基于隔离桩的基坑开挖邻近隧道变形控制研究*

李忠超，宋 旭，刘 源，肖铭钊

(1.武汉市市政建设集团有限公司，湖北 武汉 430023； 2.湖南大学土木工程学院，湖南 长沙 410082)

本文依托武汉市某道路工程项目，利用PLAXIS 2D软件开展不同工况下的有限元分析，分析不同桩长情况下邻近基坑开挖对既有隧道的不同影响。

1 工程概况

该项目为城市主干路，位于轨道交通5号线东侧，由地面线和隧道段组成，工程两端隧道施工采用明挖法+暗挖法，中间为盾构施工段。本研究基于工程明挖段隧道，其基坑开挖深度为15.49～25.02m。基坑内部结构由地下连续墙及内支撑组成。基坑从上至下依次施作3道支撑，其中上部2道支撑为800mm×1 000mm混凝土支撑，间距6.0m，第3道支撑为钢支撑(φ609@3 000，厚度t=16mm)。基坑临近既有轨道交通5号线建设，隧道外径6.2m、内径5.7m。基坑与隧道间净距1.4～4.0m，隔离桩距地下连续墙2.0m。本研究选取典型断面如图1所示。

图1 基坑与既有隧道相对位置(单位：m)

场地分布有多种地层，包括杂填土、残积土、碎石、黏土夹碎石、粉质黏土、粉质黏土夹粉土、强风化含粉砂泥岩及中风化含粉砂泥岩。部分土层物理性质指标如表1所示。

表1 土层基本物理性质指标

2 有限元模型

2.1 模型及网格划分

为了研究临近既有隧道基坑开挖过程中，隧道与基坑间隔离桩长度对地下连续墙及隧道的变形影响，采用PLAXIS 2D建立如图2所示模型进行模拟分析，模型尺寸为100m×40m，模型单元3 126个，结点26 044个。

图2 有限元网格(单位：m)

2.2 土体及结构参数

模型采用小应变土体硬化模型(hardening soil with small strain)进行模拟，相关土体参数取自该场地地质勘察资料，各层土体计算参数如表2所示。……