盾构施工计算结果与分析

计算花园路站—经三站盾构区间开挖对上方既有房屋结构的影响时，首先需要地应力平衡计算，获得初始地应力。为了便于观察沉降差异，初始位移为零。图 4.2.5为初始地应力竖向应力。

图4.2.5　初始地应力竖向应力

地层的初始地应力由自重地应力和构造地应力两部分组成。对软土地层，只有初始自重地应力。初始自重的应力通常采用有限元法或给定水平侧压力系数的方法计算。在给定水平侧压力系数K0 值后，按下式计算初始自重地应力：

式中：分别为竖向方向和水平方向初始自重地应力；γi为计算点以上第i 层地层的重度；Hi 为计算点以上第i 层地层的厚度； uw 为计算点的孔隙水压力，在不考虑地下水头变化的条件下，uw由计算点的静止水压力确定，即 uw=γwHw （γw为地下水的重度，Hw 为地下水的水位差）。

表4.2.3 为初始地应力复核计算结果。

表4.2.3　初始地应力复核计算

经过计算对比，初始地应力数值基本符合理论计算，由于数值模拟计算中施加了边界位移约束，而非弹性半无限体，以及有限元计算误差精度等原因，数值存在一定差异，地应力分布规律符合分层分布、从上到下应力逐渐增大的原则。

提取盾构左右线通过时综合楼、11 号楼以及23 号楼的位移云图，如表4.2.4 所示。(www.xing528.com)

表4.2.4　盾构左右线通过时位移云图

续表

当双线贯通时，综合楼、11 号楼以及23 号楼的位移云图如表4.2.5 所示。

表4.2.5　双线贯通时位移云图

续表

由4.2.4、表4.2.5 可知：既有建筑物变形以沉降为主，综合楼距离左线较远，故在左线开挖过程中变形较小，右线掘进时，盾构部分正穿综合楼，最大沉降值为－5.18 mm。11 号楼与23 号楼距离左右线较近，开挖过程中变形较为明显，左线推进结束后最大沉降分别为－6.46 mm、－5.50 mm，右线推进结束后最大沉降分别为－6.09 mm、－5.69 mm。双线贯通后，综合楼、11 号楼和23 号楼的最大沉降值分别为－5.36 mm、－5.84 mm、－5.69 mm。在盾构通过后，由于土体固结作用，继续产生一定沉降。