越形式产生较大的限制,因此地铁建设也越来越多的呈现出双线重叠、多线重叠施工工况,盾构隧道穿越大型建筑、密集建筑群的频率越来越高。而盾构施工不可避免地会对周围土体造成扰动,尤其是在低渗透的饱和土地区,由于其压缩性大、灵敏度高等特点,土体扰动变形更为明显。因此,针对饱和土地区,在既有建筑的影响下,单、双线盾构不同位置施工对土体变形影响的研究有着重要的工程意义和学术价值。本文基于半无限饱和土初值解,充分考虑了多因素、二次扰动及既有建筑的影响,对饱和土盾构引起的土体变形公式进行修正,并结合典型的伦敦饱和硬黏土工程案例和杭州湾饱和软黏土工程案例,通过与Mindlin解、丁智解进行对比分析,结论如下:(1)考虑了挤土效应、浆液蔓延、土体软化、浆液自重、环向不均匀分布的注浆压力和浆液填充盾构间隙等施工因素和先、后行盾构位置及施工间隔不同对后行隧道土体二次扰动的影响,计算单、双线盾构施工引起的土体变形解与Mindlin解、丁智解相比,其结果与实测曲线更接近,可以较为准确地反映盾构掘进过程中纵、横向地表变形的特点。(2)二次扰动效应主要体现在土体受扰动后其结构强度会剧烈降低,但随着盾构向前推进,土体的结构和强度又会随着时间逐渐恢复,故当双线盾构同时施工时引起的地表沉降量最大,随着先、后行隧道施工间隔逐渐加长,土体强度逐渐恢复,先行隧道施工对土体的扰动效应逐渐减弱,后行盾构施工引起的地表变形逐渐减小,故总地表沉降量也逐渐变小。(3)盾构邻近既有建筑时,建筑外侧的地表沉降会发生突变,这是因为既有建筑物的刚度及桩基的存在会对构筑物附近的土体变形产生约束作用,而为了弥补盾构施工产生的地层损失,会将这一部分的土体损失转移至建筑外侧,导致建筑外侧的地表沉降量更大,沉降槽影响范围也更宽。既有建筑物刚度对土体的影响大致可分为整体刚度影响和局部刚度影响,整体刚度可以通过将既有建筑转化为上覆土层来等效实现,而局部刚度暂时无法准确预测,但其存在只会加快或减缓沉降曲线的走势,而最终沉降量主要取决于整体刚度。
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