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地下工程施工对历史建筑的影响及实践研究结果

时间:2023-08-25 理论教育 版权反馈
【摘要】:根据对当前测量数据的分析,预报下一施工步骤地层、隧道结构的稳定与受力情况及地表沉降等,并对施工措施提出相应建议。基础加固方法可采用加固桩法,以此来承担盾构施工引起的侧向土压力和差异沉降产生的负摩阻力。

地下工程施工对历史建筑的影响及实践研究结果

历史建筑保护措施除盾构本身施工技术外,还应做好历史建筑及施工过程监测,完善并及时优化调整盾构施工方案,以便及时对历史建筑采取加固、隔离等保护措施。

1.监控测量

监测的目的主要是通过监测及时了解和掌握盾构施工过程中地表沉降情况及规律性,了解施工过程中因地表沉降而引起的历史建筑受扰动的情况,并根据前一步的观测结果预测下一步地表沉降和历史建筑的扰动,研究地层特性、施工参数和地表沉降的关系,以便及时调整施工参数。因此,通过监测手段掌握由盾构施工引起的周围地层的移动规律,及时采取必要的技术措施改进施工工艺,对于控制周围地层位移量,确保邻近历史建筑的安全具有重要意义。

根据工程实际情况,结合类似监测工程的经验,将历史建筑的沉降、差异沉降作为监测的重点,尤其应加强对结构薄弱部位的监测,辅以其他监测项目形成一个严密的监测系统,达到安全监测的目的。

盾构施工影响因素众多,通过历史建筑时对沉降要求严格,且地上地下情况复杂,所以对监测项目、测点布置安排如下:

(1)监测以获得定量数据的专门仪器测量或专用测试元件监测为主,以现场目测检查为辅。

(2)测量数据必须完整、可靠,并及时绘制时态曲线,当时态曲线趋于平衡时,及时进行回归分析,并推算出最终值

(3)根据对当前测量数据的分析,预报下一施工步骤地层、隧道结构的稳定与受力情况及地表沉降等,并对施工措施提出相应建议。

(4)所有测点均应反映施工中该测点的变形随时间的变化,即从施工开始到完成、测试数据趋于稳定为止。

(5)及时向建设单位、运营单位、设计单位提供测量报告。

通过监测,及时优化、调整盾构施工参数,做到动态信息化施工管理。

2.施工质量保证措施

(1)同步注浆量控制。随时根据监测情况调整同步注浆量,同步注浆量要控制适中;严格控制注浆压力,既不能因过少而造成地面大幅沉降也不能因过多而造成地面隆起,以免加大对历史建筑的影响。

(2)减少土层损失。加快推进速度,减少因土层损失而对盾构机推进造成的影响。

(3)保持连续掘进,控制平衡土压力。保证盾构机处于良好的运转状态,避免盾构机因机械故障而造成停推或开仓检查机具,减少附加沉降。采用土压平衡施工方法,将土仓压力与地面沉降观测结果相对照,建立合理的土仓压力并保持土压平衡。

(4)提高土体的和易性和防渗性。将添加材料注入开挖面和泥土仓,通过搅拌,使渣土变成具有可塑性流动性、防渗性的泥土,这种泥土充满土仓和螺旋输送机。当土仓内压力小于开挖面压力时,开挖面渣土继续进入土仓,土仓内土压力升高,达到开挖面内外土压力平衡,稳定前方地层,控制地层变形。注入添加材料后,可以提高强渗透性土体的黏性,降低土体渗透系数,当经过改良处理的土体充满压力仓时,对阻止开挖面地下水的渗入、减少地层失水沉降有积极的作用,同时可以防止喷涌事故的发生,确保施工安全。注入添加材料在提高土体和易性的同时还具有润滑的作用,可以减小盾构掘进中的刀盘扭矩,使盾构机始终处于良好的机械状态下施工作业,减小机械故障发生率,保证掘进施工的连续性。(www.xing528.com)

(5)确保管片质量和制作精度。管片制作精度和抗渗性满足设计和规范要求,严格按设计要求施工管片接头防水,确保管片拼装质量和接头防水效果,减少地下水渗入,同时充分紧固连接螺栓,以免管片衬砌变形而引起土体变形导致对历史建筑的扰动。

3.历史建筑保护措施

(1)隔离法

图7-11 隔离法

在历史建筑附近进行盾构施工时,通过在盾构隧道和历史建筑间设置隔离墙等措施,阻断盾构机掘进造成的地基变形,以减少对历史建筑扰动的工程保护措施,称为隔离法(图7-11)。该法需要建筑物基础和隧道之间有一定的施工空间。

隔离墙墙体可由钢板桩、地下连续墙、树根桩、深层搅拌桩和挖孔桩等构成,主要用于承受由地下工程施工引起的侧向土压力和由地基差异沉降产生的负摩阻力,减小建筑靠盾构隧道侧的土体变形。为防止隔断墙侧向位移,还可在墙顶部构筑联系梁并以地锚支承。同时需注意的是,隔断墙本身的施工也是邻近施工,故施工中要注意控制对周围土体特别是历史建筑的影响。

(2)历史建筑加固法

在盾构通过历史建筑前,可以对历史建筑本身的地基或基础进行加固,提高其承载强度和刚度而控制历史建筑的沉降和变形,减少盾构对历史建筑的扰动影响(图7-12)。基础加固方法可采用加固桩法,以此来承担盾构施工引起的侧向土压力和差异沉降产生的负摩阻力。地基加固一般采用化学注浆、喷射搅拌等方法进行施工。当地面具有施工条件时,可采用从地面进行注浆或喷射搅拌的方式进行施工;当地面不具备施工条件或不便从地面施工时,可以采用洞内处理的方式,主要是洞内注浆。

(3)土体加固法

土体加固法是对隧道轴线及其周围一定范围内的土体进行加固(图7-13)。土体加固法的实质是增大盾构隧道及其周围土体的强度和刚度,以减少或防止盾构推进过程对周围土体产生扰动和松弛,从而减少对邻近历史建筑的影响,保证历史建筑的安全和正常使用。加固方法可采用化学注浆、喷射搅拌等。

图7-12 历史建筑物加固法

图7-13 土体加固法

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