高井2号住房CFG桩复合地基受地铁振动影响分析

李雨株 王 浩 王 双

(中兵勘察设计研究院，北京 100053)

高井2号住房CFG桩复合地基受地铁振动影响分析

李雨株 王 浩 王 双

(中兵勘察设计研究院，北京 100053)

结合已有的地层资料，建立FLAC-3D模型对高井2号住房受地铁振动影响进行模拟，分析了车辆行驶情况下，地铁振动对CFG桩影响程度，并计算了CFG桩的变形和速度，将计算结果与实测结果进行了对比分析，得出计算结果与实测结果基本一致的结论。

CFG桩,地铁振动,FLAC-3D模型,变形,速度

0 引言

高井2号住房临近地铁6号线，受地铁振动的影响。本文选择距离地铁最近的3号住宅楼，并结合已有的地层资料，建立FLAC-3D三维模型，分析车辆行驶情况下，地铁振动对建筑物CFG桩的影响[1,2]。本文计算了地铁在车辆行驶振动的情况下，CFG桩的变形和速度，并将计算出的速度结果与实际测试结果进行对比分析，验证了FLAC-3D概化模型计算的准确性。

1 模型简介

1.1 模型建立

依据已有的地层资料，建立FLAC-3D模型，模型范围为100 m×100 m×40 m，模型共设置14组[3]。

地基土层采用实体单元弹塑性模型，CFG桩采用结构单元。

1.2 边界条件

本次静力计算边界条件采用位移边界条件。模型上表面为自由边界，底部及X，Y方向两侧的边界均为位移固定边界。动力计算采用粘性边界，在模型的法向和切向分别设置自由的阻尼器吸收入射波。

1.3 加速度时程曲线

动力状态计算采用的是校正和滤波后的加速度时程曲线。地表处校正和滤波后的加速度时程曲线参见图1。

地铁内校正和滤波后的时程曲线参见图2。

1.4 监测点设置

本次计算在模型中设置了9个变形监测点，以监测CFG桩复合地基的桩身变形和速度，如图3所示。

2 计算成果分析

2.1 车辆行驶时CFG桩变形分析

经过计算各监测点在X，Y和Z方向的变形峰值如表1所示。

表1 各监测点在X，Y和Z方向的变形峰值 mm

1号、2号、3号监测点在X，Y和Z方向上的位移变化趋势基本是一致的；4号、5号、6号监测点是一致的；7号、8号、9号监测点是一致的。各监测点X和Z方向随地铁运行振动产生的变形方向是一致的，Y方向则有所不同。现列出变形最大的6号监测点X，Y，Z方向的变形曲线，及3号、9号监测点Y方向的变形曲线如图4～图8所示。

由图4～图8可以看出，各监测点的变形随着地铁运行逐渐增加，在列车驶离时达到最大值。

Y方向由3号监测点的东向逐步变为9号监测点的西向。

2.2 CFG桩速度分析

经过计算各监测点在X,Y和Z方向的速度峰值如表2所示。

表2 各监测点在X，Y和Z方向的速度峰值 mm

这里列出5号监测点X,Y,Z方向的变形曲线，及2号、8号监测点Y方向的变形曲线如图9～图13所示。

表3 CFG桩振动监测的速度幅值/频率统计

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

从图9～图13可以看出，监测点的速度仅在地铁运行前期变化较大，随后趋于稳定。

X和Z方向各监测点随地铁运行振动产生的速度方向是一致的，Y方向各监测点随地铁运行振动产生的速度方向发生了改变，由2号监测点的东向逐步变为8号监测点的西向。

3 现场监测结果分析

根据3号住宅CFG桩受地铁振动影响的监测资料，各监测点的速度幅值/频率如表3所示。从表3中可以看到，地铁运行的振动频率主要集中在40 Hz～80 Hz，CFG桩的最大振动速度峰值为1.098 mm/s，这与本文的计算结果基本一致。

4 结语

1)监测点的变形随着地铁的运行逐渐增加，在列车驶离时最大。

2)随地铁运行振动，X和Z方向各监测点的变形和速度方向是一致的，Y方向各监测点则发生了改变，由2号、3号监测点的东向逐步变为8号、9号监测点的西向。

3)监测点的速度在地铁运行前期变化较大，随后趋于稳定。

4)FLAC-3D软件计算的CFG桩振动速度结果与实际监测成果对比，两者基本一致。

[1] 洪俊青,刘伟庆.地铁对周边建筑物振动影响分析[J].振动与冲击,2006,25(4):142-145.

[2] 夏 禾,吴 萱,于大明.城市轨道交通系统引起的环境振动问题[J].北京交通大学学报(自然科学版),1999(4):1-7.

[3] 陈育民，徐鼎平.FLAC/FLAC3D基础与工程实例[M].第2版.北京：中国水利水电出版社，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，硕士，助理工程师； 王 浩(1981- )，男，硕士，高级工程师； 王 双(1989- )，女，硕士，助理工程师

U491.93

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