地鐵深基坑支護(hù)設(shè)計(jì)方案

1、Word參考資料，下載后可編輯地鐵深基坑支護(hù)設(shè)計(jì)方案 簡介：該文以杭州某地鐵深基坑為例，介紹了深基坑支護(hù)設(shè)計(jì)方案的比選過程，結(jié)合場地周邊環(huán)境、工程地質(zhì)、水文地質(zhì)等情況，對(duì)各方案的安全性、經(jīng)濟(jì)性、適用性進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，確定地連墻+內(nèi)支撐的支護(hù)形式為最終方案。基于現(xiàn)場實(shí)際監(jiān)測數(shù)據(jù)，對(duì)墻體水平位移、地表沉降、支撐軸力的變化進(jìn)行分析，并與理論計(jì)算結(jié)果進(jìn)行比照，驗(yàn)證設(shè)計(jì)方案的合理性。 關(guān)鍵詞：地鐵；深基坑；支護(hù)設(shè)計(jì)方案；地表沉降 1工程概述 1.1車站概況 車站位于天目山路與古墩路交叉口，沿天目山路布置。車站總凈長178m，站臺(tái)寬度17.2m，標(biāo)準(zhǔn)段總凈寬24.9m，共設(shè)有4個(gè)出入口、2組風(fēng)亭和1個(gè)安全出

2、入口。車站為地下三層島式車站，結(jié)構(gòu)形式為雙柱三跨鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)外皮寬27.1m。車站頂板覆土約為2.5m。車站西北側(cè)為錢江制冷集團(tuán)、尚坤大廈等辦公大樓；東北側(cè)為方易城市心境；東南側(cè)為浙江外事旅游汽車公司；西南側(cè)為_省直汽車銷售服務(wù)公司，裕都大廈。北側(cè)為沿山河。 1.2工程地質(zhì)和水文地質(zhì)概況 場地自上而下的土層：1層雜填土、2粉質(zhì)黏土、1淤泥質(zhì)粉質(zhì)黏土、(15)2(含礫)粉質(zhì)黏土、(15)3碎石夾黏性土、(15)3夾含礫粉質(zhì)黏土、(15)4粉質(zhì)黏土、(20)a-1全風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖、(20)a-2強(qiáng)風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖、(20)a-3中風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖。依據(jù)勘察揭露，擬建場區(qū)孔隙承壓水主要分布于

3、3層碎石(角礫)混黏性土，層厚1.00m15.50m，水量一般。隔水層為上部的淤泥質(zhì)土和黏性土層(1層)，承壓含水層頂板埋深6.80m26.70m，層頂標(biāo)高-26.72m-6.72m。土層物理力學(xué)性質(zhì)參數(shù)表如表1所示。 2基坑支護(hù)設(shè)計(jì) 2.1基坑支護(hù)方案比選 該工程具有如下幾個(gè)主要特點(diǎn)：1)基坑周邊存在裕都大廈、浙江外事旅游汽車等多個(gè)重要建筑物。2)該場區(qū)以1層雜填土、2層粉質(zhì)黏土、1層淤泥質(zhì)粉質(zhì)黏土、(15)2層(含礫)粉質(zhì)黏土、(15)3碎石夾黏性土、(15)3夾層含礫粉質(zhì)黏土、(15)4層粉質(zhì)黏土、(20)a-1層全風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖、(20)a-2層強(qiáng)風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖、(20)a-3層中風(fēng)化

4、泥質(zhì)粉砂巖為主，局部巖面起伏較大。在基坑開挖時(shí)，上部土體易產(chǎn)生蠕變對(duì)圍護(hù)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定不利，土體強(qiáng)度易突降，產(chǎn)生較大回彈量及蠕變，影響基坑安全。下部巖層起伏較大，局部存在中風(fēng)化夾層。3)基坑開挖深度較大，約23m26m?；娱_挖寬度較大，標(biāo)準(zhǔn)段基坑寬度30.3m。4)車站基坑北側(cè)存在沿山河，距離車站較近，對(duì)圍護(hù)結(jié)構(gòu)的止水性能提出較高的要求。依據(jù)周邊環(huán)境及基坑特點(diǎn)，對(duì)地連墻、鉆孔灌注樁加止水帷幕和鉆孔咬合樁三種圍護(hù)形式進(jìn)行了技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較(見表2)。綜合考慮周邊的環(huán)境、地質(zhì)特點(diǎn)、水文特點(diǎn)、基坑性質(zhì)、造價(jià)管理等因素，決定采納地下連續(xù)墻支護(hù)形式。雖然該方案在經(jīng)濟(jì)方面不具備優(yōu)勢，但其具有安全可靠、防水效果好、

5、施工速度快、便捷施工、適應(yīng)工期等優(yōu)勢1-3。因此，該站推薦采納1000mm厚地下連續(xù)墻作為車站主體基坑的圍護(hù)結(jié)構(gòu)形式。 2.2基坑支護(hù)計(jì)算 使用軟件啟明星計(jì)算基坑典型圍護(hù)剖面，具體計(jì)算結(jié)果如圖1所示，圖2為地表沉降圖。單元計(jì)算結(jié)果如下：1)基坑開挖至回筑完成，支護(hù)結(jié)構(gòu)最大水平位移19.0mm，最大水平位移在基坑深度約20m位置(靠近最后一道支撐)。2)地面最大沉降值距離基坑邊約10m，沉降值為23.0mm左右。3)基坑開挖至回筑完成，支護(hù)的最大水平位移未超過30mm，滿足一級(jí)基坑變形操縱要求。 3現(xiàn)場監(jiān)測方案 車站自身風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)為一級(jí)，周邊環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)為二級(jí)。地質(zhì)條件復(fù)雜程度為中等。綜上所述，車

6、站主體基坑的工程監(jiān)測等級(jí)為一級(jí)。該文選取最不利斷面(基坑長邊中點(diǎn)位置)處的監(jiān)測數(shù)據(jù)，墻體水平位移(ZQT15)，周邊地表沉降(DBC15)、支撐軸力(ZCL5)進(jìn)行分析。對(duì)應(yīng)監(jiān)測數(shù)據(jù)與開挖、支撐架設(shè)、拆撐回筑等施工工序如表3所示。 4監(jiān)測結(jié)果分析 4.1墻體水平位移 選取ZQT15墻體水平位移進(jìn)行分析，如圖3所示。圖中顯示，隨著基坑開挖深度的增加，墻體側(cè)向位移逐漸增加?；踊刂A段，墻體水平位移繼續(xù)增大，但變化幅度相比開挖階段明顯變緩，最終地墻變形表現(xiàn)為“漲肚形”。最大墻體水平位移約28mm，位置在基坑深18.5m左右，變形值小于30mm，滿足一級(jí)基坑變形操縱要求。底板澆筑完成后，墻體水平位移

7、變化趨勢明顯變緩，可知基坑封底對(duì)基坑變形操縱效果明顯，能有效減小變形持續(xù)增加。因此在實(shí)際工程中，合理安排施工組織，特別是基坑開挖至坑底后，應(yīng)盡快澆筑底板，減少坑底暴露時(shí)間，操縱基坑變形開展，從而降低施工風(fēng)險(xiǎn)。墻體水平位移變形與啟明星計(jì)算結(jié)果類似，但實(shí)測墻體水平位移值比理論計(jì)算值大，初步分析是現(xiàn)場超挖、支撐架設(shè)不及時(shí)造成的4-6。在實(shí)際工程中，應(yīng)及時(shí)架設(shè)支撐，鋼支撐及時(shí)施加預(yù)加軸力，嚴(yán)禁超挖。 4.2周邊地表沉降 依據(jù)現(xiàn)場監(jiān)測方案顯示，地表監(jiān)測點(diǎn)與基坑邊距離分別為2.5m、7.5m、17.5m、32.5m和52.5m。DBC15地表沉降統(tǒng)計(jì)如圖4所示。沉降最大值約在距離基坑17.5m的位置，地表

8、沉降在12.8mm左右，發(fā)生在基坑開挖至坑底后。同時(shí)基坑開挖至第七道支撐時(shí)，地表沉降值變化最大，與墻體水平位移變化規(guī)律相似。底板澆筑完成后，地表沉降根本穩(wěn)定，不再增加?；娱_挖初期，基坑附近的土體有向上隆起的變化趨勢，初步分析地下連續(xù)墻在開挖初期向坑內(nèi)發(fā)生水平位移和變形時(shí)，墻后一定范圍內(nèi)的土體受到影響，出現(xiàn)輕微隆起。隨著基坑開挖深度的增加，隆起現(xiàn)象逐漸消逝。通過實(shí)測地表沉降與啟明星計(jì)算沉降曲線可以看出，地表沉降呈漏斗形分布，沉降最大值不是在基坑邊，而是出現(xiàn)在距離基坑邊10m12.5m，即0.4H0.5H處，H為基坑開挖深度。 4.3支撐軸力 對(duì)第一道支撐(混凝土支撐)和第二道支撐(鋼支撐)監(jiān)測

9、數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，具體如圖5。在杭州地區(qū)，第一道支撐經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)拉應(yīng)力，因此第一道支撐通常采納混凝土支撐，監(jiān)測數(shù)據(jù)及軟件計(jì)算結(jié)果均反映了這一現(xiàn)象。從監(jiān)測數(shù)據(jù)可以看出，在第五道混凝土支撐和底板完成后，第一道混凝土支撐拉應(yīng)力均有變小的趨勢。可以認(rèn)為，第五道混凝土支撐與底板剛度較大，可作為圍護(hù)轉(zhuǎn)動(dòng)的支點(diǎn)，結(jié)合其他支撐軸力，形成抵抗矩，使第一道混凝土支撐拉力逐漸減小。因此在設(shè)計(jì)時(shí)，第五道采納鋼筋混凝土，能有效減輕圍護(hù)向外傾斜的被動(dòng)破壞，有利于提高圍護(hù)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。第二道支撐(鋼支撐)軸力隨著基坑挖深逐漸增大，鋼支撐軸力變化趨勢與第一道混凝土支撐類似，在第五道混凝土支撐和底板完成后，軸力變小。鋼支撐實(shí)測最大軸力值1741kN，最小軸力值768kN，小于支撐承載能力設(shè)計(jì)值。啟明星軟件計(jì)算最大軸力值1400.8kN，最小軸力值613kN。實(shí)測支撐軸力約為理論計(jì)算軸力的1.25倍?；釉陂_挖和回筑過程中，其深度及支撐數(shù)量不斷變化，當(dāng)進(jìn)行下一工況時(shí)，支撐軸力將重新分配，并到達(dá)新的平衡，因此支撐軸力是動(dòng)態(tài)變化的。 5結(jié)語 基坑封底能有效操縱基坑變形、地表沉降，在實(shí)際工程中，基坑開挖至坑底后，應(yīng)盡快澆筑底板，降低施工風(fēng)險(xiǎn)。同時(shí)及時(shí)架設(shè)支撐，嚴(yán)禁超挖。地表沉降通常會(huì)出現(xiàn)隆起現(xiàn)象，并且沉降變形呈漏斗形，沉降最大值不是在基坑邊，而