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廠房對(duì)軌道交通盾構(gòu)區(qū)間影響論文
目前，城市軌道交通建設(shè)快速發(fā)展，據(jù)軌道交通建設(shè)規(guī)劃，許多已建、在建及規(guī)劃在建的項(xiàng)目已受到或?qū)⑹艿杰壍澜煌ńㄔO(shè)的影響［1－3］。中的某廠房規(guī)劃鄰近軌道交通盾構(gòu)區(qū)間，本文就該廠房受軌道交通建設(shè)的影響進(jìn)行分析。
1工程概況
擬建廠房由1#車間(6～7層)、2#車間(6層)、綜合樓(12～13層)組成，均擬采用框架結(jié)構(gòu)，總建筑面積81442.62m3。建筑物重要等級(jí)為二級(jí)，場(chǎng)地等級(jí)為三級(jí)，地基等級(jí)為二級(jí)擬采用樁基礎(chǔ)。根據(jù)線網(wǎng)規(guī)劃，該廠房鄰近規(guī)劃軌道交通盾構(gòu)區(qū)間。盾構(gòu)區(qū)間擬采用圓形斷面，外徑6.0m，盾構(gòu)頂標(biāo)高11.13～11.43m，覆土8.7～8.9m。擬建廠房場(chǎng)所處土層由上至下依次為:①素填土、②-a淤泥質(zhì)粘土、②粉質(zhì)粘土、③淤泥質(zhì)粘土、④粉質(zhì)粘土、⑤粉質(zhì)粘土夾粉土粉砂、⑥粉質(zhì)粘土粉土中粗砂礫砂互層。各層土的物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)如表1所示。擬建廠房1#車間(6層)距離盾構(gòu)區(qū)間中心線最近約23.9m，該車間縱向基本與盾構(gòu)線路平行，縱向長(zhǎng)度約85.8m;綜合樓西側(cè)一邊角(12層部分)距離盾構(gòu)區(qū)間中心線最近約25.6m，該樓縱向基本與盾構(gòu)線路垂直。根據(jù)廠房場(chǎng)地的地勘資料，盾構(gòu)區(qū)間穿過(guò)③層淤泥質(zhì)粘土、④層粉質(zhì)粘土及⑤層粉質(zhì)粘土夾粉土粉砂，上覆土由下到上主要為③層淤泥質(zhì)粘土、②層粉質(zhì)粘土及①層素填土。
2盾構(gòu)區(qū)間對(duì)廠房影響的理論分析
2.1盾構(gòu)區(qū)間影響范圍分析
盾構(gòu)區(qū)間施工會(huì)對(duì)周邊土體產(chǎn)生一定的影響，本次研究采用Peck［4］沉降槽理論公式對(duì)區(qū)間施工的影響范圍進(jìn)行分析。按Peck公式(1)估算盾構(gòu)掘進(jìn)時(shí)引起的地面沉降:Sx=Vl2槡πiexp(－x22i2)(1)式中，Sx為橫向地表沉降量;Vl為盾構(gòu)隧道單位長(zhǎng)度的地層損失量;x為地表距隧道中心線的水平距離;i為沉降槽寬度系數(shù)(盾構(gòu)中心線至沉降反彎點(diǎn)的距離);Z為盾構(gòu)中心處埋深;φ為土體內(nèi)摩擦角。使用Peck公式，按地層損失率1%估算得到的地表沉降值如圖1所示，從圖中可以看出，隧道掘進(jìn)時(shí)引起的地面最大沉降約27.5mm，但影響范圍較小，在離右側(cè)盾構(gòu)區(qū)間中心線15m處，地表沉降已接近于零。
2.2修正慣用法理論公式計(jì)算分析
采用修正慣用法理論公式［5］計(jì)算未建廠房時(shí)，盾構(gòu)施工時(shí)管片的內(nèi)力。計(jì)算時(shí)，管片斷面計(jì)算角度從頂部開(kāi)始，順時(shí)針為正的中心角。通過(guò)計(jì)算，所得管片的彎矩剪力圖如圖2所示，管片最大彎矩值約為122.7kN?m，最大剪力值66.9kN。
3廠房對(duì)盾構(gòu)區(qū)間影響的分析
根據(jù)規(guī)劃，擬建廠房先于軌道交通建設(shè)，本文就廠房先建進(jìn)行分析。在分析的過(guò)程中，未考慮先建工程引起的土應(yīng)力消散，即考慮了兩個(gè)項(xiàng)目建設(shè)時(shí)間接近的最不利工況。由于廠房方案尚處于規(guī)劃階段，考慮最不利工況，12層廠房建在與盾構(gòu)最小凈距為20.9m處，假定廠房采用天然地基，廠房荷載每層14kPa，且認(rèn)為廠房建設(shè)與盾構(gòu)施工時(shí)間接近，不考慮土應(yīng)力消散。計(jì)算得到盾構(gòu)管片的彎矩與剪力，如圖3、圖4所示。其中，彎矩最大值比未建廠房增加了6.2%;剪力最大值比未建廠房時(shí)增加了5.3%。可見(jiàn)，新建廠房對(duì)盾構(gòu)管片的內(nèi)力有一定影響。由以上分析可以看出，擬建廠房對(duì)盾構(gòu)穿越時(shí)管片的內(nèi)力有一定的影響，但影響較小。考慮到本次分析是考慮最不利工況(廠房采用天然地基)，且未考慮廠房建成后土中應(yīng)力的消散，若區(qū)間施工在廠房建成后較長(zhǎng)時(shí)間之后，則廠房在地基中引起的應(yīng)力很有可能早已消散，對(duì)盾構(gòu)區(qū)間的影響將更小。因此，從分析來(lái)看，先建廠房對(duì)軌道交通盾構(gòu)區(qū)間的影響將會(huì)較小，但廠房基礎(chǔ)形式應(yīng)予以加強(qiáng)，不宜采用天然基礎(chǔ)。
4結(jié)語(yǔ)
通過(guò)上述分析，擬建廠房方案對(duì)軌道交通的影響較小，技術(shù)可行。提出以下結(jié)論與建議，以使工程更加安全可靠:(1)由于本次報(bào)告分析采用的地勘資料為廠房的資料，與軌道交通盾構(gòu)區(qū)間施工所需地勘資料有一定差距，因此，軌道交通的設(shè)計(jì)與施工尚應(yīng)根據(jù)其詳勘資料進(jìn)行。(2)數(shù)值作為分析手段，用來(lái)指導(dǎo)工程施工與總結(jié)規(guī)律。實(shí)際工程情況復(fù)雜，變量因素較多，因此應(yīng)重視施工措施及施工質(zhì)量。(3)廠房先于軌道交通施工，為確保廠房安全，廠房基礎(chǔ)應(yīng)予以加強(qiáng)，但不應(yīng)使用錨桿(索)。在盾構(gòu)區(qū)間施工時(shí)，按正常推進(jìn)施工，并加強(qiáng)施工管理及施工監(jiān)測(cè)，實(shí)現(xiàn)信息化施工。廠房建成后總荷載標(biāo)準(zhǔn)值控制在168kPa以內(nèi)。
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