盾构隧道下穿既有砖混结构的变形影响及其破损评估

发布时间：2020-10-26 13:27

　　 伴随着城市经济的飞速发展,城市各区域之间的相互往来越来越密切,盾构法施工的地下铁道以运量大、不占用地面空间和对周围环境影响小等优点正逐步成为加强区域之间交通的主要方式。也正是因为如此,城市地铁隧道施工往往是在城市的中心地段进行,地面路况复杂,重要建筑物繁多。盾构施工对周围建筑物的影响,特别是对邻近既有砖混结构的影响,引起人们广泛的关注和担心,对其的研究具有重大的工程实践意义和理论价值。本文基于长沙地铁4号线盾构隧道动态下穿诱发某既有砖混结构墙体变形和开裂的工程案例,分析了盾构隧道下穿上部建筑物,穿越软硬岩层交界段时引起施工参数显著变化及对周围沉降的影响,结合有限元数值模拟和房屋实际情况对盾构施工诱发砌体结构的变形和破损进行了分析。本文的研究内容和结论如下:(1)基于左、右线地质情况和变形的现场实测数据,分析了盾构隧道施工参数与地质条件之间的相互关联,探讨了因地质条件和岩层性质改变而引发的盾构掘进状态改变,着重分析了软硬岩层交界段的处理,对盾构机平稳施工的重要作用。(2)基于既有建筑物的变形实测数据,分析了盾构隧道下穿既有砖混结构时地表和砌体结构的沉降变化规律,发现建筑物的最大沉降达到36.98mm,最大局部倾斜达到2.83mm/m,超过规范允许值的2mm/m。同时,上部砌体结构墙体70%出现裂缝,裂缝整体呈显“八”字形。槽向沉降曲线反弯点和反向挠曲(上凸)范围内的墙体开裂严重,正向挠曲范围内开裂程度相对较轻。(3)基于目前国内外研究资料,整理分析了 11个关于盾构隧道下穿既有年老砖混结构的工程案例。并对依托工程中的砌体结构的损伤程度进行评估。(4)采用Plaxis3D软件,建立了考虑隧道-土体-结构相互作用的三维有限元精细化数值模型,对地铁隧道施工导致既有砖混结构的变形和拉应变进行了研究。结果表明,有限元计算得到的墙体的主拉应变区域能够很好地反映实际现场的开裂规律。
【学位单位】：湖南大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：U455.43;TU398.5
【部分图文】：

物概况??某教学办公南楼修建于上个世纪八十年代，为６层砖混结构（），建筑平面近似呈现“工”字形，南北朝向，如图２．３所示。Ｂ栋（Ｂ区）东西两端新建了部分框架结构（Ａ区、Ｃ区）及对提质改造，同时完成了全楼的装饰装修。其中Ａ区、Ｃ区通过沉。主体结构Ｂ区竖向由砖墙和砖柱承重，横向为混凝土梁和预制级为Ｃ２０，钢筋强度等级大多为Ｉ级（ＨＰＢ２３５），个别梁中纵向（ＨＲＢ３３５）。建筑物基础为墙下条基础，基础埋深为１．４ｍ，展基础，基础采用１：?２：?４的石灰三合土棚筑，Ａ区、Ｃ区采用。建筑物第１层层高为４．２ｍ，２？６层层高为３．６?ｍ，主体建筑物区为矩形平面，长６７．２ｍ，宽１６．８?ｍ。??１２??

物概况??某教学办公南楼修建于上个世纪八十年代，为６层砖混结构（），建筑平面近似呈现“工”字形，南北朝向，如图２．３所示。Ｂ栋（Ｂ区）东西两端新建了部分框架结构（Ａ区、Ｃ区）及对提质改造，同时完成了全楼的装饰装修。其中Ａ区、Ｃ区通过沉。主体结构Ｂ区竖向由砖墙和砖柱承重，横向为混凝土梁和预制级为Ｃ２０，钢筋强度等级大多为Ｉ级（ＨＰＢ２３５），个别梁中纵向（ＨＲＢ３３５）。建筑物基础为墙下条基础，基础埋深为１．４ｍ，展基础，基础采用１：?２：?４的石灰三合土棚筑，Ａ区、Ｃ区采用。建筑物第１层层高为４．２ｍ，２？６层层高为３．６?ｍ，主体建筑物区为矩形平面，长６７．２ｍ，宽１６．８?ｍ。??１２??

??图２．１长沙地铁４号线下穿湖南大学建筑群平面示意图??Ｎ?＾?§?Ｂ区为６层砖混结构????长?６７．２ｍ，宽?１６．８ｍ??／?ｎ???邑＾?／??Ｃ?教学南楼／?４??区?Ｂ区?圉?垂?区???曰－目１???層層??ｕ?ｉ?Ｉ?ＬＪ??巨目??臼白??图２．２建筑物与长沙地铁４号线平面位置关系图??２．１．２建筑物概况??校Ｋ内某教学办公南楼修建于上个世纪八十年代，为６层砖混结构（第６层为??提质后新修），建筑平面近似呈现“工”字形，南北朝向，如图２．３所示。２０１３年??至２０１７，在Ｂ栋（Ｂ区）东西两端新建了部分框架结构（Ａ区、Ｃ区）及对Ｂ栋（Ｂ??区）进行了提质改造，同时完成了全楼的装饰装修。其中Ａ区、Ｃ区通过沉降缝与??Ｂ区相隔开。主体结构Ｂ区竖向由砖墙和砖柱承重，横向为混凝土梁和预制板，混??凝土强度等级为Ｃ２０，钢筋强度等级大多为Ｉ级（ＨＰＢ２３５），个别梁中纵向受力钢??筋采用Ｉ丨级（ＨＲＢ３３５）。建筑物基础为墙下条基础
【参考文献】

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本文编号：2857060