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隧道开挖下穿已有建筑物安全性评估
作者：刘娇
来源：《建筑工程技术与设计》2014年第11期
摘要：城市浅埋暗挖隧道施工不可避免地扰动地层，造成地表建筑物沉降、倾斜、甚至产生裂缝，影响建筑物的安全和正常使用。分析建筑物的变形特点及其变化规律对减小城市隧道施工造成的环境影响具有重要意义。结合重庆解放碑地下停车系统工程，采用数值模拟和理论分析方法对周边需要安全评估的建筑物做安全评估，看拟评估的建筑物的沉降和倾斜是否在允 许的范围内，以给实际的施工提供可参考的施工方案。 关键词：隧道开挖；建筑物变形；安全评估；数值模拟 1 引言
随着经济的飞速发展， 有限的资源越来越向少数大城市集中， 造成人口加剧膨胀， 交通恶化。许多大城市的交通拥堵问题日趋严重，为了缓解路面交通状况，地下工程的数量日趋增多，然而地下工程的开挖不免会对岩土体造成扰动，引起地层变形，当变形达到一定程度时会引起地表建筑物沉降、倾斜或者是开裂，危及建筑物的安全，严重时还会危及相关人员的生命安全从而产生非常恶劣的社会影响，因此评估隧道开挖对邻近建筑物的影响就成为十分重要的问题。本文以大型有限元分析软件ANSYS做数值模拟，模拟开挖过程对建筑物的影响。 2工程概况
重庆解放碑地下停车系统工程属于市政设施领域的交通工程，其目的在于缓解解放碑地区地面交通拥堵并提高地下停车系统的利用率和周转率，达到综合改善该地区交通状况的目的。包括“一环七射多连通”。“一环”即沿地下环形主通道，根据建设时序由一二三期工程组成，“七射”即七条进出主通道的通道。“多连通”即由各个车库之间的连通。通过“一环七射多连通”实现资源共享，管理统一、技术先进、运行高效的地下停车系统。为满足交通发展、经济发展、合理利用地下人防资源以及建设“畅通重庆”的需要，拟修建重庆市解放碑地下停车系统三期工程。 3 数值模型
选择最不利典型断面建立平面应变模型进行二维分析，预测解放碑地下停车库及连接通道二期工程施工引起建筑物基础及周围地层的位移。岩土层采用弹塑性材料，本构模型采用服从Drucker-Prager准则的弹塑性模型。在平面应变分析中岩土体、桩基础及衬砌采用二维平面单元模拟，混凝土采用线弹性模型。地面以上建筑用梁单元模拟。
计算中隧道开挖后的荷载完全由围岩和初衬共同承担，初衬取30cm；锚杆等加固措施及二衬作为安全储备，模拟过程中不做计算。建筑物桩基础与岩土体单元采用共用节点的连接方