盾构隧道施工对邻近建筑物差异沉降与扭曲变形影响分析

孙帅; 常连翠; 张煌; 丁建文; 刘晋余

doi:10.13409/j.cnki.jdpme.20221112004

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盾构隧道施工对邻近建筑物差异沉降与扭曲变形影响分析

论文 | 更新时间：2025-09-25

- 盾构隧道施工对邻近建筑物差异沉降与扭曲变形影响分析
- Impact of Shield Tunnel Construction on Differential Settlement and Twist Deformation of Adjacent Buildings
- 防灾减灾工程学报 2024年44卷第2期页码：459-466
- 作者机构：
  
  1.东南大学交通学院，江苏南京 210096
  2.山东省嘉祥县住房和城乡建设局，山东济宁 272400
- 作者简介：
  
  孙帅（1997—），男，硕士研究生。主要从事盾构施工对建筑物影响研究。E-mail：220203210@seu.edu.cn
  丁建文（1975—），男，教授，博导，博士。主要从事盾构隧道、软基处理等方面的研究。E-mail：jwding@seu.edu.cn
- 基金信息：
  
  国家自然科学基金(51978159)
- DOI：10.13409/j.cnki.jdpme.20221112004
  中图分类号： TU375.4
- 收稿：2022-11-12，
  
  修回：2023-01-05，
  
  纸质出版：2024-04-25
- 稿件说明：
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孙帅,常连翠,张煌等.盾构隧道施工对邻近建筑物差异沉降与扭曲变形影响分析[J].防灾减灾工程学报,2024,44(02):459-466.

SUN Shuai,CHANG Liancui,ZHANG Huang,et al.Impact of Shield Tunnel Construction on Differential Settlement and Twist Deformation of Adjacent Buildings[J].Journal of Disaster Prevention and Mitigation Engineering,2024,44(02):459-466.
孙帅,常连翠,张煌等.盾构隧道施工对邻近建筑物差异沉降与扭曲变形影响分析[J].防灾减灾工程学报,2024,44(02):459-466. DOI： 10.13409/j.cnki.jdpme.20221112004.

SUN Shuai,CHANG Liancui,ZHANG Huang,et al.Impact of Shield Tunnel Construction on Differential Settlement and Twist Deformation of Adjacent Buildings[J].Journal of Disaster Prevention and Mitigation Engineering,2024,44(02):459-466. DOI： 10.13409/j.cnki.jdpme.20221112004.

摘要

针对盾构隧道施工侧穿既有建筑物问题，结合南京地铁一号线北延段工程，以盾构隧道侧穿某浅基础建筑物为研究对象，通过对建筑物沉降实测数据进行分析，并利用Plaxis 3D软件建立数值模型，研究了隧道距建筑物不同水平距离和盾构以不同角度穿越对建筑物差异沉降与扭曲变形特征的影响。结果表明：随着盾构开挖面逐渐接近建筑物，建筑物差异沉降及扭曲变形逐渐增大；差异沉降量在盾构机通过时达到最大值，之后趋于稳定，而扭曲变形峰值出现在盾构开挖面到达建筑物中点截面位置时，随后逐渐减小；当建筑物中心至隧道轴线的水平距离与隧道外径之比

=0.5～2时，建筑物差异沉降量较大，在

=1.5时达到峰值；当盾构穿越夹角从

=0°增大至

=90°时，建筑物最大差异沉降量不断增加，而最终扭曲变形值则先增大后减小，在

=45°时扭曲变形达到峰值。研究结果可为盾构隧道侧穿浅基础建筑物时相关类似工程提供参考。

Abstract

This study investigated the response of existing buildings to the side-crossing of shield tunnel construction. It focused on shallow foundation buildings intersected by the shield tunnel along the northern extension of Nanjing Metro Line 1. Field data on building settlements were analyzed

and a numerical model was established using PLAXIS 3D software. The study examined how different horizontal distances between the tunnel and the building

as well as various crossing angles

affected the characteristics of differential settlement and twist deformation. The results showed that as the shield's excavation surface approached the building

the differential settlement and twist deformation of the building gradually increased. The differential settlement reached its maximum when the shield machine directly passed underneath

after which it stabilized. The peak twist deformation occurred when the excavation surface reached the midpoint section of the building

and gradually decreased thereafter. When the ratio of the horizontal distance between the building's center and the tunnel's axis to the tunnel's outer diameter ranged from 0.5 to 2 (

=0.5~2)

the differential settlement of the building was larger

and reached its peak when

ratio was 1.5. As the shield crossing angle increased from 0° to 90°

the maximum differential settlement of the building increased accordingly. In contrast

the final twist deformation increased first and then decreased

reaching its peak at 45° crossing angle. The research results provide references for similar projects involving shield tunneling passing through shallow foundation buildings.

关键词

Keywords

references

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