《城市地下空间建设新技术》第6章详解PPT精品课件

1、城市地下空间建设新技术住房和城乡建设部执业资格注册中心2014 年 10 月 24-260第6章轨道交通与商业综合开发“一体化”建造模式与施工技术6.1概述6.2技术介绍6.3工程应用6.4小结2021/3/1#6. 5.1依托工程概况(1) 总体概况轨道交通七号线浦江耀华站与所在街坊综合开发项目，位于浦东新区耀华 支路80号，基地面积26705. 4in2,其中基坑面积约2万平方米，基坑围护总 长约600m,拟建的耀华路地铁站从基坑中横穿而过。2021/3/56上海地铁7号线线路图班述(2) 建筑与结构概况功能定位：集高档办公、五星级酒店、商场、 会议、餐饮、娱乐等多功能为一体的现代化、智

2、能化综合体建筑突出特点：轨務交通七号线从地块中间穿过， 并在地下室内设燿华站；结构概况：以地铁为界分南北两区，北区为办 公及商业，一幢26层办公楼，地下5层。南区为东 西两幢酒店，分别为23层和17层，均为地下三层。 中间地下为地铁站的标准段，其中地下三层为站 台层，地下二层为站厅层。总建筑17.3万m2,地 下建筑面积约为6. 5万m2。三幢高层结构体系为框 架核心筒，裙房区域为框架结构体系；基础概况：桩筏基础，基础埋深20.419. 5mo 地下室外墙与地下连续墙两墙合一，并设内衬墙。61概述2021/3/176. 1.1依托工程概况(2)建筑与结构概况I IrrE -K-fUttt. t

3、onotooDp片昙二Mr乜 nr1IIII1111i .211S7 二M t.ns!| 卜 囂q.音p.n .益4輕鼻；皿 q ；IK 1?000I7t7/7/20r;oiMuiaA A剖面朋粉为就昶6. 1.1依托工程概况(3) 围护结构概况围护形式：地下连续墙，厚SlOOOmm；开挖深度约为19. 5m20. 4m,地下连 续墙的有效长度根据场地内的土层和挖深的分布变化。表6.1-1地下连续墙信息表分区开挖深度(m)地下连续墙厚度 (m)有效长度(m)办公楼区20.41.037.25地铁车站19.836.45酒店西楼20.136.45酒店东楼20.036.45裙楼区域19.535.952

4、021/3/166. 1. 1依托工程概况61概述（3）围护结构概况水平支撑：采用钢筋混凝土 桁架式支撑。共设置四道。在 拆撑阶段基础底板上设置钢管 斜坡换撑。水平支撐为对撑结 合角撑、边桁架的形式布置。沿短边设置对撑，仅在角部设置角撑来控制短边的位移。2021/3/176. 1.1依托工程概况(4) 立柱和立柱桩概况水平支撑：临时钢立柱采用由 等边角钢和缀板焊接而成的 4L180X18角钢格构柱，其截面为 460mmX 460mm,型钢型号为Q345B ,钢立柱插入作为立柱桩的钻孔 灌注桩中不少于3m。支撑立柱桩 尽量利用主体结构工程桩，尽量 减少加打立柱桩。加打的支撑立 柱采用800钻孔灌

5、注桩。在地铁铺轨时，支撑体系尚不能完全拆除，因此，支撑立柱需避开时铺轨范 围设置，以确保基础底板施工结束后可以进行铺轨施工。2021/3/186. 2. 1 一体化围护模式施工技术(1)新建地墙与原端头井地墙连接技术约束条件：地块地下连续墙施工前，地铁端头井地下连续墙及其内部结构均已施 工完毕，且需利用端头井部分地下连续墙作为围护体共同形成封闭的围护体系。导致的结果：地块地下连续墙需与端头井地下连续墙进行连接。2021/3/110ms6. 2. 1 一体化围护模式施工技术（1）新建地墙与原端头井地墙连接技术连接接头形式：直角接头（2处，车站北侧）， 斜角接头（2处，车站南侧）。连接方案：1）直

6、角平直连接：邻接幅地墙施工时，对端 头井已完成地墙接头部位严格清刷，防止接头位置 因夹泥而产生渗漏；坑外接缝处设置旋喷桩止水r 开挖阶段止水）；基坑内部设置钢筋混凝土内衬墙 以增加连接位置的强度和止水性能（两墙合一,使用阶段止水）。2021/3/1126. 2. 1 一体化围护模式施工技术（1）新建地墙与原端头井地墙连接技术连接方案：2）斜角连接：后施工地墙尽量与端头井地墙紧贴，设置转角槽段；邻接幅地 墙施工时，对端头井已完成地墙接头部位严格清刷，防止接头位置因夹泥而产生 渗漏;坑外接缝处设置旋喷桩止水（开挖阶段止水）；基坑内部设置钢筋混凝土 内衬墙以增加连接位置的强度和止水性能（两墙合一,使

7、用阶段止水）。6. 2. 1 一体化围护模式施工技术(1)新建地墙与原端头井地墙连接技术3) 连接方案调整:调整原因：在地表下46m处原端头井地墙施工时有塌方现象，存在较大混凝 土凸块，因此新施工地下连续墙无法与原端头井地下连续墙紧靠连接。设计调整方案：后施工地墙尽量与端头井地下连续墙紧贴，在新施工地墙与原 有地墙空挡处设置直径1200mm的钻孔灌注桩，深度同地下连续墙，同时设置两排 直径1000mm的旋喷桩止水。6. 2. 1 一体化围护模式施工技术（1）新建地墙与原端头井地墙连接技术3）连接方案调整：现场实际状况：在实际施工中，新老地墙间的空档约有lm左右，原有地墙塌方 范围比较大，在空档

8、处引孔非常困难（无法成桩）。实际釆用方案：钻孔灌注桩外移约lm；考虑到开挖较深，止水要求高，增加高 压旋喷排桩，扩大止水帷幕范围，旋喷桩增加到四排；在开挖过程中对该空档的 地墙釆用逆作法施工给予补缺，开挖一层土后，对空档的地墙补缺施工，依次从 上而下，随挖随补，直至坑底，所补地墙的水平筋必须与已施工的地墙水平筋相 连，把已施工的地墙水平筋驳出来，采取焊接连接。6. 2. 1 一体化围护模式施工技术(1)新建地墙与原端头井地墙连接技术3)连接方案调整：2021/3/1136.2技术介绍6. 2. 1 一体化围护模式施工技术（2）地下结构换撑技术1）底板斜抛撑：2021/3/1古 0.000=6.

9、000MM-1000xz*T- JE j6.650c gJfcT-r.fi -12.1500609X16-19.2X)60001562技术介绍6. 2. 1 一体化围护模式施工技术（2）地下结构换撑技术1）底板斜抛撑：设计支撑概况：地下三层底板标高 为-19. 20m,地下二层板标高为-12.15m o在围护支撑系统中，第四道支撑标高 为-17. Im,第三道支撑标高为T3. 6m, 第二道支撑标高为-9. 2mo在施工地下 二层板（72. 15m）时，需拆除第三道 支撑（-13. 6m）,第三道支撑一拆除， 基础底板面至第二道支撑净空将达10m ,无法满足围护拆撑计算工况。166.2技术介绍

10、6. 2. 1 一体化围护模式施工技术（2）地下结构换撑技术1）底板斜抛據：换撑设计：在第三道支撑下方（-15. 60m）与基础底板间设置钢管斜坡撑。钢管撑采用0609X16钢管，支撑间距在4m6m间，尽量避开结构柱和剪力墙等，当无法避开时，该钢管撑改为型 钢支撑，与墙体整浇。0000=6.000-1000MT-jE /6.65O176. 2. 1 一体化围护模式施工技术（2）地下结构换撑技术1）底板斜抛撑:换撑做法:19基础底板施工时设置混凝土牛腿，并在牛腿斜面上预埋700X700X20钢板， 牛腿间距同钢支撐；第四道支撑拆除后，在地墙侧-15. 60m标高处施工混凝土围楝，在对应牛腿位 置

11、处预埋700X700X20钢板Q为了确保内衬墙的防水效果,内衬墙与围標同 时施工,在围標上方设置施工缝,内设止水钢板,待换撑工况完成后,突出 内衬墙的部分围標进行凿除）;拼装0609X16钢管，两头设置封头板与底板牛腿以及围權上预埋钢板焊接， 由于存在支撑角度问题，钢管与牛腿存在空隙采用钢板塞紧焊牢。6. 2. 1 一体化围护模式施工技术（2）地下结构换撑技术2）结构后浇带：后浇带概况：地下室结构梁板内设有施工后浇带，在后浇带位置结构梁板仅钢筋 连通，混凝土后浇；导致的后果：梁板由于后浇带影响无法达到有效传递水平力的要求；处理方法：在后浇带位置结构主次梁内设置型钢传力杆件，型钢两端各设置一个

12、封头钢板，后浇带两侧梁混凝土浇至封头钢板，并与封头钢板紧贴密实，以确保传 力的可靠性。2021/3/16. 2. 1 一体化围护模式施工技术（2）地下结构换撑技术3）结构大开口处理：梁板大开口概况：地下一层和地下二层结构梁板上设有中庭和地铁车站玻璃采光 开口等结构永久大开口；导致的后果：梁板由于开口影响无法达到有效传递水平力的要求；处理方法：结构永久大开口位置设置钢筋混凝土杆件或型钢杆件等作为水平传力 构件，与结构梁板共同形成完整的水平传力体系，确保密换攢赠形成可靠的水平 支撑体系，约束地下连续墙的水平位移。待地下室结构顶板施工完毕并达到设计强 度后由下向上逐层拆除临时换撑构件6. 2. 1

13、一体化围护模式施工技术（2）地下结构换撑技术4）结构变标高处理：结构变标高概况：地下一层结构梁板存在高差和错层，办公楼区域板面标高与裙 楼区域板面标高高差达到16m ；导致的后果：换撑阶段结构错层影响水平力的传递；处理方法：错层超过1Om,地下一层办公楼与裙楼交界处设置型钢斜撑，斜撑一端撑在 裙楼结构梁端柱面上，另一端撑在办公楼结构梁底柱根部。地下连续墙传给 办公楼区地下一层结构梁板的水平力由办公楼结构剪力墙承担，另一部分通 过型钢斜撑传递给裙楼区地下一层结构梁板。6. 2. 1 一体化围护模式施工技术（2）地下结构换撑技术4）结构变标高处理：处理方法：错层不超过lOm的位置，结构梁板通过转换

14、梁传递水平力，主体结构 设计根据施工阶段的受力要求对结构转换梁予以加强处理，以确保水 平力的有效传递。结构车道位置，车道梁板与楼层结构梁板存在高差，在车道位置在结 构板面标高设置钢筋混凝土换撑杆件作为传力构件。待地下室结构顶 板施工完毕并达到设计强度后由下向上逐层拆除临时换撑构件。2021/3/1186. 2. 1 一体化围护模式施工技术（2）地下结构换撑技术4）结构变标高处理:=-一卄41-Trmm Fl IT nr11egg一亠J-总:H-八;八rm-.W/R/r /2COffC20miA一II_ 一 I II4L 3X：8 I II I6. 2. 1 一体化围护模式施工技术（3）端头井封

15、堵墙处结构连接及换撑技术1）底板结构连接与换撑：存在问题：已建端头井底板结构在靠封堵墙侧预埋钢筋器，如果在本工程底板 施工时也预留钢筋接驳器，底板连接存在一定困难：两边底板都留接驳器，钢筋 是无法连接的；封堵墙厚1000mm,该连接部位钢筋接头难以错开，无法满足规范 要求；在两边底板夹缝中间的封堵墙凿除是比较困难的。2021/3/1186. 2. 1 一体化围护模式施工技术（3）端头井封堵墙处结构连接及换撑技术1）底板结构连接与换撑：解决办法：工程开挖至基底后，在靠近 封堵墙侧再挖深800mm,形成800厚暗牛腿， 一边支撑在封堵墙上，另一边与底板连成整 体（解决水平力传递问题）。上部底板与封

16、 堵墙留1000宽空档，并留出底板钢筋，今后 封堵墙凿除后，再将钢筋连接起来，然后补 浇空档处及封堵墙处底板混凝土。为了确保 底板与地墙间隙的防水效果，在暗牛腿与封堵墙侧设置两道膨胀止水带。6. 2. 1 一体化围护模式施工技术（3）端头井封堵墙处结构连接及换撑技术2）楼层结构连接与换撑：存在问题：同前；解决办法：在离封堵墙部位1000mm处留出空档后浇。但同时需解决楼层结 构换撑传力，在楼层标高处设计400mm宽围標，用型钢支撑进行换撑传力， 型钢支撑一边锚入结构梁板中（地铁区域板厚400mm）,另一侧支撑在围橡 上，以此通过临时型钢解决换撑传力。6. 2. 1 一体化围护模式施工技术(4)

17、 封堵墙凿除技术2)楼层结构连接与换撑:实际工况：部分支撑杆件支撑在端头井封堵墙上，为确保支撑传力体系的完整性 ,支撐全部拆除后方可从上到下凿除端头井封堵墙，与端头井梁板结 构随拆随接，即封堵墙凿一层，结构接一层；由于地铁铺轨进度要求较高，在地下室基础底板达到一定强度后，在 地铁轨道中心区域交付相关单位实施铺轨作业。为了满足铺轨要求， 因此封堵墙需铺轨区域提前开洞，满足铺轨车辆可以通行。铺轨车辆 通行和作业最小空间大小为净宽3m,净高4.2m。并釆用钢筋混凝土梁 柱框架加强洞口，以支承上部地下连续墙。6. 2. 1 一体化围护模式施工技术(4) 封堵墙凿除技术2)楼层结构连接与换撑：解决措施：

18、第一步：在开洞前，确定好轨道中心线，划出开洞的具体方位。第二步：先在开洞范围内，对称开两条500mm宽槽，槽内用 400mmX400nmiHS钢临时支撑好上部混凝土墙。第三步：开洞净高上方凿除500nin高梁的位置，同时在门洞净宽两边开凿 500mm宽混凝土柱的位置。第四步：绑扎框架梁柱钢筋，现浇框架梁柱混凝土。第五步：在框架梁柱达到一定强度后，可拆除临时型钢支撑，并从上至 下开凿开洞范围内的地墙混凝土。第六步：开洞范围内底板结构连接，侧向预留钢筋接驳器并设置止水。第七步：所有支撑全部凿除后，再将封堵墙至上而下逐步进行拆除，实 现地铁端头井与站台层的结构贯通。2021/3/1286.2技术介绍

19、6. 2. 1 一体化围护模式施工技术(4) 封堵墙凿除技术2)楼层结构连接与换撑：谨谴中心红隧道中心纽2021/3/11292021/3/16. 2. 2对已建端头井结构及区间隧道的保护技术（1）端头井侧支撑水平传力措施1）现场工况描述：本工程基坑开挖前，端头井内部结构已施工完毕。端头 井在邻近基坑侧釆用lOOOmmM地下连续墙作为临时封堵，存在基坑临时支 撑水平传力问题（端头井内一般没有支撑）。4=6. 2. 2对已建端头井结构及区间隧道的保护技术(1)端头井侧支撑水平传力措施2)解决方法：口总体思路：后做基坑水平支撑设计时，支撑标高尽量靠近端头井结构 梁板标高，当支撑标高无法与端头井结构

20、梁板位于同一标高时，通过 设置传力构件解决水平传力问题，减小对端头井的影响。6. 2. 2对已建端头井结构及区间隧道的保护技术(1)端头井侧支撑水平传力措施2)解决方法：具体措施：第一道支撑位置利用原保留的端头井混凝土角撑，在中间已拆除的混凝土支撑位置 处重新设置三道钢管支撑；第二道支撑对应端头井顶板下方3. 3m位置处，在该位置设置两道钢管对撑，传递相 应的支撑水平力；第三道支撑标高基本接近端头井中板结构，可以通过端头井中传递水平力；第四道支撑计算轴力相对较小，可通过地墙本身刚度解决传力问题；传力杆件采用0609X16钢管，钢管与两侧地下连续墙设置型钢围楝，加大支撑传力 范围，其中第一道增加

21、的钢支撑直接与原有的端头井压顶梁连接，连接方式通过在 压顶梁上种植连接钢板与钢管支撑焊接。由于端头井跨度16m多，在钢支撑中间设置 型钢立柱，型钢立柱通过连接钢板与端头井板结构连接。322021/3/1356. 2. 2对已建端头井结构及区间隧道的保护技术(1)端头井侧支撑水平传力措施2)解决方法：6. 2. 2对已建端头井结构及区间隧道的保护技术(2)已建端头井结构监测措施1)端头井监测点布置:东端头井监测点布置6.2技术介绍（2）已建端头井结构监测措施2）端头井监测分析:6. 2. 2对已建端头井结构及区间隧道的保护技术围护墙体变形量（东）:总体 呈现上大下小的变化趋势，上口 最大累计变形

22、量18.24mm,地墙 底端最小2. 14mm,在区间隧道区 域（深度12m18m）地墙变形量 在 11. 39mm& 10mm之间。围护墙体变形量（西）：总体 呈现上大下小的变化趋势，上口 最大累计变形量26.10mm,地墙 底端最小5. 12mm,在区间隧道区 域（深度12m18m）地墙变形量 在 19. 53mm16. 23mm之间。6巧支术介绍6. 2. 2对已建端头井结构及区间隧道的保护技术(2)已建端头井结构监测措施3)端头井监测结果：东西两个端头井变形呈现上大下小的趋势，端头井作为一个整体结构产生 变形，因此在端头井上方增设钢管支撑是有效的；通过两个东西端头井变形大小比较，西端头

23、井变形量比东端头井略大，原 因是西端头井侧的支撑均为次要连杆，缺少主撑杆件对其约束；在两个端头井的整体变形中，在隧道位置处变形约1020mm,因此在隧道 与端头井接口位置可能产生渗水等影响。在开挖过程中，加强了该接口部位的 监测，及时进行了跟踪注浆；通过实际监测数据表明，如要尽可能减少端头井的变形，建议在东西端头 井形成对撑，这样可有效约束端头井结构。2021/3/162技术介绍6. 2.3以“兼容、同步”为核心的施工组织技术基本出发点：实现地铁区域的铺轨施工与结构施工可同时进行，互不干扰。基本工况约束：底板完成以及相应支撑拆除后，两条轨道中心区需交付地铁铺轨， 存在楼板排架施工与铺轨作业的空

24、间干涉矛盾。基本解决思路：对铺轨区域的排架进行了特殊设计，釆用组装式可调钢桁架。在排 架设计中兼顾考虑铺轨区域封闭作业、消防、电力、照明、通风等要求在轨道中 心区可供铺轨车量通行宽度为3. Om,净空要求4. 2nio2021/3/1376.2技术介绍2021/3/1416. 2.3以“兼容、同步”为核心的施工组织技术(1) 钢架设计根据铺轨车辆通行及作业的空 间要求，钢架立柱和钢梁均采 用18#工字钢，净跨为3.0m,净 高4. 2m,钢柱与钢梁间增加14# 槽钢角撑。为确保钢排架间整 体稳定性，在钢柱下200nun, 1800mm, 3600mm位置处焊接 048短钢管，安装就位后用钢 管

25、扣件连成整体。6. 2.3以“兼容、同步”为核心的施工组织技术(2) 组合钢排架计算模型杆件最大应力值：145N/mm2；杆件最大变形量：2. 01mm；基本结论：组合钢架满足设计要求。6. 2.3以“兼容、同步”为核心的施工组织技术(2)组合钢排架计算模型MIDAS/G enPOST-PROCESSORBEAM STR.ESS担召GE大值2.28277e-+-004O.OOOOOe-t-OOO -Z.3O7O9e0O46.896940-4-0049.9568404-004-1.301G7O-4-005-1.4S467e+OOSMAX : 44MIN : 32213事幼 kN/m -2曰仙：1Z/18/ZO08CB： gLCB3X 1-0.492Y:-0.837Z: 0.2596.2技术介绍6. 2.3以“兼容、同步”为核心的施工组织技术(2)组合钢排架计算模型2021/3/1MIDAS/GerPOST - MSCURSSCRDISPLACEMENT2.01095e-0031 8Z814e-0031.64533e-0031 46Z51e-0031 .27970-00 31 O688e-O039.14070e-0047.31 Z56e-0045.484420-004 3.6S628e-0041 .