预留物业开发条件下地铁车站的结构设计

预留物业开发条件下地铁车站的构造设计摘要:研究目的:通过对上海轨道交通9号线松江新城站构造设计和计算,总结出城市轨道交通预留物业开发条件地下车站构造设计的几条经历,为今后类似工程的设计进步参考。研究方法:车站基坑围护桩根据各开挖工况按竖向弹性地基梁计算,并计入围护构造的先期位移值以及支撑的变形,上部构造由车站地下一层构造和构造底板下桩基结合组成复合深根底,车站构造分别按横向、纵向弹性地基上的框架进展计算。研究结果:松江新城站基坑开挖过程中围护桩变形较小,各项监测数值均在允许范围内,车站整体刚度较好,构造整体沉降量较小,没有出现不均匀沉降。研究结论:地铁车站作为上部物业构造根底的一部分与桩根底共同承当上部荷载的设计方法是可行的,对于地铁车站与桩基组成的复合根底,设计中还有许多问题值得讨论,这是今后工作的研究方向。关键词:预留物业开发;构造设计;结论近些年来随着城市地铁工程的大量兴建,地铁车站的形式也多种多样。许多车站由于位于地块内,为了合理高效地利用土地资源,通常需要考虑地块的规划,结合物业开发进展构造设计。本文将详细介绍上海轨道交通9号线松江新城站的构造设计。1工程概况上海轨道交通9号线一期工程松江新城站位于规划的松江新城中部,沪杭高速公路以北的嘉松南路东侧绿化带下,车站西侧为“行政中心〞和“市民广潮,东侧绿地规划为低密度住宅,北端有规划的公交枢纽,是9号线一期工程的起点站。车站构造全长212.85,净宽17.6。车站为地下一层、地上一层构造,标准段主体构造底板埋深约为9,站台为岛式,宽度10,在车站站厅层上预留4层物业开发荷载条件。车站基坑深为9.1~9.6,基坑宽21.2~22。本站采用明挖法施工,周围建筑物、管线稀少,采用双排φ700s劲性水泥土搅拌桩作为围护构造,基坑保护等级定为二级,车站概况见图1。2工程地质与水文地质2.1工程地质场地所处的地貌单一,属滨海平原,地势平坦、广阔。工程区域内主要为现有道路、绿化、民宅等,并分布有明浜。经勘察,场地土层自上而下分述如下:填土,主要为素填土,含植物根茎。本层普遍分布。层厚1.5~1.8,层底标高2.3~1.8。灰黄~青灰色粘土,可塑~软塑,部分为粉质粘土,土质尚均匀,上部含少量铁锰质,中下部渐变为青灰色粘土,中~高压缩性。本层沉积正常,分布较连续,层厚0.7~1.4,层底标高1.2~0.6。灰色粘土,软塑,含有机质,土质尚均匀,部分为淤泥质粘土,高压缩性。本层沉积正常,分布较连续。层厚6.9~9.3,层底标高-5.9~-8.7。灰色淤泥质粘土,流~软塑,土质尚均匀,部分为粘土,含云母和薄层砂,属高压缩性土层。本层沉积正常,分布较连续。层厚4.0~6.8,层底标高-11.2~-13.3。灰色粘土,软塑,夹少量片层砂,部分为粉质粘土。含较多有机质、泥钙质结核及腐植质,高压缩性、高灵敏性土。本层连续分布。层厚7.7~9.0,层底标高-20.1~-22.3。灰绿色粉质粘土,可塑,含铁锰质氧化物,高压缩性。本层分布不连续。层厚1.4~3.3,层底标高-21.6~-23.9。灰绿色粘质粉土,密实,稍湿,部分夹砂质粉土。本层分布不连续。层厚1.2~3.7,层底标高-23.9~-26.0。暗绿色粉质粘土,硬塑,含铁锰质氧化物,土质硬,中压缩性。本层分布不连续。层厚4.4,层底标高-24.8。仅见于s3zk-1孔处。草黄色粉砂,密实,稍湿,上部夹砂质粉土。本层分布连续。层厚6.0~16.0,层底标高-31.2~-39.9。灰色粉砂,密实,稍湿,夹薄层粘土,部分为砂质粉土,分布连续。层厚6.0~8.8,层底标高-42.4~-47.4。灰色粉质粘土,软塑,夹少量薄层砂。高压缩性土,分布连续。层厚0.7~4.3,层底标高-46.7~-49.0。灰色粘质粉土,密实,稍湿,夹薄层粘土,分布连续。层厚1.5~2.7,层底标高-49.2~-49.6。灰色粉质粘土,可塑,夹少量粉砂。部分粘、砂互层,中~高压缩性土。本层埋深较大,未被揭穿。综上所述,本工程场地范围内,上、中部地层土质较软,地层沉积尚属正常,连续性较好;中部地层部分为非正常沉积土层;下部地层土质较好,地层沉积尚属正常,连续性较好[1]。2.2水文地质本次勘察中测得各勘探点地下水位埋深为0.30~1.05。本工程场地浅部地下水属潜水类型,受大气降水及地表径流补给,其水位动态为气象型。本工程场地中深部分布有承压含水层:草黄色粉砂层与灰色粉砂层,水位动态较稳定。通过对本工程场地附近浅部地下水和深部地下水的水质分析,其结果说明本工程地下水对混凝土无腐蚀性。3围护构造选型与设计3.1围护构造选型车站基坑深为9.1~9.6,基坑宽21.2~22。本站采用明挖法施工,周围建筑物、管线稀少,按照平安、可靠、适用、经济、技术先进的原那么,本基坑工程采用s劲性水泥土搅拌桩作为围护构造[2]。3.2围护构造设计3.2.1围护桩入土深度及基坑稳定性检算围护桩的入土深度主要通过整体稳定性、抗倾覆、抗隆起、抗渗等综合因素确定。车站围护桩的入土比为1∶1.05。根据上海市标准?基坑工程设计规程?(db08)—61—97)及?城市轨道交通设计标准?(dgj08—109—2022)的有关规定进展检算,车站基坑各项稳定性平安系数均满足要求。3.2.2支撑体系3.2.3地基加固与坑内降水车站底板下土层较差(、φ指标很低),经计算,车站基坑坑底抗隆起不满足要求,为解决坑底抗隆起问题,对基坑底进展地基加固,采用抽条注浆法加固,加固深度3,宽3,加固区间距6。基坑开挖前20d需进展井点降水,使水位位于坑底1.0以下;底板混凝土强度到达70%设计强度后撤除井点。基坑每1002范围内设置一个泄水孔。降水单位在基坑开挖期间应每天测报抽水量及基坑内地下水位[3]。3.2.4围护构造计算施工阶段基坑围护桩根据各开挖工况按竖向弹性地基梁计算。并计入围护构造的先期位移值以及支撑的变形,按“先变形,后支撑〞的原那么进展构造分析计算。根据计算结果,围护构造内力及变形均满足要求。4主体构造设计4.1设计原那么及标准(1)土建工程使用年限按100年设计,其平安等级为1级;(2)本车站构造抗震设防烈度为7度;(3)构造耐火等级为1级;(4)构造防水等级为1级;(5)构造按最不利地下水位进展抗浮稳定检算;(6)车站防迷流要严格按防迷流通用图要求执行。4.2构造型式4.3桩基设计4.4构造框架计算构造设计的根本受力体系是将地面荷载、地铁顶板及中板荷载传给框架柱和侧墙,通过构造柱和侧墙下桩基传入持力层,以减少横向及纵向沉降,将构造的沉降植控制在允许范围内。构造计算以8柱距的弹性地基框架作为计算单元,上下构造共同进展分析。如何考虑箱基与桩基的共同作用及各自承当的荷载怎样进展分配是计算中应该考虑的重要问题。计算中考虑箱基与桩基共同分担荷载,以充分发挥地基承载才能。桩基的基床系数根据上海软土层的多根钻孔灌注桩的p-s试验曲线,进展数理统计,取k=1.0×106kn/3,底板下地基土的基床系数k=5.0×103kn/3。对于上部构造与下部构造的整体构造受力分析,应用中国建筑科学研究院构造所的建筑构造pkp系列软件———tat程序和大型有限元分析计算软件sap84进展了计算分析。桩基承载力和地基承载力的计算采用上海市?地基根底设计标准?中的相关公式进展计算分析。将车站构造分别按横向、纵向弹性地基上的框架进展计算,合理地选择基床系数k值,可得出底板的竖向位移,并可求出横向、纵向的差异沉降,计算结果均在1.5范围以内。4.5构造构造措施由于车站上方沿纵向地面建筑上下参差不齐,底板反力不均匀,车站可能引起较大的纵向不均匀沉降。为控制不均匀沉降,在设计中采取了如下的一些构造构造措施:(1)在设计计算中严格控制绝对沉降值,只有绝对沉降值小,才能减少差异沉降;(2)适当增大根底底板的厚度以抵御根底底板沿纵向反力的不均匀。5结论通过对松江新城站构造设计方案的分析以及工程理论,对于上海地铁车站预留物业开发条件的设计,总结出以下几点经历:(1)地铁车站在使用阶段作为上部构造根底的一部分与桩根底共同承当上部荷载的设计方法是可行的。(2)为满足地铁技术设计要求控制不均匀沉降,在设计中采用必要的构造构造措