南京市江宁大学城弘景大道提档升级改造一期工程对南京绕城高速安全影响评价

◇江苏纬信工程咨询有限公司 陈晓凡

江宁大学城弘景大道提档升级改造一期工程项目工程总承包位于南京市江宁区大学城，施工期间对桥梁的影响因素主要有桥下路面铣刨、沥青摊铺、各类管道沟槽开挖及安管回填、苗木栽植、景观挂板等。为分析本工程施工过程中对南京绕城高速安全影响，本文借助迈达斯三维数模软件，通过建模分析，探讨了施工过程中对绕城高速结构的影响。研究结果表明，本工程建设对工程区域土层、南京绕城高速立交桥桩体影响较小，最大变形值仅为0.9 mm，不会对稳定性产生影响。

江宁大学城弘景大道提档升级改造一期工程项目工程总承包位于南京市江宁区大学城，本次施工路段起点天印大道，终点丽泽路，含道路、雨污水、电力管线、中水、交通设施、路灯（含亮化）、景观绿化、城市家具（含公交站台）等，与南京绕城高速在K73+000～K73+072（南京绕城高速桩号）处相交，桥下允许通行高度4.8 m，两排桥墩处在侧分带位置。

工程保持现有道路断面形式不变进行提档升级，其中在道路北侧绿地增设电力10 kV管道14孔，南侧绿地增设电力3回110 kV管道12孔、热力DN300管道一条，现有桥墩用亚克力板装饰，施工期间对桥梁的影响因素主要有桥下路面铣刨、沥青摊铺、各类管道沟槽开挖及安管回填、苗木栽植、景观挂板等。

1 设计方案

1.1 下部道路弘景大道现状介绍

弘景大道道路整治工程位于江宁高新区，施工范围西起诚信大道，东至丽泽路，全长约1784 m，现状路幅宽72 m。

图1 弘景大道平立面图

1.2 南京绕城高速现状介绍

南京绕城高速公路是南京市的高等级快速公路，由南京绕城公路江南段、绕城公路江北段、南京长江三桥、南京长江四桥组成，通过南京长江三桥、南京长江四桥江南段和江北段相连。南京绕城高速公路全长166公里，主路双向六车道，设计时速为120公里，由南京长江四桥、南京绕越高速公路东南段、南京长江三桥、宁淮高速公路、绕越公路东北段组成，经过南京栖霞区、江宁区、浦口区、六合区。

2 三维模型建立

江宁大学城弘景大道提档升级改造一期工程项目工程总承包位于南京市江宁区大学城，本次施工路段起点天印大道，终点丽泽路，含道路、雨污水、电力管线、中水、交通设施、路灯（含亮化）、景观绿化、城市家具（含公交站台）等，与高速高架在K0-020～K0+020位置相交，桥下允许通行高度4.8 m，两排桥墩处在侧分带位置。

本工程保持现有道路断面形式不变进行提档升级，其中在道路北侧绿地增设电力10 kV管道14孔，南侧绿地增设电力3回110 kV管道12孔、热力DN300管道一条，需开挖沟槽埋设。沟槽尺寸定宽1.89 m，底宽1.44 m，坡比1:0.1，深度2.25。现利用MIDAS GTS Nx对沟槽开挖对桥墩及桩基周围土体扰动进行数值模拟，论证管线埋设沟槽开挖后对工程周围道路的影响。

图2 三维模型计算示意图

3 计算工况

本次计算工况分为两个步骤：首先建立初始自重应力场。在实际工程中，由于天然土层在土体自重和周围建筑物荷载作用下，已经固结沉降完毕，需要将已经固结沉降完成的原状土作为后续修建立交桥的初始状态。因此，若要达到天然土层的初始状态，必须平衡初始地应力，使得在土体模型中只存在初始应力场而不出现初始位移。模型中第一阶段为沟槽开挖前的初始阶段，计算出土体在自重的作用下的位移场和应力场，通过MIDAS-GTS的位移清零功能消除已经完成的沉降位移，并构造初始应力场，同时也作为后阶段沟槽开挖对地层扰动的比较参照。模型中计算的所有变形数值都是地层的最终变形值，不考虑时效作用。

4 计算结果分析

4.1 沟槽开挖后过后对土层变形影响

地面的土层属性为粉土，从计算结果云图可以看出，基坑开挖后本地层沉降沿桩基周围呈扩散分布。土体变形最大区域在桩周附近，最大值仅为3 mm。

图3 土体变形情况（轴测图）

4.2 沟槽开挖后过后对桩体的影响

从图中可以看出，桩体变形幅度较小，最大值变形值仅为0.9 mm，位于中部桥台桩顶。两跨立交桥之间的两排桩体与其他桩基相比较，变形较大，但是总体值都较小，可忽略不计，所以沟槽开挖不会影响立交桥桩体的稳定性。

图4 桩体变形情况（轴测图）

图5 桩体变形方向

5 结论

本次南京市江宁大学城弘景大道提档升级改造一期工程主要在南京绕城高速桥下施工。经本项目建模分析，工程区域地面的土层属性为粉土，根据本报告数值模拟仿真计算，基坑开挖后本地层沉降沿桩基周围呈扩散分布。土体变形最大区域在桩周附近，最大值仅为3 mm，桩体最大变形值仅为0.9 mm。因此，本工程建设对工程区域土层、南京绕城高速立交桥桩体影响较小，不会对稳定性产生影响。