明挖隧道施工导致周边建筑变形的实测分析论文_章玉明, 田领川, 郑翔

(1.宁波市市政工程前期办公室,浙江,宁波,315012)

(2.浙江华展工程研究设计院有限公司,浙江,宁波,315012)

【摘 要】结合宁波市机场快速干道永达路连接线工程I标段紧邻阳光城区段工程施工过程的现场监测结果,分析了明挖隧道基坑开挖对周边建筑的影响规律。结果显示,明挖隧道基坑开挖对周边建筑的影响是一个由近及远的过程且具有一定的滞后性,当在建筑位于地表沉降范围以外时,基坑开挖对建筑沉降影响较小,坑外地表沉降能在一定程度上反映建筑沉降。

【关键词】明挖隧道基坑;建筑沉降;时间效应

引言

伴随着城市的高速发展,地下交通设施(公路及地铁隧道等)的开发已然成为城市交通建设的一个重要方向。然而,在城市建筑密集区进行地下交通设施建设势必对紧邻建(构)筑物产生不利的影响。目前,隧道施工常采用明挖的方式,这就涉及到长条形基坑开挖对周边建筑的影响问题。

史春乐等[1]结合昆山市某深基坑开挖施工过程的实测数据,分析了深基坑开挖对邻近建筑群的沉降变形发展过程。刘念武等[2]以杭州某深基坑工程为依托,分析了基坑开挖时连续墙自身变化特点以及对邻近建筑变形的影响。閤超等[3]结合湖北某深基坑的施工及监测实例,分析了在场地周边环境复杂的特定情况下,邻近建筑物发生沉降的原因。

本文以宁波市机场快速干道永达路连接线工程为依托,针对宁波自身软土特点,总结以往经验,并结合紧邻阳光城区段工程的大量实测数据,研究宁波软土地区隧道明挖时狭长型基坑自身及对周边建筑的影响规律,以便更好地指导工程实践。

一、工程概述

宁波市机场快速干道永达路连接线工程I标段紧邻阳光城区段位于阳光城小区以南,王家桥河以北。明挖隧道基坑长度约182m,宽度约26m,场地坑外平均地坪标高为黄海高程2.0~3.0m,开挖深度约3.5~9.3m;随开挖深度的增加,支护形式逐渐从SMW工法桩结合一至二道钢支撑过渡至地下连续墙结合一道钢筋混凝土支撑及二道钢支撑。阳光城小区住宅楼距离基坑边约21~24m,上部结构主体由2栋2001年建造的6层砖混结构建筑组成,基础类型均为桩基础,工程桩采用φ377静压振拔沉管灌注桩,桩长23m。

由于紧邻阳关城区段明挖隧道基坑与周边建筑距离较近,基坑在开挖施工过程中必定会对周边建筑造成一定影响,因此需在基坑附近及相邻建筑物处布设科研测试孔对基坑及周边建筑进行监测。

二、监测成果及分析

2.1 邻近明挖隧道基坑建筑沉降的时间效应

从图1可以看出,基坑侧移呈现先迅速增大后缓慢变化的趋势,并在基坑挖至坑底后趋于稳定。而建筑沉降在明挖隧道基坑开挖至坑底附近时有迅速增大的趋势,这说明基坑开挖对周边建筑的影响具有时效性,且在开挖至坑底时,对周边建筑的影响最大。因此,在基坑挖至坑底时应尽快浇筑垫层和底板,使基坑形成整体有效的传力体系,减小对周边建筑的影响。此外,基坑侧移在第25天时开始迅速增大,在第40天后趋于稳定。建筑沉降监测点F095和F112与基坑边距离分别为23.0m(4倍坑深处附近)和37.5m(5倍坑深处附近),前者对应的建筑沉降值在第55天附近时迅速增大,并在底板浇筑完成后35天附近趋于稳定;后者对应的建筑沉降值则没有明显的变化,这是因为该处建筑位于明挖隧道基坑影响范围之外。以上现象说明,明挖隧道基坑开挖对周边建筑的影响是一个由近及远的过程且具有一定的滞后性。

图1 基坑侧移与建筑沉降关系

2.1 坑外地表沉降与建筑沉降的关系

由图2可知,随着与明挖隧道基坑边距离的增大,地表沉降呈先增大后减小的趋势,在距基坑边20m(约4倍坑深附近)处时,地表沉降已经接近于零,而附近的建筑沉降只有5mm左右,这与地表沉降范围为4倍左右坑深的结论相吻合。这是因为桩基础对于小的沉降变形不敏感,所以导致4倍坑深范围外(地表沉降极小)建筑沉降与地表沉降基本一致。总的来看,当在建筑位于地表沉降范围外,明挖隧道基坑开挖对建筑沉降影响较小,坑外地表沉降能在一定程度上反映建筑沉降。

图2 地表沉降与建筑沉降关系

三、结论

本文依托宁波市机场快速干道永达路连接线工程I标段紧邻阳光城区段明挖隧道基坑工程项目,分析了明挖隧道基坑自身墙体侧移、坑外地表沉降、邻近周边建筑沉降的时间效应以及坑外地表沉降与建筑沉降的关系,得到以下结论:

(1)随着开挖深度的增加,墙体侧向位移逐渐增大,且最大侧移深度逐渐下移,并最终趋于稳定。

(2)宁波软土地区基坑开挖的影响范围约为4倍坑深。这与通常认为的2~3倍坑深的影响范围不同,宁波软土地区基坑开挖的影响范围要更大。

(3)明挖隧道基坑开挖对周边建筑的影响是一个由近及远的过程且具有一定的滞后性。

(4)当在建筑位于地表沉降范围外,明挖隧道基坑开挖对建筑沉降影响较小,坑外地表沉降能在一定程度上反映建筑沉降。

参考文献:

[1]史春乐, 王鹏飞, 王小军, 等. 深基坑开挖导致邻近建筑群大变形损坏的实测分析[J]. 岩土工程学报, 2012, 34(S): 512-518.

[2]刘念武, 龚晓楠, 俞峰, 等. 软土地区基坑开挖引起的浅基础建筑沉降分析[J]. 岩土工程学报, 2014, 36(S2): 325-329.

[3]閤超, 刘秀珍. 某深基坑开挖引起临近建筑物较大沉降的实测分析[J]. 岩土工程学报, 2014, 36(S2): 479-482.

论文作者:章玉明, 田领川, 郑翔

论文发表刊物:《工程建设标准化》2015年12月供稿

论文发表时间:2016/4/18

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明挖隧道施工导致周边建筑变形的实测分析论文_章玉明, 田领川, 郑翔
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