“两明一暗”逆筑法地铁车站围护结构设计浅析

1、“两明一暗逆筑法地铁车站围护构造设计浅析摘要:本文以上海地铁9号线外环路站为实例,分析了地铁车站深基坑围护构造形式、逆筑法围护构造关键节点设计,以使设计更趋合理、完善。关键词:地铁车站;围护构造设计1工程概况外环路车站位于环西一大道和漕宝路交界处,环西一大道东侧,车站中心里程DK24+132,车站总长194.6。车站西端头井14.656左右为6层居民住宅楼(平行车站主体构造)。车站西端头井紧靠外环路高架线。本工程场区内分布有上水、煤气、电力、 、雨水等多种管线。施工阶段南侧600上水管/0.7铁(距基坑0.65)、1000煤气管/1.3铁(距基坑2)、300煤气管/1.0铁(距基坑3.3),北

2、侧30上水管/铁(距基坑约10)等管线均为重点保护对象。当本站连续墙围护构造按原设计施工83.65后,总体在全线物探复查中发现距外环路站西侧约17米处有一横穿漕宝路的2460的污水管与盾构隧道冲突,导致外环路站轨面标高必须下压,此时本车站顶板埋深由原来的2.5改为3.3(车站中心里程处);车站纵坡由原来的西高东低,改为如今的东高西低(纵向坡度2)。调整后车站中心处埋深增加1.3,西端头井增加1.6。假设按原明挖顺做继续施工,连续墙插入深度不够,插入比0.68小于上海地区的经历数值0.8,将造成基坑开挖施工隐患。鉴于外环路车站周边环境复杂,经屡次设计方案的研究,最后决定在已施工完连续墙的83.6

3、5范围内采用中板以上(包括中板)明挖,又称二明一暗逆筑法施工。2工程构造形式本车站为地下二层构造,车站构造形式上分为标准段单柱双跨段、两柱三跨段,标准段最窄处19.2,端头井最宽处24.8,设10米站台。车站主体构造形式采用地下二层钢筋混凝土框架构造,围护构造采用地下连续墙+内支撑体系。围护构造作为永久构造,在施工阶段抵挡施工期间的水、土压力,使用阶段与钢筋混凝土内衬墙组成。详见图23逆筑法车站围护设计车站西端头井基坑深度为19.109。本车站西端头井采用1.0厚地下连续墙,墙顶在地面下-0.9处,墙长32.1,进入号土层(草黄色砂质粉土)5.0左右,插入比0.680;标准段基坑深度为17.5

4、(部分由于底板纵梁下翻,基坑深度达18.9)采用0.8厚地下连续墙,墙顶在地面下-0.9处,墙长30.1,进入号土层(草黄色砂质粉土)0.5左右,插入比0.72。3.1围护构造计算模型的假定车站围护构造按平面问题计算,取单位长度进展构造分析。构造分析考虑基坑开挖施工的特点,按“先变形,后支撑的原那么进展构造内力计算,计入墙体的先期位移和支撑的压缩变形。开挖面以下坑内土体对墙体的抗力作用以一系列弹性约束模拟。侧向水土荷载采用朗金土压力理论,施工阶段外侧为主动土压力,水土合算;使用阶段静止土压力,水土分算。撤除支撑模拟支撑点加一反向集中力,回筑阶段按叠加法计算。3.2围护构造计算图示与荷载围护构造

5、设计以?地基根底设计标准?(DGJ08-11-1999)为主,在构造计算中,、值取固快峰值强度。根据上海市?基坑设计规程?(DGJ08-61-97),对本基坑围护墙地基土抗隆起稳定、基坑底部土体抗隆起稳定、围护墙底部土体的抗渗流稳定、围护墙构造的抗倾覆稳定、承压水稳定进展了验算。车站基坑开挖土层以粉质粘土层为主,施工阶段地层压力采用水土合算,开挖面以上基坑外侧采用朗金土压力公式,开挖面以下基坑外侧土压力采用矩形分布。转贴于论文联盟.ll.施工期间路面超载,端头井处采用30kN/2,其它以20kN/2计。详见图33.3基坑稳定分析根据相关标准本设计按二级基坑控制变位。车站基坑开挖土层以粉质粘土层

6、为主,施工阶段地层压力采用水土合算,开挖面以上基坑外侧采用朗金土压力公式,开挖面以下基坑外侧土压力采用矩形分布。根据上海市?基坑设计规程?(DGJ08-61-97)第7章有关规定及公式,对本基坑围护墙地基土抗隆起稳定、基坑底部土体抗隆起稳定、围护墙底部土体的抗渗流稳定、围护墙构造的抗倾覆稳定、承压水稳定进展了验算,计算结果详见图4(以西段头井为例)及表1。3.4地基加固及基坑降水针对表1中基坑底土体抗隆起、抗渗流稳定不满足标准要求的情况,设计中考虑基坑坑底旋喷满堂加固,加固深度为底板垫层下4,底梁下翻梁处部分调整,加固后土体指标qu1.0pa。地基土体的加固,明显改善土体性能,使连续墙基坑底部

7、的内力减少,使现有连续墙的配筋满足承载力和裂缝控制要求。计算所示西端头井基坑抗承压水稳定不满足,设计中考虑端头井高压旋喷注浆加固,并在施工中要求施工单位设置抽承压水措施。3.5支撑布置西端头井(标准段)基坑的施工步骤:待基坑内立柱桩、地下墙及其顶圈梁且到达设计强度后,开挖土体至第一道钢支撑位置,设置钢支撑(支撑中心与连续墙顶冠梁中心重合),并施加预应力,依次至第三道钢支撑。开挖土体至中板下1.1基坑面,浇筑30砼垫层,垫层厚300,构造中板及中框架梁,待砼强度到达设计要求后,撤除第三道钢支撑。开挖土体至第四道钢支撑位置下500,设置钢支撑,并施加预应力,依次至设置第六(五)道钢支撑。开挖土体至

8、底板下基坑底面,浇筑砼垫层,构造底板,浇筑内衬、且到达设计强度后,撤除第四、五、六道支撑。浇筑内衬、顶框架梁和顶板砼,且到达设计强度后,撤除第一、二道支撑。连续墙顶圈梁采用30钢筋混凝土,基坑钢直撑均采用(壁厚t=16)609钢管,直接撑地墙的预埋件上(其中穿墙直撑两端焊400H型钢,型钢焊在埋件上);斜撑两端加焊400H型钢撑于地墙的预埋件上,H型钢与预埋件焊接结实。钢材选用Q235B钢。4结论外环路车站逆做部分全部施工完成,基坑最大程度位移24,立柱桩与基坑围护墙之间的差异沉降15,各项指标均满足要求,外环路地铁车站深基坑逆做法设计施工的成功,积累了此类方法的设计施工的经历,到达的预期的目的。参考文献:1?建筑地基根底设计标准?(GB50007-2002)2?建筑基坑工程技术标准?(YB9258-97)3?建筑基坑支护技术标准?(JGJ120-99)(GB50108-2001)4?建筑桩基技术标准?(JGJ94-94