沉降控制-原理与案例.ppt

沉降控制——原理与案例;沉降控制——原理与案例;沉降控制——原理与案例; 在城市里进行地铁隧道施工，必然会遇到临近施工，引起地基位移、变形，产生地表以及地面和地下建（构）筑物沉降（或隆起），带来了建（构）筑物保护问题。当发生地基下沉（或隆起）时，会损坏或损伤煤气管道、自来水管、电力电缆、通信电缆等邻近埋设物以及房屋、桥梁、道路等建（构）筑物，对周边发生不良影响。严重的会造成地面塌方、管线断裂、房子倒塌，带来难以估量的损失。盾构隧道施工法与其他施工法相比，地基的位移少，可以极力减少对原有建（构）筑物的影响，因而得到广泛的推广应用。与其他工法一样，; 盾构法施工产生变形（沉降或隆起）是不可避免的，因而其沉降控制的重要性就不言而喻了。由盾构施工所导致的地基变形的大小，因线路、覆土厚度、盾尾空隙量等设计条件、地基条件而异。但是，通过选择适当的施工方法和加强施工管理，一般可以把地基变形控制在最小限度以内。为此，应选择适合地基并具有开挖面稳定装置的盾构型式，进行认真的推进管理，同时妥当地进行一次衬砌、壁后注浆，做好施工地基变形控制。;;2．3 盾尾空隙的发生和壁后注浆不充分 由于盾尾空隙的发生使盾壳支承的围岩朝着盾尾空隙变形而产生地基下沉。这是由应力释放引起的弹塑性变形。地基下沉的大小受壁后注浆材料材质及注入时间、位置、压力、数量等影响。另外，粘性土地基中的壁后注浆压力过大是引起临时性地基隆起的原因。 2．4 一次衬砌的变形及变位 接头螺栓紧固不足时，管片环容易变形，盾尾空隙的实际量增大，管片从盾尾脱出后外压不均等使衬砌变形或变位，从而增大地基下沉。 2．5 地下水位下降 来自开挖面的涌水或一次衬砌产生漏水时，地下水位下降而造成地基下沉。这一现象是由于地基的有效应力增加而引起固结沉降。;3、地基变形的规律 3．1 隧道纵向的地基变形 随着盾构推进所发生的地基变形，上述各种原因引起的地基下沉或隆起现象重叠发生，其时序过程如图3.1（盾构推进时地基变形的分类）所示，最后达到最终值。其中，①、②是盾构通过前，③是通过中，④、⑤是通过后发生的下沉（隆起）现象。①～⑤的现象并非不可避免，如果选择了合适地基的盾构型式，是可以控制在最小限度以内的。 ; ; 施工过程中可通过监测结果来确认这些现象的有无及其程度，修正后续区段的施工方法。 ①先期沉降：是在盾构机到达前发生的下沉。对于砂质土，先期沉降是由地下水位下降引起的。对极软弱粘土，先期沉降则由于开挖面的过量取土而引起的。 ②开挖面前部下沉（隆起）：是在盾构开挖面即将到达之前发生的下沉或隆起。开挖面的水土压力不平衡是其发生的原因。 ③通过时下沉（隆起）：盾构通过时发生的下沉或隆起。盾构外周面与围岩发生摩擦，或超挖使围岩扰动是其发生的主要原因。 ; ④盾尾空隙下沉（隆起）：盾尾刚刚通过发生的下沉或隆起，是由于盾尾空隙的产生引起应力释放或壁后注浆压力过大而产生的。地基下沉的大部分都是这种盾尾空隙下沉。 ⑤后续下沉：是软弱粘土中出现的现象，主要是由于盾构推进引起整个地基松弛或扰动而发生的。可持续到盾构通过后3 ～ 4个月。 3．2 隧道横断面方向的沉降 由盾构的推进引起的横断方向的最终地基下沉分布，一般以隧道为中心单向横坡，近似于倒立的标准概率曲线的形状（图3.2 为某区间实测横断面沉降曲线图）。;右线隧道（先行隧道） 图3.2 某区间横断面沉降曲线图;其影响范围大致保持以盾构下端处起的仰角45°＋φ/2扩散区域内（其中φ为土体的内摩擦角，砂土的内摩擦角变化范围28~40° ，粘性土的内摩擦角变化范围0~30 ° ）。 一般情况下，影响范围考虑仰角45°即可。;3．3 地基变形的大小 地基下沉量的大小与传递状况、地基条件、施工情况和覆土比(覆土厚度与盾构直径比)等因素有关。洪积性地基和冲积性砂土时，地中下沉在传递到地表的过程中减少。而冲积性粘性土正相反，盾构通过后，下沉还长时间继续（达几个月），即使覆土比大，最终地表下沉与地中下沉一样。 4、防止地基变形的措施和施工实例 4．1地基变形的预测与监测 为了减少地基变形，盾构推进前事先根据过去的实绩和有限单元法等进行预测，以预测结果为依据来设定管理基准值。同时，在推进时，要在隧道中心向上及其两侧范围内设定监测点，进行水准测量，并根据监测结果指导施工，调整施工参数，总结经验，应用到后续区段的施工管理中。+10mm～-30mm。; 盾构法施工地基变形的产生，归根结底主要是由于施工时地层的变化—即地层的损失（分