关于地铁车站基坑支护设计的分析探讨论文_幸凯仪

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摘要:近几年,城市建设得到了较快的发展,各大城市都掀起了地铁建设的浪潮,但是地铁的建设一般是贯穿于整个城市较为中心的区域,由于受到密集建筑物、软弱富水地层等复杂地质条件的影响,这对城市地铁车站的基坑支护结构提出了更大的挑战和困难。因此,要想保证地铁车站基坑施工的顺利进行和周围建筑物的安全稳定,就必须要做好车站的基坑支护设计,保证基坑的稳定性。

关键词:地铁车站;基坑支护;实例分析

引言:深基坑工程,是随着城市建设事业的发展而出现的一种较类型的岩土工程,地铁的建设因为受到周围边界条件以及控制因素的影响,地铁基坑的形式远远超出了标准的模式,基坑的深度在不断的加深,这样就不断的增加了基坑支护工程的风险。因此,地铁车站的基坑支护设计应该成为相关工作人员关注的重点问题。

1.地铁车站常用的基坑支护类型

1.1放坡开挖

特点:施工方便,造价低,场地条件要求较高,防护强度不高,受气候影响较大。适用范围:在基坑开挖深度较浅时,若施工现场不需考虑相邻构筑物安全和正常使用时,可以优先考虑采用该种方法。该方法适用于周围场地开阔,地下水位较低,周围无重要的构筑物,基坑位移控制要求不严格,只要求稳定的工程。但当地下水位较高时,就必须结合井点或隔水帷幕等措施共同使用。

1.2地下连续墙

特点:支护刚度大,止水效果好,但造价较高,需专业的设备。适用范围:适用于地质条件差和复杂,基坑深度大,周围环境要求较高的基坑。条件允许的情况下配合上部结构进行整体设计,既起到了基坑支护的作用,当基坑施工结束后还可以作为上部结构的一部分,既安全又节约。

1.3深层搅拌水泥土围护墙

作为一种原位土体加固方法,深层搅拌水泥土围护墙应用广泛。深层搅拌水泥土是利用深层搅拌机械在软弱地基内,边钻进边往软土中喷射浆液或者雾状粉体,同时借助搅拌轴旋转搅拌,使喷入软土中的浆液或雾状粉体与软土能充分拌和在一起,形成强度比天然土体高得多,并具有整体性和稳定性的桩体,由若干这种桩体和桩周围土构成水泥挡土墙。

2.地铁车站基坑支护设计应遵循的要求

地铁车站基坑支护体设计要根据实际施工需求,结合基坑侧壁安全等级及重要性系数科学严谨的制定设计方案,应做到:

2.1充分利用新技术、新理念,具体事物具体分析,不要生搬硬套传统的设计理念。在现今的深基坑支护结构的设计领域,还没有公认的、权威的的计算公式,基本上都是摸着石头过河。深基坑支护结构的设计要区别其他设计领域,要改变传统观念,利用施工监测反馈动的态信息指引设计体系。

2.2重视支护结构理论和材料的试验研究,实践是检验真理的唯一标准。正确的理论必须建立在大量试验研究的基础之上。在深基坑支护结构的实验方面,我国与发达国家有较大距离,还有大量的路要走。不过,我国由于经济的飞速发展,大量高层超高层建筑拔地而起,所以积累了拥有大量的第一手施工数据,但缺少科学的测试数据,无法形成理论,我们以后一定要重视。

2.3勇于创新,设计支护结构时,开拓思路,多进行新的尝试。在施工中深基坑支护结构各元素往往是相互结合的,各结构相互结合,这就要求我们从全局出发,寻求新的设计思路,探索更好的计算方法。基坑支护是一种特殊的结构方式,具有很多的功能。不同的支护结构适应于不同的水文地质条件,因此,要根据具体问题,具体分析,从而选择经济适用的支护结构。

3.实例分析某城市地铁车站的基坑支护设计

3.1工程概况

某城市地铁车站连接了3,8 号线及 1 号线,站址地范围地形平坦,地势开阔,无特殊地形地貌,无重要管线需要保护。由于本工程与拟建与火车站衔接组成大型交通枢纽,而且当地具有独特的硬岩特点,这些无疑增加了基坑支护的重要性和难度,基坑支护必须特别重视。

根据工程勘察报告,场地地层自上往下依次为:厚5~8m主要由硬塑~软塑状粉质黏土、碎砖块、石灰等建筑垃圾组成的杂填土,厚0~10m由软塑~流塑状淤泥质土及生活垃圾组成的杂填土,厚 1~5m含较重有机质的淤泥质黏土,厚1~2m的软黏性土,厚0~2m粉质黏土,厚0~3m含粉粒及黏粒较重的中砂,厚0~1m的流纹岩,厚0~13m的花岗岩。

3.2工程特点及难点

整个基坑规模巨大,为多个建筑单体基坑组合而成,平面形状复杂如图1所示、竖向高低错落,受力复杂,施工过程中体系转换难度大;总开挖面积超过10万m2,最大开挖深度31m,该基坑属于大型岩土工程,是超大、超深、高风险的基坑工程项目。由于本工程规模巨大,施工周期较长,且本区域土的工程性质很差,如雨季施工,将极大地增加基坑工程的风险性,这对支护设计安全是个极大的考验。

3.3基坑支护设计

3.3.1围护结构及支撑形式的选择 针对各种支护结构型式的运用条件,结合本工程基坑平面尺寸、深度和地质状况,针对不同的开挖深度,基坑采用了以下不同的支护形式:

3.3.2 A区采用了局部土层放坡开挖+钻孔灌注桩+桩后高压旋喷桩止水帷幕+内支撑方案,采用三道支撑,其中第一道支撑采用钢筋砼支撑,其余2道采用钢管支撑。

3.3.3 B3区采用了钻孔灌注桩+桩后高压旋喷桩止水帷幕+内用钢管支撑。

3.3.4 B1区和B2区采用了无需内支撑的双排悬臂钻孔灌注桩+桩后高压旋喷桩止水帷幕方案,双排桩排距2.5m;坑底加固深度≥3m。

3.3.5 C区采用了钻孔灌注桩+桩后高压旋喷桩止水帷幕+内支撑方案。

综上,通过对该地铁车站基坑支护设计的分析可以得出:类似这种超大、深的基坑工程,在围护结构设计前,应对现场地层进行详细勘察,并根据周边建筑物和构筑物的重要性和分布情况制定其安全保护等级,依据保护等级所要求的变形允许值对基坑的变形进行控制,并设计相应的支护结构,以确保临近建筑物和重要管线的正常使用。

结束语:总而言之,地铁基坑支护是确保基坑工程顺利施工的重要保障。因此,在基坑支护设计及方案选取过程中,工程人员应结合施工现场的地质条件、基坑周围环境状况等因素,选取最合理经济的支护方式,并通过分析各区段特点,有针对性地采取不同支护参数,达到了质量安全、经济合理等要求。

参考文献

[1]王卫东,王建华.深基坑支护结构与主体结构相结合的设计、分析与实例[M].北京:中国建筑工业出版社.2007.

[2]谢俊.浅谈地铁车站基坑支护设计的要点[J].城市建设理论研究.2013.

[3]邸国恩.地铁车站与建筑地下室基坑工程整体支护设计[J].地下空间与工程学报.2013.

论文作者:幸凯仪

论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第21期

论文发表时间:2018/1/2

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