淺識盾構(gòu)施工引起地面沉降的理論

盾構(gòu)隧道施工建構(gòu)筑物的保護(hù)技術(shù)摘要：根據(jù)廣州幾個(gè)典型的盾構(gòu)過建（構(gòu)）筑物群的工程，簡要地對盾構(gòu)穿越建（構(gòu)）筑物所引起沉降的理論分析及工程實(shí)例進(jìn)行闡述，以摸索盾構(gòu)過建筑物前預(yù)測基礎(chǔ)的受力情況，并采用相應(yīng)的預(yù)加固措施。關(guān)鍵字：盾構(gòu)沉降工程實(shí)例Abstract:Thispaperisexpoundedanalyseofsubsidenceintheoryandprojectexamplesaboutshieldthroughconstructionsinbrief,basedonthetypicalprojectexampleofshieldthoughconstructionsinGuangzhou.Keywords:Shield,surfacesubsidence,projectexample1前言隨著地鐵行業(yè)在城市建設(shè)中加速發(fā)展和盾構(gòu)工法在地鐵行業(yè)的廣泛應(yīng)用，人們關(guān)注其引起的沉降問題日益加強(qiáng)，如何對盾構(gòu)施工所引起的沉降預(yù)測和相應(yīng)的技術(shù)措施成為了盾構(gòu)行業(yè)重要的課題。通過廣州某盾構(gòu)專業(yè)公司多個(gè)市區(qū)群樓穿越的工程實(shí)例，將盾構(gòu)施工所引起的地面沉降進(jìn)行歸類和分析。在盾構(gòu)隧道施工中，對建筑物基礎(chǔ)影響主要有三個(gè)方面：=1\*GB3①盾構(gòu)掘進(jìn)引起的地層損失造成的沉降，即按理論公式計(jì)算的沉降量；=2\*GB3②盾構(gòu)施工中引起地下水大量流失，從而導(dǎo)致地下水位降低。當(dāng)建筑物基礎(chǔ)下方存在孔隙率較大的地層時(shí)，基礎(chǔ)會(huì)隨地下水的流失造成地層的壓縮沉降；=3\*GB3③盾構(gòu)施工過程中會(huì)存在地質(zhì)資料、建筑物基礎(chǔ)收集資料與事實(shí)不符而造成施工措施選擇不當(dāng)引起建筑物開裂，以下對盾構(gòu)施工引起的沉降問題進(jìn)行簡要的論述。2地層損失造成建筑物沉降分析在深埋隧道中，盾構(gòu)施工會(huì)對土體產(chǎn)生一定的擾動(dòng)，造成一定范圍的土體成為松土。松動(dòng)范圍按太沙基公式計(jì)算，其中落入該范圍內(nèi)的樁身部分可假定將失去土體摩阻力，若樁底落入該范圍或在豎直方向接近于該范圍理論上會(huì)完全或部分失去樁端承載力。對于摩擦樁與端承樁的影響各有不同，摩擦樁承載力主要依靠土體摩阻力提供，端承摩擦樁則依靠樁端承載力提供。下圖盾構(gòu)施工對樁基影響圖：圖2樁基承載力損失示意圖因此，計(jì)算樁基剩余承載力能否滿足原設(shè)計(jì)所要求的承載力，可以作為判斷建筑物是否需要加固的依據(jù)，具體計(jì)算方法為：首先計(jì)算出盾構(gòu)引動(dòng)松動(dòng)土的高度，對于摩擦樁和端承摩擦樁，根據(jù)樁基規(guī)范中持力層選擇的有關(guān)要求，樁底以下3倍直徑或2m不能存在溶洞或具震陷液化特點(diǎn)的地層，為確保建筑物安全，可假定松動(dòng)土范圍內(nèi)的地層視作特殊土層，即樁底離隧道豎直距離小于3倍樁基直徑且不小于2m的樁視為完全損失樁端承載力，即計(jì)算出地層松動(dòng)高度+3倍樁徑或2m（取大值）是否大于樁底至隧道的豎直距離即可判別建筑物是否需要加固；對于樁端落入巖石中、微風(fēng)化的端承樁，盾構(gòu)所引起的松動(dòng)土高度很?。ㄍǔＳ?jì)算結(jié)果為零），這時(shí)，須計(jì)算隧道開挖面與樁底的巖體能否滿足沖切要求，判斷樁基應(yīng)否加固。盾構(gòu)機(jī)穿越時(shí)地層松動(dòng)范圍可按泰沙基公式計(jì)算，計(jì)算公式如下：H—覆土高度；ho—土的松動(dòng)高度；（單位，m）隱λ—礦土的側(cè)壓系數(shù)港；暗φ各—諸土的內(nèi)摩擦角嶺；沉γ—來土的容重；富C火—罩土的粘結(jié)力；旨B營—秩土的松動(dòng)單邊哨寬。顆對照建（構(gòu)）雪筑物子設(shè)計(jì)資料捆及對應(yīng)地層套啊入以上公式，階得出建（構(gòu)）凍筑物遇是否進(jìn)行加固宜處理，其加固夜方法為：惱(1)身盲樁基末侵入隧薪道劑，乓但剩余樁基承染載力不滿足原僑設(shè)計(jì)要求，可唯通過聚預(yù)虹注漿籮以號提高樁基承載有力孝，屋同時(shí)，滑在珠盾構(gòu)通過躁時(shí)裂在地面采用跟法蹤注漿，惰可定確保既有建筑傻物的安全。柳(2)沃渠樁基已侵入隧諸道清，搜需對樁基進(jìn)行芳梁式托換脈或在板基基礎(chǔ)轉(zhuǎn)換稻，培必要時(shí)切編斷原樁?？冊趶V州地鐵某顧區(qū)間工程中，旋盾構(gòu)需穿越充一棟璃7樸層房屋，其基紗礎(chǔ)為意14燒4支根添φ挺480謝錘擊灌注鄉(xiāng)樁繁的建筑物披，漢通妨過以上理論計(jì)跑算，晴個(gè)別樁基詠不滿足受力要矮求癢，在施工前露須豐對揭1資4迅根渾樁基采用了梁侮式托換，其余雄樁基杯不進(jìn)行歡預(yù)處理托。務(wù)考慮到拾盾構(gòu)通過房屋選時(shí)，已托換柱勁與沒有托換柱藥之間可能會(huì)發(fā)講生較大的沉降閉差，因此，在話托換梁設(shè)計(jì)時(shí)狗，允許托換梁某在規(guī)范范圍內(nèi)者出現(xiàn)攔一定的托換變織形，最大午撓度匯變形盈在君5網(wǎng)～缸8m槽m陸。蓬在牛實(shí)際施工中芳，卸建筑物凱最大坦沉降值在牲18.1紐mm仁，最大不均勻映沉降為刊5提mm飯，均滿足規(guī)范尺要求們。愁以下為托換平炒面布置圖：幟3先地下水流失造滲成建筑物沉降充分析緒在深埋隧道中療，旦地層損失造成相的建筑物的沉偽降主要影響的歡是端承樁，而嶼地下水大量流飾失造成地下水脅位下降則主要丑影響的是淺基勉礎(chǔ)和長度較短笛的摩擦樁，特者別是基礎(chǔ)以下附存在間隙率較朗大的地層劑，璃如中、粗砂層鄉(xiāng)所造成的沉降蛛較大。悉由于土壓平衡償式盾構(gòu)機(jī)在掘抱進(jìn)過程中貌，宮拱頂同步注漿概普遍存在不密讀實(shí)情況，導(dǎo)悶致哨拱頂處沿隧道縮方向存在水力哲連通，當(dāng)盾構(gòu)和長時(shí)間停止掘賊進(jìn)時(shí)，地下水睜容易永從盾構(gòu)機(jī)后方尺流至開挖面，捆引起地下水大勵(lì)量流失，當(dāng)?shù)爻詫悠鸱茌^購大的地層或存帽在地質(zhì)鉆孔塊封孔質(zhì)量不好隱時(shí)做，叮容易與上部地姥層形成水力通糠道挨，蝴直接貫通隔水窯層庸引起巖地下水位下降陵；貨另外在含水量率較大的地層中憶停機(jī)也會(huì)造成鮮開挖面較大的昌水量流失碼。史在三號線孔某工程盾構(gòu)畝掘進(jìn)時(shí)括,工也曾遇到因地黃下水位蒸下降包造成房屋沉降聯(lián)的顏實(shí)例鋤。圈盾構(gòu)機(jī)茫在地層起伏較危大的射位置更換刀具務(wù)，棟機(jī)頭位置處于爬花崗巖強(qiáng)、中蒜風(fēng)化地層，滿其中中風(fēng)化地壽層裂隙發(fā)育。情當(dāng)盾構(gòu)機(jī)礦完成換刀罪啟動(dòng)時(shí)，出現(xiàn)脹了大量噴涌現(xiàn)恐象，前方巴3殘0黑米毀處的一幢元5征層蔬獨(dú)立基礎(chǔ)鴨房屋絡(luò)（持力層為粗繁砂層）灘次日累積沉降描達(dá)列28.2mm都，且沉降速率辨不斷增大，緒地下水位下降商了弊2.憤2邪米紛，房屋過道已建出現(xiàn)少量沉降夾裂縫，交施工單位立即徒采用了注漿加帥固雞穩(wěn)定了沉降速妙率騾，羞當(dāng)累積沉降值今為交42.5mm執(zhí)開始收斂，邪盾構(gòu)立即快速位通過該房屋，寒當(dāng)蒙地下水位狠回復(fù)至穩(wěn)定水舅位后競，原沉降較大魂的柱子出現(xiàn)了琴10.8mm烈正位移。脅4緩靠穿越建（構(gòu)）償筑物掘進(jìn)參數(shù)程的控制與施工橫監(jiān)測垃前面所論述盾證構(gòu)引起建筑物國沉降是建立于剩盾構(gòu)采用正確件的掘進(jìn)參數(shù)情翻況下的一種預(yù)扒測，對一些預(yù)陵測沉降量較大脆的建筑物采用嚷提前加固的措暢施。在實(shí)際施式工中，如何控導(dǎo)制好掘進(jìn)參數(shù)梅，是對建筑物夢保護(hù)的一項(xiàng)最昨基本、最重要拋的措施。盾構(gòu)呆穿越房屋時(shí)，醒掘進(jìn)參數(shù)的選落擇誘如下廈：就準(zhǔn)確乒計(jì)算各種地層拘的諒理鴿論療松方艱出土量，施工恭中宗必須嚴(yán)格帥按劍計(jì)算結(jié)果經(jīng)控制好暫實(shí)際覺出土量蘿。辱采用土壓平衡共式掘進(jìn)，合理悉地設(shè)定土壓力若值；廢矮當(dāng)穿越鳳沉降敏感地層代或招大量地下水區(qū)捎域?qū)脮r(shí)調(diào)，必須采用全燕土壓掘進(jìn)嶼通過建（構(gòu)）壘筑物時(shí)應(yīng)保持傍連續(xù)掘進(jìn)；蒜控制好盾構(gòu)姿磚態(tài)，避免因糾用偏而造成超挖種；郊同步注漿和二犁次注漿必須到稍位，確保管片問與地層間隙密殲實(shí)；糾采用耐磨性較天高的刀具，減味少換刀次數(shù)瞇，蘆制定合理的換叼刀計(jì)劃尊，斃提前在建（構(gòu)旱）筑物前做好獎(jiǎng)?chuàng)Q刀工作，妙避免抬盾構(gòu)皺在建（構(gòu)）筑富物越下對停留庫；支控制襯砌拼裝宗偏差，提高隧訓(xùn)道質(zhì)量，減少孝后期沉降。久另外，在掘進(jìn)親過程中，必須抄做好施工監(jiān)測速，及時(shí)地反饋尾給現(xiàn)場指揮，禁及時(shí)掌握地面哲沉降情況杠。過對建（構(gòu)）筑睬物、管線、地騎面的監(jiān)測擬定測如下：狐根據(jù)建（構(gòu)）身筑的不同類型末，按規(guī)范要求夠確定沉降允許殼值，并按允許競值渾的惠6籍0演％株～粱8擺0紙％定出警戒值貓。糧在盾構(gòu)始發(fā)前味進(jìn)行一次全面淡建（構(gòu)）筑測佳量，并進(jìn)行每君天常進(jìn)行監(jiān)測，得艘出建筑確定原托始值及原始沉灣降速禮率值。泉根據(jù)飼監(jiān)俘測對象情況，平在每個(gè)建筑物綱周圍布設(shè)不所少涂3壩個(gè)拾穩(wěn)固的基準(zhǔn)點(diǎn)謎。管線的觀測卷點(diǎn)布置在管線崖邊的土體中。籍根據(jù)隧道通過斑的圍巖條件和臂周圍建（構(gòu)）視筑物情況布置裙觀測點(diǎn)，沿隧糟道中線前進(jìn)方拍向每棗隔縣5濃～歇8巾米布設(shè)一個(gè)觀侮測點(diǎn)，每班隔忠5鏟～儲(chǔ)1吧0牽個(gè)觀測點(diǎn)布設(shè)殃一個(gè)檢測橫斷謊面。每個(gè)斷面羊上布潮設(shè)打4光～恰8腿個(gè)觀測點(diǎn)，對矩軟弱土層、重腦要的建（構(gòu)）永筑物或埋深較序淺的區(qū)域應(yīng)適派當(dāng)加密監(jiān)測斷扣面和測點(diǎn)。搖在硬化的地表鑼上布設(shè)的測點(diǎn)調(diào)要穿透硬化層逐，滲入地面掀1m栗以下，防止下梨面虛空而沒有鉗及時(shí)發(fā)現(xiàn)。帖盾構(gòu)通過建（適構(gòu)）筑物時(shí)，權(quán)每天監(jiān)測次數(shù)忙不少懼于蘿2埋次，經(jīng)當(dāng)羞出現(xiàn)異常情況慣，及時(shí)加密監(jiān)集測次數(shù)。議在汪三號線天華區(qū)暖間中，盾構(gòu)宴需蘇穿越給5婚股超鐵路袖，隧道埋深為俘11m脆，地層由于至蔬下分別為丟填土層、粗砂客層和可塑性殘己積土層，惡由于甚該段遺鐵路避運(yùn)輸繁忙，原閃扣軌方案無法緊實(shí)施，經(jīng)施工病單位多次組織盡專家會(huì)議，決站定采用嚴(yán)密監(jiān)細(xì)控和調(diào)整軌道藍(lán)方案實(shí)施。在拖施工過程中，糾除嚴(yán)格控制掘案進(jìn)參數(shù)快速通揀過外，返在過廣深鐵路駱地段隧道上方紛沿耀隧道竊線路方向每腫5克米捕設(shè)一個(gè)監(jiān)測斷五面，扣每個(gè)斷面上布震設(shè)圈8爬～腳11寨個(gè)的觀測點(diǎn)膜。曉對于軌面的監(jiān)罷測，在每根軌爺?shù)郎涎剀壍烂肯?m頌設(shè)一個(gè)觀測點(diǎn)鼻，每條軌道上梨以隧道中線為喂中點(diǎn)設(shè)埋共涉9屑個(gè)觀測半點(diǎn)。蘆同時(shí)與鐵路監(jiān)禿測部門實(shí)行第掉三方監(jiān)測手段嶄，蟻若出現(xiàn)反軌面沉降值超卻過撈6蛾mm密，吊相鄰兩股鋼軌汗水平高差超過纖6東mm領(lǐng)或梯相鄰兩股鋼軌慎三角坑超過眾5mm沉的情況時(shí)，立碗即調(diào)整軌道。漸最終順利宵穿越皮鐵路，最大沉工降僅闊4.2mm此。5、結(jié)論獸(1)悶文本文所推導(dǎo)的稼方法可以用來納確定盾構(gòu)穿越賓建筑物，對基則礎(chǔ)的影響程度矩，并采用相應(yīng)換的加固措施。岸(裙2)霸本文通過理論委知識和工程類燭比法，扛在芹穿越建筑物軌過程中，魂如何召選擇獸好掘進(jìn)參數(shù)和洪施工監(jiān)測靈方法