( 1) 地铁结构设施绝对沉降量及水平位移量≤20 mm;

　　( 2) 隧道变形曲线的曲率半径 R≥15 000 m;

　　( 3) 相对弯曲≤1/2 500。

　　7.2 加强保护措施

　　在本工程的围护方案设计中, 如何加强对基地东侧通过的轨道交通 4 号线区间段的保护无疑是重中之重。

　　( 1) 加 大 地 铁 侧 围 护 结 构 的 入 土 深 度 : 入 土 深 度12.50 m, 插入比达 1:1.3。经计算, 该侧地下连续墙最大水平位移值 1.96 cm( <2 cm) , 坑底抗隆起安全系数 2.07( >2) , 均在理论上达到了地铁保护的控制要求;

　　( 2) 控制地面超载: 基坑的开挖施工期间, 严格控制地铁一侧的施工车辆通行, 避免因重车行走而带来较大地面超载加大围护体的变形;

　　( 3) 分层分块开挖土体: 应用时空效应原理, 充分发挥土体自身的抗变形能力以减少土体位移。对地铁侧的土体, 按照“ 分层、分块、对称、限时”的要求, 采用抽条式间隔挖土, 分块开挖时每块边长不大于 20 m;

　　( 4) 加强监测: 基坑施工期间, 按照地铁的有关保护要求, 对 4 号线区间段隧道实施全方位的监测, 加强监测频率, 同时适当提高监测的报警值要求, 防患于未然, 确保工程施工中轨道交通 4 号线的安全。

　　8 对地铁保护的有限元模拟分析

　　8.1 建立模型

　　设计中运用有限元分析软件对基坑开挖的全过程对地铁区间隧道的影响进行数值模拟分析, 分析结果显示地下连续墙和支撑体系对地铁区间隧道起到了有效的保护作用。

　　针对工程特点, 取一个靠近地铁侧代表性的剖面 J1 孔作为分析断面。受力变形性态采用二维平面应变有限元方法进行模拟。计算区域: 深度取至第 9 层足够深度, 基坑底部以下 75.37 m, 地表以下 85 m。基坑外计算范围: 左侧80 m, 右侧 50 m。整个计算域在左右边界结点上设置水平向约束, 下部边界结点上设置垂直向约束, 上部边界为自由边界。有限元分析模型如图 6 所示。

　　8.2 基本假设

　　( 1) 材料性态模型: 对土体采用四边形平面应变等参元离散, 地下连续墙、支撑、结构底板和地铁结构采用梁单元模拟, 立柱桩采用杆单元模拟, 材料计算参数参考勘察报告取值;

　　( 2) 施工工况模拟: 简化模拟宏嘉大厦基坑顺作法开挖的主要施工工况, 首先由自重计算得到初始地应力场,然后根据施工过程分为以下 4 个工况进行施工模拟。

　　工况 1: 第一层土方开挖;

　　工况 2: 第一道支撑施工, 第二层土方开挖;

　　工况 3: 第二道支撑施工, 第三层土方开挖;

　　工况 4: 地下室底板施工。

　　8.3 分析结果

　　计算结果表明, 由于选用了 800 mm厚的地下连续墙,同时支撑的刚度较大, 能有效控制地下连续墙的侧向变形,从而减小了基坑开挖对周边环境的影响。基坑开挖至坑底时, 靠近基坑侧的地铁隧道产生的影响为: 最大侧向位移为 4.9 mm, 竖向位移为 - 8.4 mm, 可以满足地铁运营对隧道变形提出的要求。

　　9 结语

　　宏嘉大厦工程周边环境复杂, 建筑物、管线众多, 尤其是地下室外墙相距轨道交通 4 号线仅不到 10m, 环境保护要求非常高。基坑支护设计中选用了“ 两墙合一”地下连续墙作为围护墙体, 支撑采用十字对撑形式布置, 并通过设计水泥土搅拌桩、高压旋喷桩等加固措施, 以确保基坑开挖能安全、合理、经济地进行。

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