南京市江寧大學城弘景大道提檔升級改造一期工程對南京繞城高速安全影響評價

◇江蘇緯信工程咨詢有限公司 陳曉凡

江寧大學城弘景大道提檔升級改造一期工程項目工程總承包位于南京市江寧區大學城，施工期間對橋梁的影響因素主要有橋下路面銑刨、瀝青攤鋪、各類管道溝槽開挖及安管回填、苗木栽植、景觀掛板等。為分析本工程施工過程中對南京繞城高速安全影響，本文借助邁達斯三維數模軟件，通過建模分析，探討了施工過程中對繞城高速結構的影響。研究結果表明，本工程建設對工程區域土層、南京繞城高速立交橋樁體影響較小，最大變形值僅為0.9 mm，不會對穩定性產生影響。

江寧大學城弘景大道提檔升級改造一期工程項目工程總承包位于南京市江寧區大學城，本次施工路段起點天印大道，終點麗澤路，含道路、雨污水、電力管線、中水、交通設施、路燈（含亮化）、景觀綠化、城市家具（含公交站臺）等，與南京繞城高速在K73+000～K73+072（南京繞城高速樁號）處相交，橋下允許通行高度4.8 m，兩排橋墩處在側分帶位置。

工程保持現有道路斷面形式不變進行提檔升級，其中在道路北側綠地增設電力10 kV管道14孔，南側綠地增設電力3回110 kV管道12孔、熱力DN300管道一條，現有橋墩用亞克力板裝飾，施工期間對橋梁的影響因素主要有橋下路面銑刨、瀝青攤鋪、各類管道溝槽開挖及安管回填、苗木栽植、景觀掛板等。

1 設計方案

1.1 下部道路弘景大道現狀介紹

弘景大道道路整治工程位于江寧高新區，施工范圍西起誠信大道，東至麗澤路，全長約1784 m，現狀路幅寬72 m。

圖1 弘景大道平立面圖

1.2 南京繞城高速現狀介紹

南京繞城高速公路是南京市的高等級快速公路，由南京繞城公路江南段、繞城公路江北段、南京長江三橋、南京長江四橋組成，通過南京長江三橋、南京長江四橋江南段和江北段相連。南京繞城高速公路全長166公里，主路雙向六車道，設計時速為120公里，由南京長江四橋、南京繞越高速公路東南段、南京長江三橋、寧淮高速公路、繞越公路東北段組成，經過南京棲霞區、江寧區、浦口區、六合區。

2 三維模型建立

江寧大學城弘景大道提檔升級改造一期工程項目工程總承包位于南京市江寧區大學城，本次施工路段起點天印大道，終點麗澤路，含道路、雨污水、電力管線、中水、交通設施、路燈（含亮化）、景觀綠化、城市家具（含公交站臺）等，與高速高架在K0-020～K0+020位置相交，橋下允許通行高度4.8 m，兩排橋墩處在側分帶位置。

本工程保持現有道路斷面形式不變進行提檔升級，其中在道路北側綠地增設電力10 kV管道14孔，南側綠地增設電力3回110 kV管道12孔、熱力DN300管道一條，需開挖溝槽埋設。溝槽尺寸定寬1.89 m，底寬1.44 m，坡比1:0.1，深度2.25。現利用MIDAS GTS Nx對溝槽開挖對橋墩及樁基周圍土體擾動進行數值模擬，論證管線埋設溝槽開挖后對工程周圍道路的影響。

圖2 三維模型計算示意圖

3 計算工況

本次計算工況分為兩個步驟：首先建立初始自重應力場。在實際工程中，由于天然土層在土體自重和周圍建筑物荷載作用下，已經固結沉降完畢，需要將已經固結沉降完成的原狀土作為后續修建立交橋的初始狀態。因此，若要達到天然土層的初始狀態，必須平衡初始地應力，使得在土體模型中只存在初始應力場而不出現初始位移。模型中第一階段為溝槽開挖前的初始階段，計算出土體在自重的作用下的位移場和應力場，通過MIDAS-GTS的位移清零功能消除已經完成的沉降位移，并構造初始應力場，同時也作為后階段溝槽開挖對地層擾動的比較參照。模型中計算的所有變形數值都是地層的最終變形值，不考慮時效作用。

4 計算結果分析

4.1 溝槽開挖后過后對土層變形影響

地面的土層屬性為粉土，從計算結果云圖可以看出，基坑開挖后本地層沉降沿樁基周圍呈擴散分布。土體變形最大區域在樁周附近，最大值僅為3 mm。

圖3 土體變形情況（軸測圖）

4.2 溝槽開挖后過后對樁體的影響

從圖中可以看出，樁體變形幅度較小，最大值變形值僅為0.9 mm，位于中部橋臺樁頂。兩跨立交橋之間的兩排樁體與其他樁基相比較，變形較大，但是總體值都較小，可忽略不計，所以溝槽開挖不會影響立交橋樁體的穩定性。

圖4 樁體變形情況（軸測圖）

圖5 樁體變形方向

5 結論

本次南京市江寧大學城弘景大道提檔升級改造一期工程主要在南京繞城高速橋下施工。經本項目建模分析，工程區域地面的土層屬性為粉土，根據本報告數值模擬仿真計算，基坑開挖后本地層沉降沿樁基周圍呈擴散分布。土體變形最大區域在樁周附近，最大值僅為3 mm，樁體最大變形值僅為0.9 mm。因此，本工程建設對工程區域土層、南京繞城高速立交橋樁體影響較小，不會對穩定性產生影響。