1、城市轨道工程邻近建筑施工的结构安全性分析摘要：本文结合规范和邻近轨道交通的环境现状，通过理论计算方法计算洞室顶板抗冲切的承载力和基础传递的冲切力验算洞室顶板的抗冲切性，分析拟建工程建筑物对隧道结构安全性的影响程度，评估拟建工程建设的可行性。 关键词：城市轨道；邻近建筑施工；安全分析 中图分类号： TU71 文献标识码： A 引言 伴随城市的发展和人民生活水平的提高，地铁及轻轨等轨道交已悄然在国内很多地区兴建并开通运行，地铁的开挖引起周边围岩变形，使建筑物的基础产生附加位移，影响建筑物的结构安全。然而邻近轨道工程新建建筑物也会影响地铁隧道的结构安全。本文以实际工程为背景，通过理论计算，结合相关规
2、范1分析了某拟建建筑物的建设对邻近既有地铁隧道的结构安全影响。 1 工程概况与岩土体计算参数 1.1 工程概况 某拟建工程是在原有建筑拆除后按设计高程平场，基本保持隧道覆盖层厚度的基础上修建，拟建工程为 1-2 层的建筑物，该工程局部的独立柱基础位于邻近的某隧道顶部。隧道全长 580.63m，净宽 12.0m，净高6.9m，侧墙高 4m。衬砌端面形状为直墙变截面拱，其变截面内缘半径为6.87m，矢跨比约为 0.25。 建筑物与隧道的剖面图分别如图 1 所示。 图 1 建筑物与隧道剖面图（单位：m） Fig.1 Profile section of locafion between tunnel
3、s and building(unit：m) 拟建建筑设计地坪标高0.00=257.70m，地下车库（-2F）标高为249.30m。隧道顶标高为 216.14m，底标高 207.7m，隧道开挖高度8.44m，开挖宽度 13.74m，隧道顶部覆盖层厚度约为 33.65m（不含支护衬砌厚度） ，与拟建建筑物的基底垂直距离为 30.98m。 1.2 岩土体物理力学参数取值 研究区场地基岩岩性主要为砂质泥岩，砂岩呈夹层或透镜体赋存于泥岩岩体中，在分析中地基岩体均考虑为砂质泥岩，岩体较完整，基本质量等级为 IV 级。考虑隧道开挖等对围岩扰动参数弱化影响，将中风化砂质泥岩的抗剪强度及弹性模量值乘 0.8。
4、 岩土物理力学参数值见表 1。 表 1 岩土体物理力学参数 Table 1 Physico-mechanical parameters of rock and soil mass 2 理论计算 2.1 洞室顶板抗冲切承载力计算 根据该市建筑地基基础设计规范规定，当洞穴顶板较为完整岩体，且基础直接放置在其上时宜按冲切破坏锥体验算顶板的抗冲切承载力。由于拟建建筑物基础直接放置在较为完整岩体的洞室顶板上，上部结构传给基础的荷载可能引起洞室顶板发生冲切破坏，因此需计算洞室顶板的抗冲切承载力。图 2 为冲切计算简图。 图 2 冲切计算简图（单位：m） Fig. 2 Punching calculatio
5、n diagram(unit：m) 顶板抗冲切承载力按规范公式计算: （1） 对于矩形基础， （2） 式中： 顶板抗冲切承载力设计值； 上部结构传给基础底面的荷载设计值，取 1622kN； 冲跨比，取 =0.3； m 冲切破坏锥体在高度处的周长； m 冲切破坏锥体的体积； l、 矩形基础的长边与短边边长，各取 1.3m； 基础底面以下洞穴顶板的厚度，取中风化岩层厚度为 39.42m； 洞穴顶板岩石的重度, 取 25.6kN/m3。 l 岩石抗拉极限强度标准值，偏安全考虑，取 0.05 倍的饱和抗压强度值（5.9MPa） ，即为 295kPa。 拟建建筑物与隧道洞口的位置关系如图 3 所示： 图
6、 3 实际计算简图 从图中可知，该隧道宽度小于冲切锥体宽，不可能冲切破坏，因此对隧道稳定性抗冲切承载力可不必验算，直接判断即可。 2.2 洞室地基承载力计算 对人工洞室地基可按如图 4 所示的破坏形式进行验算2。 图 4 洞室地基计算简图（单位：m） Fig. 4 Calculation diagram of cavern foundation (unit：m) 洞室覆盖层厚度 H 验算： 洞室跨度影响系数=1.874 洞顶岩石塌落高度=6.746m 岩石地层时，2.5=12.64m10m 不满足建筑地基基础设计规范规定的计算条件（2）洞室跨度为 10m 以内，需参照附录 D 的方法（或其他方
7、法）与数值计算、经验类比相结合，通过综合分析验算隧道洞室地基的承载力。 稳定系数： 因为 Q1.0 稳定，所以拟修建筑的地基反力对洞顶无附加荷载影响。 3 结语 通过上述的理论计算，包括冲切承载力验算，洞室地基承载力验算分析，本文主要得到以下结论：可以认为拟建建筑物和隧道两者均是安全的。 采用理论计算分析方法能够比较准确的的评估邻近建筑物新建时对既有的轨道交通结构的安全性，并为后续的建筑物施工提供指导，是类似的轨道安全评估普遍采用的方法。 参考文献(References) 李镜培,王昆.超深群桩对邻近已有隧道的影响研究J. 岩土工程学报. 2011,33(S2):128-134.( LI Ji
8、ngpei,WA Kun. Influence of extra-deep pile groups on existing neighboring tunnelsj. chinese journal of geotechnical, 2011,33(S2):128-134. (in chinese) 中华人民共和国交通部. 公路隧道设计规范 (JTG D70-2004)S. 北京: 人民交通出版社, 2004. (Ministry of Communications of the Peoples Republic of China. Code for design of road tunnelS. Beijing: China Communications Press, 2004. (in Chinese)
