关于地铁基坑工程设计施工中几个问题的

关于地铁基坑工程设计、施工中几个问题的探讨演讲人：中国·苏州

二○一○年七月主办单位：中国xxxxxx研究中心全国地铁与地下工程技术及风险管理高级讲座咨询会提纲四、内支撑与锚杆的选择

五、基坑事故的几种原因

一、理想的基坑支护模式二、基坑支护计算的几个问题

三、围护结构形式的选择

六、周边地表、建构筑物的沉降问题七、基坑监测问题

八、安全风险管理的相关问题

2一、理想的基坑支护模式

一层板一道支撑二层车站围护、主体结构和支撑体系布置图

地铁车站基坑一般呈长条形，深十几米至二十几米，多采用支护开挖工法

理想的支护模式：一层板一道支撑，支撑设在板的上方；这样就可以在回筑时每做一层板后拆一道支撑，免去中间换撑的工序3二、基坑支护计算的几个问题

模拟基坑从开挖到回筑的全过程按每道工序的工况计算支护结构的受力、变形

下一工况的计算以上一工况计算结果作为初始条件，从开挖—支撑—开挖……回筑—拆撑—回筑……至顶板完成以支护结构受力、位移计算包络线作为结构刚度、强度设计依据

增量法4二、基坑支护计算的几个问题

增量法工况1：开挖1工况2：加撑1工况3：开挖2工况4：加撑2

各工况简图开挖阶段工况5：开挖3工况6：加撑3工况7：开挖45二、基坑支护计算的几个问题

增量法工况8：加刚性铰1

各工况简图回筑阶段工况9：拆撑3工况10：加刚性铰2工况11：拆撑2工况12：加刚性铰3工况13：拆撑16二、基坑支护计算的几个问题

流塑、软塑态软土的侧压系数流变的时间因子影响显著，实际上不可能存在形成主动土压力的第一破裂面，后面的土体流动很快把侧压传递过来支护结构的墙背土压力按主动土压力计算是危险的，建议按静止土压力计算，即：侧压系数K=1-sinφ’，考虑到开挖过程中墙外土体没有固结的时间条件，φ’取快剪指标

墙背土压力的取值问题7二、基坑支护计算的几个问题

墙背土压力的取值问题

花岗岩风化土的侧压系数含砂率高，粘粒成分中含有伊利石、蒙脱石，有膨胀特性广州地区花岗岩风化土样品颗粒分析反映，含砂率50%～60%，自由膨胀率11%～15%，遇水崩解，当地下水补给充足时，很快成泥浆状流淌，其物理力学指标随含水率增加迅速衰退基坑支护结构计算和开挖需注意花岗岩风化土的这种特性，不可简单套用工程地质勘探所取岩芯在实验室土工试验的物理力学指标作支护计算

8二、基坑支护计算的几个问题

墙背土压力的取值问题

严格限制水平位移的基坑墙背土压力由于围护结构水平位移受到严格限制，墙背土压力大于主动土压力，宜取静止土压力

9二、基坑支护计算的几个问题

细长压杆临界力

有中间支柱的内支撑容许轴力

内支撑长细比过大时，一般设中间支柱，虽约束了支撑竖向变形，但未限制其水平变形，计算支撑容许轴力时不能简单把长度折减，否则易发生水平失稳，这主要是针对钢支撑而言的对于混凝土支撑一般不易出现失稳问题，中间支柱的作用主要是减少混凝土支撑自重导致的弯矩10三、围护结构形形式的选择间隔排桩、密排排桩、连续墙、、水泥土墙的比比较与选择围护结构优点缺点适用条件间隔排桩单桩刚度大、施工方便、速度快、成本较低各桩的联系差（设帽梁）、桩间易漏水（桩间加固）各种地质条件，周边环境要求不十分严格密排桩整体刚度较大、防渗效果较好各桩的联系较好（设帽梁）各种地质条件，周边环境要求较严格连续墙整体性好、防漏效果好泥浆污染、墙幅接缝处易漏水、施工中对周边环境变形有一定影响、成本高各种地质条件，某些特殊地质条件除外（如很软的淤泥质土、含漂石的冲积层和超硬岩石水泥土墙整体止水效果良好、速度快、成本低、工艺要求高、对操作人员素质要求高淤泥、淤泥质土、粘土、粉质粘土、粉土、素填土11三、围护结构形形式的选择挖孔桩、钻孔桩桩、咬合钻孔桩桩的比较与选择择围护结构优点缺点适用条件挖孔桩占用场地小、施工方便、速度较快、成本低、成桩质量可靠、对周边环境影响较小作业条件差、环境恶劣、劳动强度大、施工安全风险较大土质较好、地下水位较低的（亚）黏土、含少量砂、卵石的黏土钻孔桩振动小、噪声低、对周边环境影响较小泥浆污染，成桩质量不够稳定各种地质条件咬合钻孔桩地层扰动小、无泥浆污染、防水效果好、对周边环境影响很小工艺要求高、造价较高、入岩困难各种地质条件，特别是连续墙成槽困难，在施工中严格限制周边地基变形的地段12四、内支撑与锚锚杆的选择地铁深基坑多处处于城市繁华地地段，周边建构构筑物、地下管管线多，对环境境保护要求越来来越高内支撑整体刚度度大，基坑变形形小，对周边环环境影响小内支撑不占用基基坑周边地下空空间，有利于地地下空间的综合合开发利用优先选择内支撑撑的原因13四、内支撑与锚锚杆的选择技术限制周边地下空间狭狭窄，锚杆（锚锚索）侵入邻近近建筑物地基的的基坑不宜采用用对变形要要求严格格的基坑坑不宜采采用土质较差差、深度度较大的的基坑不不宜采用用规划限制制侵入规划划红线以以外，不不利于城城市地下下空间的的规划利利用锚杆（锚锚索）使使用的条条件限制制14四、内支支撑与锚锚杆的选选择技术限制制不具有临临时自稳稳能力或或坑底整整体稳定定性不足足的基坑坑不能采采用场地狭窄窄，不具具备放坡坡空间的的基坑不不能采用用周边邻近近建筑物物为浅基基础、摩摩擦桩基基的基坑坑不宜采采用规划限制制从城市地地下空间间的规划划利用角角度，不不建议采采用土钉墙使使用的条条件限制制15五、基坑坑事故的的几种原原因组合钢围围檩失稳稳多发生在在组合钢钢围檩在在钢支撑撑支顶部部位未加加焊加劲劲肋板，，型钢（（工字钢钢、槽钢钢）腹板板受压失失稳未加加劲肋板加焊加劲肋板A-A剖面16五、基坑事故的几几种原因钢围檩整体滑动基坑端头围檩与围围护结构间抗剪能能力不足，围檩整整体滑动斜向钢支撑与钢围围檩节点帖角焊缝缝抗剪强度不足，，钢支撑滑动17五、基坑事故的几几种原因排桩桩间、连续墙墙墙幅接缝漏水、、漏泥、漏沙基坑底突涌围护结构在基坑底底的嵌固深度18六、周边地表、建建构筑物沉降问题题浅基础与摩擦桩基基础沉降原因地层失水或水土流流失围护结构变形补偿注浆跟踪控制制沉降在持力层下补偿注注浆，用袖阀管根根据沉降量和沉降降速率多次重复注注浆，可以收到控控制沉降以至抬升升