多建筑物变形协调控制技术研究

5.3.2.1 变形协调要求

进水井的基坑支护结构（地连墙）作为永久结构的一部分，和内衬共同受力。进水井周边新建构筑物较多（图5-32），在施工过程中和结构物运行期，这些建筑物与基坑围护结构相互作用、相互影响，考虑的因素较多，特别是相关建筑物对地基变形的要求不同，须加以协调，确保连接处不出现破坏。同时由于工程的需要，在进水井周边进行加载，在进水井基坑设计时，这些因素都需要统一考虑，确保基坑的安全。因此，进水井基坑边界条件较为复杂，在研究时采用有限元法加以分析。

图5-32 进水井及周边建筑物平面图

进水井南侧与岛域输水管线连接，输水管线采用盾构施工方式。输水管线对沉降的要求非常高，根据输水管线的设计要求，进水井的沉降应控制在15mm之内。

由于进水井与周围新建吹填成陆的管理区和加高加固的长兴岛海塘距离较近，而且进水井与进口涵闸相连接，采用常规的方法不能计算出各种建筑物相互作用，也难以精确计算出进水井结构的内力和变形情况。为了较准确地分析计算进水井各种工况下的结构内力和变形，以及管理区和长兴岛海塘加高加固超载对进水井结构的影响，采用三维有限元模拟。分析三维基础与地基土的相互作用，模拟进水井施工的全过程。基坑围护结构见图5-33。

5.3.2.2 施工全过程变形模拟分析与变形协调控制

对进水井的整个施工过程进行了模拟，步骤如下：①大堤加固和管理区预加载至6.0m高程（加载后位移清零，保留应力状态用来分析对地下连续墙的影响，得出的位移是地下连续墙开始施工后产生的）；②地下连续墙施工（包括灌注桩施工）；③基坑降水，分期开挖，施工支撑、底板施工；④施工内衬，拆除支撑；⑤地面加载至8.7m高程；⑥单孔有水（分7.0m和－1.5m两种工况）运行15d；⑦双孔有水，运行1年；⑧双孔有水，固结完成。(www.xing528.com)

计算结果见表5-12。由表可知，若不进行地基处理，结构的最大沉降为93.61mm，大于输水管线设计允许沉降。因此必须进行地基处理。

表5-12 计算结果汇总

结合输水管的地基处理，进水井结构的地基采用钻孔灌注桩进行处理，在原设计方案中，考虑在地下连续墙施工完成后再进行大堤的加固和管理区的加载，经过计算发现即使地基处理后进水井的沉降仍不能满足15mm的要求。因此，改变施工顺序，先对大堤进行加固和管理区加载（限于时间关系，先期加载到6.0m高程），然后再施工地下连续墙，减小了加载对地下连续墙结构的影响，确保进水井的沉降满足要求。

由表5-12可知，随着基坑的开挖，由于卸载的作用，坑底有少量的回弹，进水井也有稍许的隆起，隆起量最大为1.64mm。井壁弯矩也随着基坑的开挖而增大。底板的弯矩在施工刚刚完成时最大，进水井内蓄水后弯矩则逐渐减小。

进水井在实际运行时，由两种工况控制：进水井双侧有水和进水井检修时单侧有水（又分高水位和低水位运行两种工况）。由表5-12可知，进水井的井壁、底板弯矩、进水井的沉降和不均匀沉降均以进水井单侧高水位检修工况控制。

由于井壁弯矩较大，考虑采用内衬结构。基坑底板施工完成后，逐段从下往上施工内衬和拆除内支撑，内衬和地下连续墙靠墙内预埋的钢筋接驳器进行连接，两者共同承担进水井内外的土水压力。在进水井单侧高水位时，最大沉降为13.04mm，最小为1.84mm，沉降差为11.20mm，进水井倾斜值为0.35‰。进水井中双侧都有水时固结完后最大沉降为11.80mm，满足沉降控制要求。