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高层建筑物下隧道围岩应力分析 　　摘要：现代化城市合理利用地下空间来解决人们生活中存在的交通拥堵问题。因此更加合理的开发项目，就显得尤为重要。本文结合某开发项目中，综合分析城市高层建筑物的地基基础，探索地下隧道围岩，使其二者相互作用。通过数据模拟，运用隧道围岩应力分布曲线，得到应力集中作用范围，为今后发展地下空间工程项目、工程设计提供有力依据。 　　关键词：隧道施工 应力 高层建筑 　　0 引言 　　城市综合症的存在严重影响着社会的发展和城市化进程，诸如环境污染、交通阻塞、基础建设不完善以及生态平衡的破坏对一个城市的正常运行起到了阻碍作用。为了保证人们的正常生存、治疗城市综合症，我们要充分的利用好城市的地下空间，以确保城市的顺利发展。由于城市用地严重稀缺，工业化占地日益严重，所以高层建设是现代化城市必须的产物。深层施工基础工艺随着高层建筑的发展而迅速壮大，在整个施工中，基础工程的好坏直接影响着工程造价和工期。 　　笔者参与了某城市地下空间建设项目的整个施工过程。该项目是在城市高层建筑下20米打通一个铁路运输隧道。该隧道高7.5米，跨度为6米，从隧道的结构静力稳定角度加以分析，考虑到该隧道没经过天然和人工扰动，总结了隧道开挖后的四种状态。利用2D-σ有限元结构分析程序，分析了地面高层建筑的地基变形特点、受力情况以及隧道围岩的应力。 　　1 工程介绍 　　该工程位于某繁华城市中心地段，施工面积23万平方米，该面积内有12座高层建筑和8座多层建筑。其中多层建筑为5-8层，56米长，这些建筑的上层结构为砖混结构，底层为框架结构，采用桩深6.5米，桩径600毫米，桩距为2米的挖空桩作为地基，该建筑建设在砂岩层上。高层建筑为18-25层不等，建筑跨度为长42米，宽18米，将框架剪力墙结构作为其上层结构，地基仍采用挖孔桩。其中桩深12.5米，桩径1米，桩距为4米，采用端承桩作为其地基结构，也就是说可以忽略不计桩侧收到的阻力情况，桩端承受了大部分的桩顶负荷，还建筑同样建立在砂岩层上。根据城市规划需要，要在该面积区域地下打通一条铁路隧道，该隧道高7.5米，跨度为6米??距地面20米。隧道距离多层建筑地基最近水平距离为7.5米，最近垂直距离为16.5米，距离高层建筑地基最近水平距离为8米，最近垂直距离为12米。 　　根据上面实际勘察的数据资料显示，我们总结如下数据：a.地质状况：良好；b.地势：相对平缓，南高北低；c绝对标高：+254米至+270米。其组成和各层特性简述如下： 　　1.1 杂填土:主要由建筑垃圾、炭灰渣、生活垃圾等组成，厚度由1.2-28米不等，其中夹石块，硬质物块径一般为10-100毫米，含量22%-31%，结构松弛，需地基处理。 　　1.2 粉质粘土:褐黄色，厚度为0.8-1米不等，夹少量碎石，粘粒含量30%～50%，塑性指数12，可塑。 　　1.3 泥岩:层理不明显，呈块状，泥质结构，黄色或紫红色，厚度1.4-4.6m不等，砂质含量重。强风化岩芯多呈碎块状，质软，强度低；中风化岩芯多呈柱状，质硬，完整性好。碎石土，漂石、块石，颗粒含量59%。 　　1.4 砂岩:厚度勘察从4.6米以下全部为砂眼，淡褐色或红色。中粒结构，中等厚度状构造.岩芯多呈柱状，质较硬，完整。 　　2 计算模型的建立 　　2.1 计算范围的确定。我们以地表作为重点，从两方面考虑应力状态和变形情况。一是建筑物基础，二是地下隧道围岩范围。通过有限元计算范围，其重点考虑分为以下几个方面： 　　2.1.1 水平方向。我们通过数据采集、计算，得到研究对象范围宽度为55米左右。因为地下隧道位于两栋多层或高层建筑物之间，其距离为55米左右。 　　2.1.2 深度方面。我们通过实际数据、计算，得到研究对象范围为54米。因为地下隧道顶板距地表为20米，高7.5米，我们研究的实际区域范围在洞高4倍范围内。 　　2.1.3 为了减少通过有限元结构分析出现的误差，我们根据水平方向左右延伸30米左右距离和隧道地板在深度方向延伸30米这样一个规定范围内，来确定计算范围在断面的水平方向为110米，深度方向为75米。此数据来源，是我们避免了由于有限元结构分析所采用的边界条件与实际地层岩体的真实边界条件之间的差异多带来的计算误差。 　　2.2 力学模型与计算边界约束条件的确定。为了简化分析问题，我们可以采用岩体原始地应力勘察检测数据，结合对应区域的实际地址构造状况，近似的将三维问题转化为平面问题来进行处理。我们在研究区域进行有限元数值分析，其分析对象是一个非常复杂的三维地质体。我们可以通过选定的区域数值计算方法，来分析、计算、解决问题。我们将所选择的研究区域的泥岩和砂岩作为主题研究对象，利用其非匀质、低抗拉的介质特性，利用一定泥岩和砂岩的线性变形特征，较长的变形弹性段，采用各向同性的线