本發(fā)明涉及一種柱結(jié)構(gòu)的變形預(yù)測方法，具體涉及一種隧道下穿地下構(gòu)筑物的柱結(jié)構(gòu)變形預(yù)測控制方法，屬于隧道工程施工技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

目前，隨著各大城市地下工程項目的增多，特別是在目前國內(nèi)基礎(chǔ)建設(shè)高漲的大環(huán)境下，北京、上海、天津、南京、廣州、深圳、西安等城市規(guī)劃了大量的地下隧道工程項目。受既有建筑物、周邊環(huán)境的限制，新建地鐵隧道下穿既有建筑物的現(xiàn)象越來越普遍。為了確保建筑物的安全，特別有柱體結(jié)構(gòu)的建筑物的安全，就必須研究建筑物沉降發(fā)展特征，根據(jù)各施工階段對建筑物以及柱體結(jié)構(gòu)的影響程度不同采取相應(yīng)的控制措施。

目前一般主要是對柱的總沉降和沉降速率進行控制，然而最終沉降到達(dá)穩(wěn)定之前，總沉降控制方法對建筑物安全有一定的風(fēng)險。為了嚴(yán)格控制柱體結(jié)構(gòu)的安全，對柱體結(jié)構(gòu)的傾斜進行控制，并且把柱體結(jié)構(gòu)的傾斜斜率分解成各個不同的階段進行變形預(yù)測控制，最終保證柱體結(jié)構(gòu)的安全。

因此，為解決上述技術(shù)問題，確有必要提供一種創(chuàng)新的隧道下穿地下構(gòu)筑物的柱結(jié)構(gòu)變形預(yù)測控制方法，以克服現(xiàn)有技術(shù)中的所述缺陷。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為解決上述問題，本發(fā)明的目的在于提供一種隧道下穿地下構(gòu)筑物的柱結(jié)構(gòu)變形預(yù)測控制方法，其可以及時掌握測點變位監(jiān)測值和設(shè)計預(yù)測值的偏離動態(tài)，分析原因，及時處理，避免了柱結(jié)構(gòu)風(fēng)險的積累，使安全施工處于積極主動的地位。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案為：一種隧道下穿地下構(gòu)筑物的柱結(jié)構(gòu)變形預(yù)測控制方法，其包括如下施工步驟：

1)，對下穿地下構(gòu)筑物的柱結(jié)構(gòu)的多導(dǎo)洞大跨隧道進行開挖，在現(xiàn)場柱結(jié)構(gòu)上下布上監(jiān)測點，對監(jiān)測點進行監(jiān)測并采集現(xiàn)場監(jiān)測數(shù)據(jù)；

2)，將柱結(jié)構(gòu)的沉降分為1部開挖的沉降、2部開挖的沉降、3部開挖的沉降、4部開挖的沉降、5部開挖的沉降、6部開挖的沉降及后期沉降七個階段，掌握每個階段柱結(jié)構(gòu)自身傾斜的發(fā)展特征；

3)，通過數(shù)值模擬計算，并在與現(xiàn)場柱結(jié)構(gòu)監(jiān)測點相同的地方布上相應(yīng)的監(jiān)測點，得到各施工階段對沉降、柱結(jié)構(gòu)自身傾斜影響的百分比，用百分比乘以給定的各自相應(yīng)控制標(biāo)準(zhǔn)值，再加上工程類比，綜合分析，即得到各施工階段的控制標(biāo)準(zhǔn)值；其中，柱結(jié)構(gòu)自身傾斜設(shè)定為柱頂水平位移S_A和柱底水平位移S_B之差與樁自身長度的比值，即為斜率tanα＝(S_A-S_B)/H；柱結(jié)構(gòu)總沉降控制值在-30mm以內(nèi)，其傾斜即差異限值小于0.002；

4)，利用現(xiàn)場實測值與步驟(3)得到的各施工階段的控制標(biāo)準(zhǔn)值進行比較，在施工過程中根據(jù)兩者實時對比，達(dá)到預(yù)測柱結(jié)構(gòu)斜率變形。

本發(fā)明的隧道下穿地下構(gòu)筑物的柱結(jié)構(gòu)變形預(yù)測控制方法進一步為：所述步驟1)中，多導(dǎo)洞大跨隧道開挖步驟為：1部先開挖，相隔10m左右開挖再2部，與2部掌子面相隔10m左右再開挖3部，與3部掌子面相隔10m左右再開挖4部，與4部掌子面相隔10m左右再開挖5部，與5部掌子面相隔10m左右再開挖6部。

本發(fā)明的隧道下穿地下構(gòu)筑物的柱結(jié)構(gòu)變形預(yù)測控制方法進一步為：所述步驟4)中，數(shù)值模型中選取的監(jiān)測點應(yīng)與現(xiàn)場布的監(jiān)測點相吻合；在各施工階段的控制標(biāo)準(zhǔn)確定中，數(shù)值模擬計算結(jié)果占60％～70％，其他類似工程經(jīng)驗占30％～40％。

本發(fā)明的隧道下穿地下構(gòu)筑物的柱結(jié)構(gòu)變形預(yù)測控制方法還為：所述步驟4)中，在與控制值對比之前，要剔除壞值；現(xiàn)場監(jiān)測值要與計算值動態(tài)對比；后期沉降階段，通過柱結(jié)構(gòu)現(xiàn)場監(jiān)測數(shù)據(jù)，及時反饋、動態(tài)施工，超過沉降控制值，采取后續(xù)的加固及補救措施。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下有益效果：

1)將總體變位控制量分解到每一步施工階段中，使每一步施工階段都有明確的變形控制目標(biāo)，具有很強的可操作性；

2)對重點觀測測點變位控制有整體規(guī)劃，可以明確施工控制的重點，做到有的放矢；

3)及時掌握測點變位監(jiān)測值和設(shè)計預(yù)測值的偏離動態(tài)，分析原因，及時處理，避免了風(fēng)險的積累，使安全施工處于積極主動的地位。

4)可以從柱結(jié)構(gòu)沉降、柱結(jié)構(gòu)自身傾斜對柱的安全性、可靠性進行多方位的評價，保證了柱結(jié)構(gòu)的安全。

【附圖說明】

圖1是本發(fā)明的步驟2)完成后的示意圖。

圖2是本發(fā)明的步驟3)中柱結(jié)構(gòu)傾斜率的計算模型圖。

【具體實施方式】

請參閱說明書附圖1和附圖2所示，本發(fā)明為一種隧道下穿地下構(gòu)筑物的柱結(jié)構(gòu)變形預(yù)測控制方法，其包括如下施工步驟：

(1)下穿地下構(gòu)筑物的柱結(jié)構(gòu)的多導(dǎo)洞大跨隧道進行開挖，在現(xiàn)場柱結(jié)構(gòu)上下布上監(jiān)測點，對監(jiān)測點進行監(jiān)測并采集現(xiàn)場監(jiān)測數(shù)據(jù)

(2)將柱結(jié)構(gòu)的沉降分為1部開挖的沉降、2部開挖的沉降、3部開挖的沉降、4部開挖的沉降、5部開挖的沉降、6部開挖的沉降及后期沉降七個階段，掌握每個階段柱結(jié)構(gòu)自身傾斜等沉降發(fā)展特征。

(3)通過數(shù)值模擬計算，并在與現(xiàn)場柱結(jié)構(gòu)監(jiān)測點相同的地方布上相應(yīng)的監(jiān)測點，得到各施工階段對沉降、柱結(jié)構(gòu)自身傾斜影響的百分比，用百分比乘以給定的各自相應(yīng)控制標(biāo)準(zhǔn)值，再加上工程類比，綜合分析，即得到各施工階段的控制標(biāo)準(zhǔn)值。

(4)利用現(xiàn)場實測值與步驟(3)得到的各施工階段的控制標(biāo)準(zhǔn)值進行比較，在施工過程中根據(jù)兩者實時對比，達(dá)到預(yù)測柱結(jié)構(gòu)斜率變形和保證柱結(jié)構(gòu)安全的目的。

進一步的，所述步驟(1)中：

1)該結(jié)構(gòu)變形預(yù)測控制方法適用條件在巖體中，巖體為線彈性材料，柱體傾斜隨著開挖的進行線性增加。

2)通過監(jiān)控量測了解各施工階段地層與支護結(jié)構(gòu)的動態(tài)變化，以確保在施工過程中變形過大時及時采取措施保證安全。

3)監(jiān)測系統(tǒng)要采用可靠的儀器進行監(jiān)測。

4)監(jiān)測點、基準(zhǔn)點設(shè)置應(yīng)合理，在監(jiān)測期間保護好測點。

5)多導(dǎo)洞大跨隧道開挖步驟為：1部先開挖，相隔10m左右再開挖2部，與2部掌子面相隔10m左右再開挖3部，與3部掌子面相隔10m左右再開挖4部，與4部掌子面相隔10m左右再開挖5部，與5部掌子面相隔10m左右再開挖6部，如圖2。

所述步驟(3)中：

1)柱結(jié)構(gòu)自身傾斜設(shè)定為柱頂水平位移S_A和柱底水平位移S_B之差與樁自身長度的比值，即為斜率tanα＝(S_A-S_B)/H，如圖2。

2)柱結(jié)構(gòu)總沉降控制值在-30mm以內(nèi)，其傾斜即差異限值小于0.002。

所述步驟(3)中：

1)數(shù)值模型中選取的監(jiān)測點應(yīng)與現(xiàn)場布的監(jiān)測點相吻合，以保證數(shù)值計算結(jié)果的準(zhǔn)確性。

2)在各施工階段的控制標(biāo)準(zhǔn)確定中，數(shù)值模擬計算結(jié)果占60％～70％，其他類似工程經(jīng)驗占30％～40％。

所述步驟(4)中：

1)現(xiàn)場實測值要準(zhǔn)確可靠，在與控制值對比之前，要剔除壞值，以確保比對的準(zhǔn)確合理。

2)現(xiàn)場監(jiān)測值要與計算值動態(tài)對比，以確保施工安全。

3)后期沉降階段，通過柱結(jié)構(gòu)現(xiàn)場監(jiān)測數(shù)據(jù)，及時反饋、動態(tài)施工，超過沉降控制值，采取后續(xù)的加固及補救措施，有效進行柱結(jié)構(gòu)沉降控制。

以上的具體實施方式僅為本創(chuàng)作的較佳實施例，并不用以限制本創(chuàng)作，凡在本創(chuàng)作的精神及原則之內(nèi)所做的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本創(chuàng)作的保護范圍之內(nèi)。