图3-45 离心试验计算结果
类似于竖向影响参数分析，以下对隧道开挖对邻近桩筏基础水平向影响进行参数分析。
1.隧道相关的参数
与竖向分析相同，此处对隧道埋深、隧道与桩基的距离以及隧道开挖面地层损失比进行研究。分析中计算参数如表3-1所列。
A.隧道与桩的距离(x)
采用均质地基中隧道开挖对单桩的影响分析模型(图3-9)，令隧道与桩的距离为研究对象，分别将距离设置为0、4.5、9、13.5 m，其他计算参数如表3-1所列。
从图3-46可见，随着距离的增大，弯矩随之减小。由于距离为0时，隧道刚好在桩基底部，所以，水平变形和弯矩为0，虽然最大水平位移随着距离的增加也减小，但是，桩顶的水平位移随着距离的增加反而增加。
B.隧道埋深
为了明确隧道位置与桩长的关系，本书利用隧道埋深与桩长的比值(H/L)来表示隧道埋深，分别设置H/L为0.2、0.6、1.0和1.4计算隧道周边单桩受力特性，其他计算参数如表3-1所列。
从图3-47可以看到桩基水平位移在H/L=0.2、0.6、1时均较大，弯矩最大值出现在H/L=0.6时。说明在隧道选线时需要根据两个标准来控制对周边建筑的影响，首先，为了减少邻近建筑的变形，隧道应避免在桩身埋深位置穿越，其次，为了保护桩身自身的安全，隧道应避免从桩基中部位置穿越，隧道埋深在桩底以下对减少桩基水平响应具有较大的帮助。
图3-46 隧道与桩的距离对被动桩的水平影响
图3-47 隧道埋深对被动桩基的水平影响
C.地层损失比
本书方法中，隧道的施工方法和质量主要反映在地层损失比上。因此，本书也对地层损失比对被动桩基的影响进行了分析，分析中，地层损失比分别设置为1%、2%、3%、4%和5%，其他参数见表3-1。
如图3-48所示，桩身水平位移和弯矩都随着地层损失比的增加而增加，图3-49显示，最大桩身水平位移和弯矩随着地层损失比线性增长。所以，选用合理的施工方法、控制施工质量有助于减少隧道开挖对邻近桩基的影响。
图3-48 地层损失比对被动桩的水平影响
图3-49 地层损失比对最大水平位移与弯矩的影响
2.土层分布
如前文所述，与竖向分析类似，本书拟对两层土和三层土体系中，土层的弹性模量比对邻近隧道的被动桩基的水平向影响进行分析。
A.双层地基
如图3-17所示双层土体体系，设置上、下土层的模量比为0.25、0.5、1和2，其他参数如表3-2所列。分两部分考察土层模量比对邻近隧道被动桩基的水平向影响，第一部分维持上层土弹性模量不变，改变土层模量比；第二部分维持下层土弹性模量不变，改变土层模量比。
a.下卧土层模量影响(www.xing528.com)
在该部分，设置上覆土层的模量为24 MPa，下卧层土的模量随着上、下土层的模量比的变化而改变。
图3-50和图3-51所示分别为双层地基中下卧土层模量对邻近隧道的被动单桩和桩筏的水平向影响。从图上可见，虽然桩身变形和内力沿着桩身的分布规律基本一致，但是数值上随着上、下土层模量比Es1/Es2的变化而变化。从图上可见，随着上、下土层模量比Es1/Es2的增大，桩身水平位移和弯矩都随之增加。而且可以看到，下卧土层模量的变化对桩身的内力和水平位移的影响主要集中于分布于下卧土层中的桩段，对于上覆土层中的桩段仅竖向位移影响较大。这与竖向分析的结果一致。从图上可见，下卧土层的刚度对桩筏基础的影响规律与对单桩的影响规律是一致的，且下卧土层刚度对前桩的水平位移和弯矩的影响较为显著，而对后桩的水平位移和弯矩的影响较小。
图3-50 下卧土层刚度对邻近隧道桩筏基础的水平影响
b.上覆土层模量影响
在该部分，在双层地基中设置下卧土层的模量为24 MPa，上覆层土的模量随着上、下土层的模量比的变化而改变。
图3-51 下卧土层刚度对邻近隧道被动桩筏的水平影响
图3-52 上覆土层刚度对邻近隧道被动单桩水平影响
图3-53 上覆土层刚度对邻近隧道被动桩筏基础水平影响
图3-52和图3-53所示分别是双层地基中上覆土层刚度对邻近隧道的单桩和桩筏基础的影响的计算结果。从图上可见，无论是桩身位移还是内力，都随着上、下土层模量比Es1/Es2的增大而增大，与竖向分析时结论一致，而且可以看到上覆土层的刚度对桩基的水平位移和弯矩几乎没有影响。同样，上覆土层刚度对桩筏基础的影响规律与对单桩的影响规律相同。
B.三层地基
从双层地基的分析可以知道，土层模量比对邻近隧道的被动桩筏基础的水平向影响规律与对邻近隧道的被动单桩的水平向影响规律相同，因此，本处仅考虑三层地基中地基模量比对邻近隧道被动单桩的影响。采用图3-31所示三层土体地基中隧道-桩-土计算模型分析三层土中隧道开挖对邻近单桩的水平向影响。其中三层土土层模量比Es1∶Es2∶Es3分别设置为1∶2∶4，1∶4∶2，2∶1∶4，2∶4∶1，4∶1∶2和4∶2∶1。其他参数见表3-3。
图3-54所示为三层地基体系中土层模量比对邻近隧道的被动单桩的水平向影响的计算结果。土层模量比对桩基水平位移以及弯矩的影响较小，隧道所在土层的刚度对桩基的影响较大，而隧道所在土层的上覆土层和下卧土层的刚度变化对邻近隧道的被动桩基的影响较小。当隧道所在土层刚度保持一致时，其他土层刚度变化时，桩身弯矩基本保持不变。这与竖向分析所得规律一致。与双层地基体系相同，多层地基中土层模量比对邻近隧道被动桩筏基础的影响规律可以参考邻近隧道被动单桩的影响规律。
图3-54 三层地基中土层模量比对邻近隧道桩筏基础的水平影响
3.桩基排列
与竖向分析相同，对如图3-41和图3-42所示两种桩基排布体系进行计算分析。
图3-55所示为层状地基中隧道开挖对3×2桩筏基础的计算结果。从图上可以看出，该桩筏基础中基桩水平受力特性和前、后桩水平响应差异均与2×2桩筏基础类似，同排桩基的受力特性基本一致。图3-56所示为2×3桩筏基础的计算结果。从图上可以看出，该桩筏基础中基桩受力特性和前、后桩差异也与2×2桩筏基础类似。桩基排列对桩筏基础中基桩的水平向受力特性的影响规律与竖向分析一致。
图3-55 层状地基中隧道开挖对3×2桩筏的水平影响
图3-56 层状地基中隧道开挖对2×3桩筏的影响
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