地铁浅埋暗挖隧道施工对超近距房屋的安全影响研究

论文摘要

城市轨道交通网络化建设,不可避免的出现近距离或超近距离多次穿越城市中心繁华区的工程建设现象,而这些地域已经建成各类高层房屋,也存在着大量年久失修、结构强度低,抵抗施工扰动能力很低的单层或多层房屋,施工作业必将对这些房屋的安全构成威胁,同时,为了最大程度降低轨道交通建设对现有交通的影响,在施工中,广泛采用浅埋暗挖法,因此急需对暗挖施工近距穿越房屋的安全影响问题进行研究。本文紧密依托北京地铁十号线一地铁隧道超近距斜下穿超长房屋的典型工程,首先研究了暗挖施工近距穿越房屋的预测理论及具体的实现方法,提出了隧道-土体-建筑物共同作用研究思想,采用MIDAS—GTS三维有限元软件进行数值模拟,并与对工程的实际监测相比较,验证本文提出的理论和方法的可行性;进一步基于共同作用的理论和数值模拟方法研究了穿越施工的一般性规律问题,以便摸清楚房屋产生的附加应变及不同工况下房屋、地表、隧道之间的互动关系;然后根据房屋的完损等级分别采用统计法及反推法制定出老房屋的容许沉降控制标准,并将这两种方法应用到工程实例,对比验证所提方法的正确性及可行性;划分了房屋的4级邻近等级和评价等级,以此为基础,提出了暗挖施工穿越邻近房屋的四级安全评价方法,其中对于评价为极邻近或很邻近的房屋给出了详细的安全评价流程;将目前常见的加固和保护措施分成三大类、提出了加固和保护措施应遵循的6个原则,最后结合本文实例对比了隔离桩与注浆加固保护方案的选择。

论文目录

• 致谢
• 中文摘要
• ABSTRACT
• 目录
• 1.引 言
• 1.1 问题的提出
• 1.2 问题研究现状及文献综述
• 1.2.1 国外研究现状
• 1.2.2 国内研究现状
• 1.3 现有方法优缺点
• 1.4 研究内容
• 2.基于共同作用的房屋受暗挖施工影响的预测方法研究
• 2.1 隧道—土体—建筑物共同作用原理
• 2.1.1 共同作用分析依据
• 2.1.2 隧道—土体—建筑结构共同作用的核心内容
• 2.2 基于共同作用理论的有限元模拟方法
• 2.2.1 隧道开挖模拟及应力释放
• 2.2.2 地基模型
• 2.2.3 上部结构材料的模拟
• 2.2.4 筏板基础的模拟
• 2.2.5 界面模型及接触
• 2.3 锈后钢筋混凝土受弯构件的变形和刚度
• 2.4 工程应用
• 2.4.1 工程背景
• 2.4.1.1 工程概况
• 2.4.1.2 既有房屋与区间隧道相交处地质情况
• 2.4.2 监控量测设计
• 2.4.2.1 建筑物的监测
• 2.4.2.2 区间隧道的监测
• 2.4.2.3 土压力的监测
• 2.4.3 地铁施工对楼房影响的数值模拟
• 2.4.3.1 单元与参数选择
• 2.4.3.2 CRD 施工步骤
• 2.4.3.3 网格模型
• 2.4.4 计算结果与现场实测对比分析
• 2.4.5 地铁施工对房屋构件的影响
• 2.5 小结
• 3.暗挖隧道近距穿越房屋的规律研究
• 3.1 房屋附加变形影响分析
• 3.1.1 没有房屋情况下
• 3.1.2 有房屋与无房屋对比分析
• 3.2 地铁施工对邻近建筑的影响因素分析
• 3.2.1 房屋构件刚度的影响
• 3.2.2 房屋重量的影响
• 3.2.3 隧道埋深的影响
• 3.2.4 开挖进尺的影响
• 3.2.5 隧道和房屋之间的水平距离影响
• 3.3 小结
• 4.房屋受地铁施工影响的容许沉降研究
• 4.1 概述
• 4.2 新房屋的允许位移与变形
• 4.2.1 整体结构物的竖向位移及变形
• 4.2.2 结构构件的许可变形值
• 4.3 房屋的完损等级
• 4.4 基于统计方法制定房屋容许沉降
• 4.4.1 新建房屋
• 4.4.2 老房屋
• 1.基本完好房～一般损坏房
• 2.一般损坏房
• 3.一般损坏房～严重损坏房
• 4.4.3 房屋容许沉降折减建议值
• 4.5 根据房屋破损情况反推确定容许值
• 4.5.1 反推法的原理
• 4.5.2 房屋破坏的各种分类对应关系
• 4.5.3 建筑物破坏评判指标及分类
• 4.6 容许沉降计算实例
• 4.6.1 宿舍楼完损等级
• 4.6.2 宿舍楼容许沉降计算
• 4.7 小结
• 5.暗挖施工对邻近房屋影响的安全评价方法
• 5.1 概述
• 5.2 地铁工程邻近建筑的邻近等级划分
• 5.3 房屋的邻近等级和评价方法的对应关系
• 5.4 基于容许沉降的房屋安全性评价程序
• 5.4.1 邻近房屋情况调查
• 5.4.2 房屋现状评价
• 5.4.3 详细的数值模拟预测施工引起房屋的变形
• 5.4.4 房屋受地铁施工影响的容许沉降计算
• 5.4.5 评价流程图
• 5.5 地铁工程邻近建筑的安全影响等级
• 5.6 楼房安全性评价实例
• 5.6.1 宿舍楼调查及现状评估
• 5.6.2 宿舍楼邻近等级及评价等级划分
• 5.6.3 宿舍楼安全评价
• 5.7 小结
• 6 加固与保护措施研究
• 6.1 加固与保护措施分类
• 6.1.1 地铁施工措施
• 6.1.2 变形控制措施
• 6.1.3 建筑结构措施
• 6.2 加固与保护措施选择原则
• 6.3 工程应用
• 6.3.1 区间隧道近距离穿越宿舍楼加固与保护措施
• 6.3.2 加固方案对比
• 6.4 小结
• 7 结论与展望
• 7.1 论文研究总结
• 7.1.1 论文研究的基本内容
• 7.1.2 论文研究的基本结论
• 7.2 展望
• 论文创新点
• 参考文献
• 作者简历
• 学位论文数据集