摘要
近年来，随着城市的发展及环境保护要求的不断提高，城市地下工程的建造技术呈现出多样化的格局和发展态势。盖挖逆作法由于其特殊的施工步序，推广应用较少，但在已应用的工程中取得了较好的技术、经济和社会效益。目前，传统明挖法和暗挖法施工过程中地下结构的力学行为和周围环境影响研究已基本成熟，但针对盖挖逆作工法的这方面研究较少。 为响应北京城建设计发展集团牵头编制的《城市地下工程盖挖逆作法结构设计指南》的一些要求，结合在实际工程中所遇到的问题，论文以长春火车站南广场交通枢纽工程为背景，采用现场监测和数值模拟相结合的方法，开展了本课题的研究。主要研究内容和结论如下: (1)采用有限差分法对同等控制条件下的盖挖逆作法和明挖顺作法地下工程进行模拟计算。分析得到，盖挖逆作法施工的模拟结果与现场监测结果吻合较好，且盖挖逆作法较明挖顺作法施工在保护基坑周围环境和控制地下结构变形方面有一定的优势。 (2)在考虑不同影响因素(围护结构刚度、楼板支撑刚度、土层性质)的情况下，采用有限差分法分别建立两工法施工的三层三跨结构进行对比。分析发现，土层性质对周围环境的影响和对地下结构自身变形的影响较另外两个因素(围护结构刚度和楼板支撑刚度)显著，且影响方式也不同。 (3)采用有限元方法，结合施工工艺及施工和使用期间结构体系的实际受力状态，将结构受力过程分解成若干个相对独立的工况，建立不同施工阶段的结构荷载模型。分析得到，地下结构的内力最大值一般集中在结构的节点处，且施工全过程结构内力转换特征明显。 (4)将盖挖逆作法中竖向支撑体系结构间(地连墙和中间桩柱)差异沉降的模拟值与监测值进行对比分析，采用有限元方法，对盖挖逆作法施工过程中的正常荷载下和差异沉降荷载下结构内力进行计算。分析得到，后者较前者产生的内力显著增大，如果差异沉降值控制在合理的范围内，最大内力值成正比增大，但当差异沉降值超出合理范围时，结构内力值将急剧增大。
NETL