引領(lǐng)城市隧道上方區(qū)域的開(kāi)發(fā)

在羅馬尼亞布加勒斯特西部，一家土地開(kāi)發(fā)商啟動(dòng)了一項(xiàng)總投資 250 萬(wàn)歐元的項(xiàng)目，這是這座城市建造在地鐵隧道上方的第一棟住宅樓。最初的結(jié)構(gòu)規(guī)劃是地上十層，外加地下停車(chē)場(chǎng)。作為隧道保護(hù)區(qū)的先驅(qū)性項(xiàng)目，它的占地空間不規(guī)則，需要征得地鐵運(yùn)營(yíng)商的批準(zhǔn)，并演示隧道微乎其微的位移以及對(duì)結(jié)構(gòu)力的影響。SAIDEL Engineering 的任務(wù)是提供結(jié)構(gòu)和巖土工程設(shè)計(jì)，通過(guò)提供安全且經(jīng)濟(jì)高效的地基設(shè)計(jì)，減少建筑物對(duì)隧道襯砌的總體影響。

這個(gè)項(xiàng)目非常復(fù)雜，需要 SAIDEL Engineering 修改占地空間的形狀，減少建筑物的不規(guī)則性，但依舊滿(mǎn)足其功能和建筑需求，同時(shí)還必須獲得保守的地鐵運(yùn)營(yíng)商的批準(zhǔn)。在 SAIDEL Engineering 參與進(jìn)來(lái)之前，此項(xiàng)目曾經(jīng)被駁回，隨后拖延了兩年。為了讓項(xiàng)目盡快繼續(xù)下去，他們需要確定一項(xiàng)創(chuàng)新的挖掘計(jì)劃和地基概念設(shè)計(jì)，并征得地鐵運(yùn)營(yíng)商 Metrorex 的認(rèn)可。

提高精確度，優(yōu)化設(shè)計(jì)

由于 Metrorex 嚴(yán)格要求最大限度降低對(duì)隧道的影響，SAIDEL Engineering 最初開(kāi)展了二維巖土工程分析，以確定并展示符合位移與結(jié)構(gòu)要求的可行挖掘和地基解決方案。然而，團(tuán)隊(duì)希望通過(guò)三維巖土工程建模和分析提高概念地基設(shè)計(jì)的安全性。在獲得挖掘批準(zhǔn)的同時(shí)，SAIDEL Engineering 公司還開(kāi)發(fā)了三維模型，以提高精確度，優(yōu)化巖土工程設(shè)計(jì)，從而獲得批準(zhǔn)。SAIDEL Engineering FEM 設(shè)計(jì)工程師 ?erban Nicolau 表示：“鑒于項(xiàng)目的敏感性，我們希望提高解決方案的安全性?！?/p>

但是，SAIDEL Engineering 不僅在對(duì)地樁和墻墩荷載進(jìn)行建模時(shí)面臨著許多障礙，還面臨著模型尺寸帶來(lái)的許多挑戰(zhàn)，模型包含 110 萬(wàn)個(gè)單元和 150 萬(wàn)個(gè)節(jié)點(diǎn)。他們需要采用先進(jìn)的巖土工程應(yīng)用程序，為地鐵運(yùn)營(yíng)商提供精確、優(yōu)質(zhì)的設(shè)計(jì)和文件，證明結(jié)構(gòu)地基和它上面的 10 層住宅樓對(duì)隧道襯砌的影響微乎其微。

推進(jìn)巖土工程建模和分析

作為 PLAXIS 長(zhǎng)達(dá)近十年的用戶(hù)，SAIDEL Engineering 知道 Bentley 的巖土工程應(yīng)用程序是這個(gè)項(xiàng)目的最佳選擇。Nicolau 表示：“對(duì)我們來(lái)說(shuō)，使用 PLAXIS 三維分析是自然而然的一步?！彼麄兪褂迷撥浖M(jìn)行了平面應(yīng)變分析，開(kāi)發(fā)了三維模型，提高了精確度和優(yōu)化程度，比較了三維分析和原始二維模型，以進(jìn)一步增強(qiáng)人們對(duì)項(xiàng)目地基的信心。團(tuán)隊(duì)評(píng)估了在地樁上使用簡(jiǎn)易筏或筏的可行性，同時(shí)考慮了在擴(kuò)大或不擴(kuò)大地基時(shí)不同的直徑和長(zhǎng)度。他們還分析了在包圍隧道的地基地樁之間的筏下面使用 15 厘米厚聚苯乙烯泡沫塑料的可能性。對(duì)于土體結(jié)構(gòu)交互，他們使用 PLAXIS 中獨(dú)特的本構(gòu)土體建模功能進(jìn)行了非線(xiàn)性分析。

為克服建模障礙，SAIDEL Engineering 利用了 PLAXIS 中的其他高級(jí)功能，包括使用六角形棱鏡對(duì)地樁進(jìn)行建模，并使用剛體特征來(lái)對(duì)墻墩荷載進(jìn)行建模，以確保收斂。他們使用該軟件精確地建模和分析了潛在的解決方案，以及這些解決方案在施工和生命周期運(yùn)營(yíng)的各個(gè)階段對(duì)隧道襯砌的影響，從而獲得了地鐵運(yùn)營(yíng)商批準(zhǔn)的設(shè)計(jì)概念。獲得接受的解決方案是在 37 根樁上搭建 1.5 米厚的筏板，直徑 1,080 毫米，長(zhǎng) 18 米。公司的三維計(jì)算表明，這種設(shè)計(jì)在挖掘過(guò)程導(dǎo)致了大約剛剛超過(guò) 6 毫米的隆起，在建筑服務(wù)期間導(dǎo)致了大約剛剛超過(guò) 6 毫米的沉降，對(duì)地鐵隧道幾乎沒(méi)有影響。