高井2號住房CFG樁復合地基受地鐵振動影響分析

李雨株 王 浩 王 雙

(中兵勘察設計研究院，北京 100053)

高井2號住房CFG樁復合地基受地鐵振動影響分析

李雨株 王 浩 王 雙

(中兵勘察設計研究院，北京 100053)

結合已有的地層資料，建立FLAC-3D模型對高井2號住房受地鐵振動影響進行模擬，分析了車輛行駛情況下，地鐵振動對CFG樁影響程度，并計算了CFG樁的變形和速度，將計算結果與實測結果進行了對比分析，得出計算結果與實測結果基本一致的結論。

CFG樁,地鐵振動,FLAC-3D模型,變形,速度

0 引言

高井2號住房臨近地鐵6號線，受地鐵振動的影響。本文選擇距離地鐵最近的3號住宅樓，并結合已有的地層資料，建立FLAC-3D三維模型，分析車輛行駛情況下，地鐵振動對建筑物CFG樁的影響[1,2]。本文計算了地鐵在車輛行駛振動的情況下，CFG樁的變形和速度，并將計算出的速度結果與實際測試結果進行對比分析，驗證了FLAC-3D概化模型計算的準確性。

1 模型簡介

1.1 模型建立

依據已有的地層資料，建立FLAC-3D模型，模型范圍為100 m×100 m×40 m，模型共設置14組[3]。

地基土層采用實體單元彈塑性模型，CFG樁采用結構單元。

1.2 邊界條件

本次靜力計算邊界條件采用位移邊界條件。模型上表面為自由邊界，底部及X，Y方向兩側的邊界均為位移固定邊界。動力計算采用粘性邊界，在模型的法向和切向分別設置自由的阻尼器吸收入射波。

1.3 加速度時程曲線

動力狀態計算采用的是校正和濾波后的加速度時程曲線。地表處校正和濾波后的加速度時程曲線參見圖1。

地鐵內校正和濾波后的時程曲線參見圖2。

1.4 監測點設置

本次計算在模型中設置了9個變形監測點，以監測CFG樁復合地基的樁身變形和速度，如圖3所示。

2 計算成果分析

2.1 車輛行駛時CFG樁變形分析

經過計算各監測點在X，Y和Z方向的變形峰值如表1所示。

表1 各監測點在X，Y和Z方向的變形峰值 mm

1號、2號、3號監測點在X，Y和Z方向上的位移變化趨勢基本是一致的；4號、5號、6號監測點是一致的；7號、8號、9號監測點是一致的。各監測點X和Z方向隨地鐵運行振動產生的變形方向是一致的，Y方向則有所不同。現列出變形最大的6號監測點X，Y，Z方向的變形曲線，及3號、9號監測點Y方向的變形曲線如圖4～圖8所示。

由圖4～圖8可以看出，各監測點的變形隨著地鐵運行逐漸增加，在列車駛離時達到最大值。

Y方向由3號監測點的東向逐步變為9號監測點的西向。

2.2 CFG樁速度分析

經過計算各監測點在X,Y和Z方向的速度峰值如表2所示。

表2 各監測點在X，Y和Z方向的速度峰值 mm

這里列出5號監測點X,Y,Z方向的變形曲線，及2號、8號監測點Y方向的變形曲線如圖9～圖13所示。

表3 CFG樁振動監測的速度幅值/頻率統計

監測點編號方向幅值/mm·s-1頻率/Hz1南北(X)0.71753～68東西(Y)0.68845～66垂直(Z)0.26457～592南北(X)0.47748～59東西(Y)0.30848～61垂直(Z)0.20940～603南北(X)0.40535～65東西(Y)0.32045～69垂直(Z)0.20330～524南北(X)0.60358～70東西(Y)0.83655～68垂直(Z)0.30450～705南北(X)0.70950～66東西(Y)0.42747～68垂直(Z)0.26649～606南北(X)0.42747～61東西(Y)0.44247～61垂直(Z)0.19335～607南北(X)1.09845～71東西(Y)0.89848～82垂直(Z)0.50635～628南北(X)0.88931～70東西(Y)0.52446～68垂直(Z)0.27831～609南北(X)0.62535～63東西(Y)0.97035～60垂直(Z)0.19631～60

從圖9～圖13可以看出，監測點的速度僅在地鐵運行前期變化較大，隨后趨于穩定。

X和Z方向各監測點隨地鐵運行振動產生的速度方向是一致的，Y方向各監測點隨地鐵運行振動產生的速度方向發生了改變，由2號監測點的東向逐步變為8號監測點的西向。

3 現場監測結果分析

根據3號住宅CFG樁受地鐵振動影響的監測資料，各監測點的速度幅值/頻率如表3所示。從表3中可以看到，地鐵運行的振動頻率主要集中在40 Hz～80 Hz，CFG樁的最大振動速度峰值為1.098 mm/s，這與本文的計算結果基本一致。

4 結語

1)監測點的變形隨著地鐵的運行逐漸增加，在列車駛離時最大。

2)隨地鐵運行振動，X和Z方向各監測點的變形和速度方向是一致的，Y方向各監測點則發生了改變，由2號、3號監測點的東向逐步變為8號、9號監測點的西向。

3)監測點的速度在地鐵運行前期變化較大，隨后趨于穩定。

4)FLAC-3D軟件計算的CFG樁振動速度結果與實際監測成果對比，兩者基本一致。

[1] 洪俊青,劉偉慶.地鐵對周邊建筑物振動影響分析[J].振動與沖擊,2006,25(4):142-145.

[2] 夏 禾,吳 萱,于大明.城市軌道交通系統引起的環境振動問題[J].北京交通大學學報(自然科學版),1999(4):1-7.

[3] 陳育民，徐鼎平.FLAC/FLAC3D基礎與工程實例[M].第2版.北京：中國水利水電出版社，2013.

Impact analysis of the vibrational loading of subway to Cement Fly-ash Gravel of the 2# house in Gaojing

Li Yuzhu Wang Hao Wang Shuang

(ChinaOrdnanceIndustryInstituteofGeotechnicalSurvey&Design,Beijing100053,China)

The 2# housings in Gaojing have been affected by the vibrational loading of the subway. Based on the existing stratigraphic information, the FLAC-3D geological model has been made to analysis the influence of the vibrational loading to the Cement Fly-ash Gravel. The velocity and deformation of the Cement Fly-ash Gravel have been calculate. The calculation results and the measured results are basically identical through the contrastive analysis of the two results.

Cement Fly-ash Grave, vibrational loading of subway, FLAC-3D model, deformation, velocity

1009-6825(2015)28-0084-03

2015-07-31

李雨株(1989- )，女，碩士，助理工程師； 王 浩(1981- )，男，碩士，高級工程師； 王 雙(1989- )，女，碩士，助理工程師

U491.93

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