·岩土工程与地下工程·
盾构下穿房屋建筑结构对地表沉降的影响分析
罗川疆，刘
凯
（西南交通大学，四川成都610031）
【摘要】文章针对广州市地铁八号线彩虹桥站～西村站区间下穿商住房区段中存在的难点和风险，
3D
采用FLAC有限差分软件对复杂地层和结构相互影响状况下地面沉降变形进行数值分析，结果表明，沉降影响范围约为2～3倍隧道直径，且最大沉降出现在在盾构入口处；隧道开挖后桩结构位移比较平均，对房屋
“U”型，并且在房屋正下方会出现反弹现象。影响并不大；地表沉降曲线大致呈现
【关键词】地铁；
数值分析；
位移；
沉降
【文献标志码】A图3。
表1
名称填土淤泥质土粉质粉土强风化带
重度/
（kN·m－3）
1916．219．223
各层地层特性及描述压缩模量/MPa
54524
泊松比0．400．300．340．26
内摩擦角内聚力
/°/kPa15．05．818．026
12．07．518．545
【中图分类号】U455．43
1工程概况
广州市轨道八号线彩虹桥站～西村站区间位于广州市
荔湾区，全长690m。区间线路下穿流花湖、广茂铁路路基、中低层密集商住建筑群。工程控制难点为下穿8层商住房结构区段，其桩基为混凝土灌注桩，桩基距离左线隧道水平距离约5．69m。盾构隧道开挖会引起地表沉降，导致地表建（构）筑物出现不均匀沉降［1－2］，严重会影响既有建筑的稳定，故本工程施工存在较高的工程风险和技术难度。
2模型建立
3D
本文计算采用有限差分计算程序FLAC，模型横向取80m，纵向60m，竖向50m，隧道外径为D=6m，埋深为H=
13．5m。模型四周及底面设置法向位移边界，顶部设置为自由边界。计算模型见图1。
图2左洞沉降位移云
图1有限元模型
图3右洞沉降位移云
根据地质勘察报告提供的土体物理力学性质，模型中各土层物理力学参数见表1。
隧道盾构施工完毕后右侧隧道盾构施工时，隧道上方土体的继续沉降，且随距隧道水平距离的增加而减小，沉降影响范围约为2～3倍隧道直径
［3］
3
3．1
位移场分析
主体结构位移场分析
自重解算平衡后，清零土体自重位移，进行盾构隧道开
。由由图可知房屋整体向
挖过程模拟，盾构隧道掘进每1．5m（一个管片长度）一个进尺，左侧、右侧隧道开挖完所引起的竖向位移场分别见图2、
［2018－06－18定稿日期］
［作者简介］罗川疆（1993～），男，在读硕士研究生，主要从事隧道与地下工程方面的研究。
102
四川建筑第39卷1期2019.2
·岩土工程与地下工程·
开挖面倾斜，左线盾构施工引起的土体沉降值在盾构入口处相对较大，约为6．99mm；右线盾构施工完毕后在同样位置引起的土体沉降最大，最大沉降值为7．78mm。左侧盾构施工过程中桩结构的沉降位移见图4～图7所示。
隧道上方建筑结构桩的沉降和建筑中心线（Y=30）0m时，
隆起不太明显，这是由于盾构掘进时的顶进压力所引起的隆起和沉降相互抵消所致。盾构机掘进到超过房屋建筑中心线（Y=30）30m时，隧道上方建筑结构桩几乎表现为沉降状态，最大值为1．55mm。经计算右线开挖没有大幅的沉降和
总体而言盾构施工给房屋带来的影响并不大，比隆起变化，较平均。
4双洞地表位移分析
在横断面分析中选取模型中间断面（y=30对应的断面）
作为考察断面进行分析。施工时引起的地表横向沉降见图8。
图4
桩（Z－24）沉降云
图5桩（Z－12）沉降云
图8隧道横断面地表沉降
由图8可见，地表沉降有明显的叠加效应，双线施工完成后，最后形成了统一的U型沉降槽。盾首过考察断面后20m（3D）后，沉降开始趋缓，地表均表现为沉降，地表最终沉降稳定在4．8mm。房屋段（X=－25）沉降略微减小，是由于房屋自重会加深土体固结程度，同时房屋向盾构隧道倾斜
抵消掉盾构施工引起的沉降。会使附近土体有隆起趋势，
5
图6
桩（Z0）沉降云
结束语
通过本文的研究得到了以下结论：
（1）房屋对开挖地层沉降的影响较小，地层沉降曲线几
乎不受干扰，地表沉降呈现“U”型，最大沉降位于开挖隧道正上方处。
（2）随着盾构开挖的进行，由于开挖半径加大，沉降影响区域加大，房屋靠近开挖面一侧土体逐渐松动，导致房屋向使附近土体有隆起趋势，会抵消掉盾构施工引开挖侧倾斜，起的沉降，从而导致盾构开挖的沉降曲线在房屋下方出现尖锐的拐点。
参考文献
［1］王建秀，邹宝平，付慧仙，等．超大直径盾构下穿保护建筑群地
2013，50（5）：98－104．面沉降预测［J］．现代隧道技术，［2］张飞龙．兰州地铁盾构施工对邻近建筑物影响分析［D］．兰州：
2013．兰州交通大学，
［3］郝忠院，戴俊，王根，等．基于ANSYS盾构区间下穿京广铁路施
2014，59（12）：232－236．工的沉降分析［J］．公路，
图7桩（Z30）沉降云
3．2
桩结构位移场分析
由上图可以看出，受左侧隧道盾构施工的影响，当盾构机掘进到离房屋建筑中心线（Y=30）－24m和－12m时，隧
道上方建筑结构柱产生了比较明显的沉降和隆起，最大沉降为0．13mm，最大隆起值为0．09mm。盾构机掘进到离房屋
四川建筑第39卷1期2019.2
103
