近年来,随着城市建设的高速发展以及地铁兴建热潮的到来,盾构隧道下穿CFG桩复合地基的工程案例逐渐增多,如何准确预测复合地基变形并采取有效的技术措施将变形控制在安全范围是其核心问题。然而,目前针对盾构隧道开挖邻近CFG桩复合地基的影响机理研究尚不明确,亟待进一步研究。为此,本文依托实际的穿越工段,采用理论计算方法和有限元法对盾构穿越CFG桩复合地基的沉降变形和桩土内力变化进行研究并提出相应预防加固措施。其研究结论以期能为CFG桩复合地基设计及盾构隧道穿越施工控制提供理论依据与技术支持。首先采用迈达斯GTS/NX软件进行数值模拟,并通过两阶段法理论计算验证其可靠性,在此基础上,研究盾构隧道开挖引起土体附加作用对CFG桩复合地基的桩土受力变形规律。其次进行不同CFG桩本身设计参数对盾构隧道开挖的响应分析,最后考虑不同盾构开挖施工参数对CFG桩复合地基的影响并提出相应解决措施。所得主要结论如下:(1)对比盾构隧道开挖影响范围内前后桩、土受力状态,土体开挖对CFG桩复合地基内力影响较小,且桩体、桩周土体应力都有减小趋势,变化率为3%,隧道衬砌周围土体应力较大并有增大趋势,变化率为16%,说明盾构开挖后上部建筑物荷载转移到隧道衬砌拱顶周围。对于在设计阶段无需考虑的无筋刚性桩体,本身抗剪能力较弱,盾构穿越施工使其桩端剪力增长到139 kN,很有可能发生桩体的剪切破坏。据以上不利穿越后果,隧道施工过程中须采取工程加固措施及调整盾构工作参数保证既有和在建结构正常使用。(2)CFG桩复合地基在盾构隧道开挖后主要发生沉降变形,水平方向桩体沉降呈W型分布,竖直方向桩土沉降过程分为两个阶段:其一为桩土的瞬时相对运动,相对位移为1.5 mm;其二为复合地基再次固结沉降过程,固结沉降结束后与开挖前荷载传递路径保持一致。盾构隧道开挖后褥垫层散体材料补充到失陷的桩周土位置中,且褥垫层应力变大,说明褥垫层对调节复合地基及上部基础沉降变形起到非常有效的作用。(3)桩径对复合地基沉降影响较明显;桩长的变化引起隧道开挖面相对位置改变致使复合地基变形和受力都发生突变,因为桩身存在有效桩长,当桩长超过13 m后桩体应力的改变不再明显;桩间距的改变对复合地基各项评价指标都有显著影响,桩间距大于3 m时CFG桩复合地基的抵抗附加变形的能力基本丧失,CFG桩复合地基将出现较大的沉降变形;褥垫层在盾构开挖前后都起到关键的受力变形协调作用;桩周土模量对复合地基受附加作用时有较明显响应,表现为较小的整体性沉降变形。施工中桩周土体模量改变的实质就是隧道上部土体的加固举措。(4)随桩隧净间距减小,桩、土沉降和桩端剪力增大;隧道开挖面直径越大,土体应力释放越大,对复合地基的受力变形影响也更大;盾构密贴下穿(净间距小于0.5 D)以及大直径(11 m)开挖CFG桩复合地基产生的沉降将会超过允许极限值。相比其它穿越位置盾构隧道,侧穿对复合地基影响较小;双线同时开挖复合地基相比一侧先开挖沉降、受力比较均匀,但影响深度更大。针对以上不利变形影响,一方面,在设计之初应加以重视;另一方面,在实际施工过程中采取相应工程加固措施可以明显减少盾构隧道开挖对邻近既有复合地基及建筑物的危害。