浅析地铁工程中地下连续墙围护结构的计算

1、浅析地铁工程中地下连续墙围护构造的计算摘要概述了沈阳市地铁二号线五里河站的施工方案,同时介绍了其主体围护构造方案确实定和地下连续墙围护构造的计算方法。关键词明挖法;地下连续墙围护构造;圆弧滑动简单条分法随着我国城市交通建立的不断开展,地铁已成为大中城市中缓解城市交通阻塞的最有效的交通运输工具之一。目前已有越来越多的城市在修建地铁工程。地铁建立中,其施工方法和设计方案确定的合理与否,将直接影响到工程建立的可行性和其总投资。在条件允许的情况下,地铁施工时,明挖法是最经济、平安和适用的方法。它投资小,施工速度快,场地宽阔,便于施工。但由于城市建筑密集,地貌复杂,施工厂地受到限制,因此明挖法施工的可操

2、作性也受到一定限制。1五里河站明挖施工方法确实定明挖法即为采用围护构造做围挡,主体构造为露天作业的一种施工方法。该方法能较好地利用地下空间,紧凑合理,管理方便。同时具有施工作业面宽,方法简单,施工平安,技术成熟,工程进度周期短,工程质量易于保证及工程造价低等优点。沈阳市地铁二号线五里河站位于南二环路与青年大街穿插南侧,青年大街东侧的绿地内,为浑河北岸约200米远处。地面以上车站周围现状为绿地和商业区待用地。地面以下有通信电缆管线。但埋深较浅,对车站埋深不起控制作用,因施工厂地开阔,可采用明挖法施工方案。明挖法施工方案工序分为四个步骤进展:先进展维护构造施工,内部土方开挖,工程构造施工,恢复管线

3、和覆土。从施工步骤的内容上看:围护构造部分是地铁站施行的第一个步骤,它在工程建立中起着至关重要的作用,其方案确定的合理与否将直接影响到明挖法施工的成败,因此根据不同现场情况和其地质条件来选定与之相适用的围护构造方案,这样才能确保地铁工程平安,经济有序的进展。2主体围护构造方案确实定地铁工程中常用的围护构造有:排桩围护构造,地下连续墙围护构造和土钉围护构造。当基坑较线5米以内及侧压力较小时,一般不设置程度支撑构件。当基坑较深时,在围护构造坑内侧就需要设置多层多道程度支撑构件,其目的是为了降低围护构造的程度变位。排桩围护构造是以某种桩型按队列式布置组成的基坑支护构造。排桩围护构造特点是整体性差,但

4、施工方便,投资小,工程造价低。它适用于边坡稳定性好,变形小及地下水位较低的地质条件。由于其防水防渗性能差,地铁工程采用排桩围护构造时,一般采用坑外降水的方法来降地下水,其排水费用较大。地下连续墙构造:是用机械施工方法成槽浇灌,钢筋混凝土形成的地下墙体,其墙厚应根据基坑深度和侧土压力的大小来确定,常用为8001200厚。其特点是:整体性好,刚度大,对周围建筑构造的平安性影响小,防水抗渗性能良好。它不仅适用于软弱流动性能较大的土质,同时还适于多种不同情况的地质条件,但其造价高,投资大。由于其构造的防水防渗性能好,采用此构造做围护构造时,一般用坑内降水法降地下水,其降水费用相对低。土钉墙构造:是在基

5、坑开挖过程中,将土钉置入原状土体中,并在支护面上喷射钢筋混凝土面层,通过土钉、土体和喷射的混凝土面层的共同作用形成的构造。这种构造适用于浅基坑地下水位以上或经过人工降水后的粘性土、粉土、杂填土及非松散砂土和卵石土等。其构造特点是进步土体的整体稳定性,边开挖边支护,不占用独立工期,施工平安快捷。设备简单,操作方便,造价低。五里河站由于其施工场地开阔,地下土质以砂层为主,其土质稳定性好,变形小,但此站间隔 浑河近地下水位高,假设采用排桩围护构造坑外降水方案降水量过大,降水费用太高,且该站地铁的标准段基坑深度为32.45,基坑较深。故采用防水性能较好的地下连续墙围护构造较排桩构造而言能更平安合理,降

6、水方式为坑内降水。由于车站基坑较深,其坑上围护墙上设置了六道程度支撑杆件,以防边坡侧壁位移过大,影响主体构造的正常施工。基坑情况见图一。3地下连续墙围护构造的计算在地铁工程中,地下连续墙构造的设计是根据?建筑基坑支护技术规程?JGJ120-99国家标准来进展的。它不仅要对支护构造进展土体稳定性和墙底抗浸透稳定性验算,基坑底突涌稳定性验算,墙身的受压、受弯、受剪承载力验算,支撑构件的承载力和其稳定性验算,同时还要进展地下水位的控制计算。并应结合沈阳市的详细情况来进展。在满足标准计算的同时首先应确定墙身嵌固于基坑下的埋置深度。其次再确定墙身断面及配筋,由于五里河站围护构造为受多层程度支撑的构造。计

7、算方法根据?建筑基坑支撑支护构造技术规程?中单质点稳定计算法和圆弧滑动简单条分法设计的。由于其方法计算繁琐,为此采用了同济启明星软件来完成的计算。此方法的根本原理为连续墙受多层程度支撑作用处于不同工况的情况下,墙身所围护的边坡土体应处于稳定状态时墙身嵌固于土内的最大深度值。本地铁工程工程中施工工序共有22种工况形式。五里河站工程概况:标准断面基坑开挖深度h=23.45,基坑宽度20.8,采用厚度为800的地下连续墙围护构造,墙长度为41.3,墙顶标高为0。计算时考虑地面超载20kPa。ik内摩擦角标准值为30。计算时取一米墙宽为计算单元,下面为墙身嵌固深度的计算。转贴于论文联盟.ll.3.1基

8、坑内侧程度抗力标准值eajk根据?建筑基坑支护技术规程?第3.4.1条款进展计算3.2基坑内侧程度抗力标准值epjk根据?建筑基坑支护技术规程?第3.5.1条款进展计算3.3整体稳定性验算根据?建筑基坑支护技术规程?第4.1.1条款进展的计算,见以下图2单层支点支护构造稳定性验算公式为:hpEpj+T1(hT1+hd)-1.20haEai0式中Epj墙以上基坑内侧各土层程度抗力标准值epjk的合力之和;hp合力Epj作用点至墙底的间隔 ;T1支点力;hT1支点至基坑底面的间隔 ;hd嵌固深度;Eai墙以上基坑外侧各土层程度抗力标准值eaik的合力之和;ha合力Eai作用点至墙底的间隔 。多层支

9、点支护构造稳定性验算见图三:ikli+(qbi+i)sitgik-k(qbi+i)sini0式中ik、ik最危险滑动面上第i土条滑动面上土层的固结不排水(快)剪粘聚力、内摩擦角标准值;li第i土条的弧长;bi第i土条的宽度;k整体稳定分项系数,应根据经历确定,当无经历时可取1.3;i作用于滑裂面上第i土条的重量,本工程按20kpa土重计算;i第i土条弧线中点切线与程度线夹角;q0地面荷载标准值;R土体破坏时的破裂面半径。3.4构造支点内力计算:根据?建筑基坑支护技术规程?第4.2.3条款进展计算3.5墙身截面强度计算:应符合?混凝土构造设计标准?的有关规定进展设计通过计算并结合沈阳地区的详细情况确定五里河站围护构造的墙身的嵌固深度为17.85。墙身的截面及配筋根据?混凝土构造设计标准?GB50010-2002及墙身的受载状态确定。五里河站主体围护墙总高为41.35,坑开挖深度23.45,嵌入土内深度为17.85,墙壁厚800的连续墙围护构造,计算时考虑地面超载20kPa。4完毕语本文阐述了沈阳市地铁二号线五里河站主体围护构造方案确实定和其计算方法。目前地铁工程地下连续墙围护构造设计通常都采用此方法进展计算,许多工程工程都已开工并投入了使用,阐