交叉處基坑施工方案(通過(guò)專(zhuān)家論證)

1、.：.；鄭東新區(qū)綜合交通樞紐區(qū)地下道路工程與地鐵1#線(xiàn)交叉節(jié)點(diǎn)技術(shù)處置方案鄭州市市政工程勘測(cè)設(shè)計(jì)研討院同濟(jì)大學(xué)2021年2月 III目錄 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc381019173 1 工程概略 1 工程概略1.1工程簡(jiǎn)介1.1.1地下道路工程簡(jiǎn)介擬建地下道路工程位于鄭東新區(qū)綜合交通樞紐區(qū)中心區(qū)東廣場(chǎng)，定位為周邊區(qū)域與中心區(qū)地下停車(chē)設(shè)備的快捷聯(lián)絡(luò)通道，兼效力于鄭州東站樞紐。效力對(duì)象以周邊商務(wù)、辦公、購(gòu)物出行車(chē)輛為主，兼供通往商業(yè)的輕型貨車(chē)。工程的建立將減少中心區(qū)地面車(chē)輛，營(yíng)造干凈的地面環(huán)境，構(gòu)成綠地、景觀有機(jī)結(jié)合、統(tǒng)籌協(xié)調(diào)、功能完善、空間靈敏的一體化空間

2、。地下道路工程主要由如下四部分組成：主隧道：?jiǎn)蜗蚪M織的環(huán)路系統(tǒng)逆時(shí)針，中間2個(gè)車(chē)道為通行車(chē)道，兩側(cè)2個(gè)車(chē)道為進(jìn)出地下車(chē)庫(kù)的交通組織車(chē)道。采用單孔箱涵方式，構(gòu)造凈寬15.5米，部分結(jié)合交通及構(gòu)造受力等要素，設(shè)置鏤空中隔墻，墻寬0.8米，全長(zhǎng)約2915米。次隧道、街區(qū)隧道：銜接與主隧道不相鄰的車(chē)庫(kù)，多布設(shè)于城市支路下方。次隧道合計(jì)三條分別為A區(qū)隧道、B區(qū)隧道、C區(qū)隧道，均為單向組織的環(huán)路系統(tǒng)順時(shí)針，與主隧道相連，構(gòu)造凈寬12.25米，三條次隧道合計(jì)約2221米；街區(qū)隧道按雙向組織交通，構(gòu)造凈寬8.5米。銜接隧道：為理處理車(chē)輛在單向主隧道運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)環(huán)圈繞行的問(wèn)題，在主環(huán)中間增設(shè)的小環(huán)；銜接隧道合計(jì)四條，

3、單向單車(chē)道布置，構(gòu)造凈寬7.75米。出入口匝道：為主隧道與地面道路銜接。出入口匝道合計(jì)12條，構(gòu)造凈寬7.75米，全長(zhǎng)約5629米。鄭東新區(qū)綜合交通樞紐區(qū)地下道路工程平面表示圖如圖1.1所示。圖1.1 鄭東新區(qū)綜合交通樞紐區(qū)地下道路工程平面圖1.1.2施工方案本工程全線(xiàn)擬采用放坡開(kāi)挖，施工單位在開(kāi)挖基坑前，應(yīng)明確基坑周邊的各類(lèi)建構(gòu)筑物及各類(lèi)地下設(shè)備包括排水箱涵、給排水管道、電力、電信及燃?xì)獾鹊姆植己同F(xiàn)狀。對(duì)于在基坑開(kāi)挖范圍的內(nèi)各種管道，應(yīng)按要求撤除、還建；在施工期間對(duì)不能拆的各類(lèi)管道應(yīng)進(jìn)展維護(hù)，防止在施工過(guò)程中損壞。1.2與鄭州地鐵1#線(xiàn)交叉情況鄭東新區(qū)綜合交通樞紐區(qū)地下道路工程與地鐵1號(hào)線(xiàn)共

4、有4處交叉，平面交叉表示圖見(jiàn)圖1.2。1號(hào)交叉點(diǎn)：主隧道主線(xiàn)在ZX0+000與地鐵1#線(xiàn)正交，交叉平面詳圖見(jiàn)圖1.3，交叉縱斷面見(jiàn)圖1.4，交叉橫斷面見(jiàn)圖1.5。2號(hào)交叉點(diǎn)：銜接通道A、B在LA0+168處與地鐵1#線(xiàn)正交，交叉平面詳圖見(jiàn)圖1.6，交叉縱斷面見(jiàn)圖1.7，交叉橫斷面見(jiàn)圖1.8。3號(hào)交叉點(diǎn)：銜接通道C、D在LC0+170附近與地鐵1#線(xiàn)斜交，夾角約74，交叉平面詳圖見(jiàn)圖1.9，交叉縱斷面見(jiàn)圖1.10，交叉橫斷面見(jiàn)圖1.11。4號(hào)交叉點(diǎn)：主隧道主線(xiàn)在ZX1+650附近與地鐵1#線(xiàn)斜交，夾角約33，交叉平面詳圖見(jiàn)圖1.12，交叉縱斷面見(jiàn)圖1.13，交叉橫斷面見(jiàn)圖1.14。交叉處主隧道為

5、單孔箱涵構(gòu)造，頂?shù)装搴窬鶠?.3m，交叉處主隧道構(gòu)造詳圖見(jiàn)圖1.15。交叉處銜接通道為雙孔箱涵構(gòu)造，頂?shù)装搴?.8m，中墻0.5m，底板厚1.1m，交叉處銜接通道詳圖見(jiàn)圖1.16。圖1.2 交叉位置表示圖圖1.3 1號(hào)交叉點(diǎn)平面詳圖圖1.4 1號(hào)交叉點(diǎn)縱斷面圖1-1圖1.5 1號(hào)交叉點(diǎn)橫斷面圖2-2圖1.6 2號(hào)交叉點(diǎn)平面詳圖圖1.7 2號(hào)交叉點(diǎn)縱斷面圖3-3圖1.8 2號(hào)交叉點(diǎn)橫斷面圖4-4圖1.9 3號(hào)交叉點(diǎn)平面詳圖圖1.10 3號(hào)交叉點(diǎn)縱斷面圖5-5圖1.11 3號(hào)交叉點(diǎn)橫斷面圖6-6圖1.12 4號(hào)交叉點(diǎn)平面詳圖圖1.13 4號(hào)交叉點(diǎn)縱斷面圖7-7圖1.14 4號(hào)交叉點(diǎn)橫斷面圖8-8圖

6、1.15 ZX0+000、ZX1+650處隧道斷面適用于1、4號(hào)交叉點(diǎn)圖1.16 銜接通道規(guī)范橫斷面適用于2、3號(hào)交叉點(diǎn)1.3工程地質(zhì)根據(jù)野外鉆探揭露、靜力觸探原位實(shí)驗(yàn)結(jié)果，并結(jié)合室內(nèi)土工實(shí)驗(yàn)成果，對(duì)場(chǎng)地土按巖性及力學(xué)特征分層后，分層描畫(huà)如下：第1層：粉土Q4-3al，褐黃色，稍濕，稍密，搖振反響中等，無(wú)光澤反響，干強(qiáng)度低，韌性低。表層有厚約30cm80cm的耕植土主要分布在擬建場(chǎng)地內(nèi)耕地和林地地段或素填土主要分布在現(xiàn)動(dòng)力北路、動(dòng)力南路道路施工地段，為道路施工的素土或灰土碾壓層，部分地段見(jiàn)極少量雜填土。土中含云母、鐵質(zhì)氧化物等。該層在場(chǎng)地內(nèi)普遍分布。第2層：粉土Q4-3al，褐黃色，濕，稍密中

7、密，搖振反響中等，無(wú)光澤反響，干強(qiáng)度低，韌性低。土中含云母片、銹色鐵質(zhì)浸染，偶見(jiàn)小姜石。該層粗顆粒較多，部分夾粉砂薄層。該層在場(chǎng)地內(nèi)部分缺失。第3層：粉質(zhì)粘土Q4-2l，褐灰灰色，濕，可塑軟塑，無(wú)搖振反響，有光澤，干強(qiáng)度中等，韌性中等。土中含銹色鐵質(zhì)浸染、云母片，偶見(jiàn)小姜石，底部含蝸牛殼碎片。部分夾淤泥質(zhì)土或粉土薄層。該層在場(chǎng)地內(nèi)部分缺失。第4層：粉土Q4-2l，淺灰灰色，稍濕濕，中密密實(shí)，搖振反響中等，無(wú)光澤反響，干強(qiáng)度低，韌性低。土中含云母片、蝸牛殼碎片及小姜石。砂含量高，部分相變?yōu)榉凵?。部分夾夾粉質(zhì)粘土薄層。該層在場(chǎng)地內(nèi)普遍分布。第5層：粉質(zhì)粘土Q4-2l，灰色，飽和，可塑，無(wú)搖振反響，

8、稍有光澤，干強(qiáng)度高，韌性高。土中含云母、蝸牛殼碎片及小姜石。部分見(jiàn)植物根系腐殖質(zhì)。該層在場(chǎng)地內(nèi)普遍分布。第6層：粉土Q4-2l，灰色，濕，密實(shí)，搖振反響中等，無(wú)光澤反響，干強(qiáng)度低，韌性低。土中含云母片，偶見(jiàn)小姜石及蝸牛殼碎片。部分砂含量高。該層在場(chǎng)地內(nèi)普遍分布。第7層：有機(jī)質(zhì)粉質(zhì)粘土Q4-2l，灰灰黑色，層底部分漸變?yōu)辄S褐色，飽和，軟塑可塑，無(wú)搖振反響，有光澤，干強(qiáng)度高，韌性高。土中含云母、蝸牛殼碎片、有機(jī)質(zhì)及少量姜石，部分夾鐵質(zhì)氧化物及鈣質(zhì)斑點(diǎn)。該層在場(chǎng)地內(nèi)普遍分布。第7夾層：粉土Q4-2l，灰色，濕，密實(shí)，搖振反響中等，無(wú)光澤反響，干強(qiáng)度低，韌性低。土中含鐵質(zhì)氧化物、云母片和鈣質(zhì)結(jié)核。該層

9、在場(chǎng)地內(nèi)局部分布。第8層粉砂Q4-1al+pl，灰色，飽和，中密密實(shí)，顆粒級(jí)配普通，分選中等，成份主要為長(zhǎng)石、石英、云母等。層頂部分夾粉土。該層在場(chǎng)地內(nèi)部分缺失。第9層細(xì)砂Q4-1al+pl，灰灰黃色，飽和，密實(shí)，顆粒級(jí)配普通，分選中等，成份主要為長(zhǎng)石、石英、云母等，部分夾有中砂。該層厚度大，分布穩(wěn)定，性質(zhì)穩(wěn)定，在場(chǎng)地內(nèi)普遍分布。第10層粉質(zhì)粘土Q4-1al+ pl，褐黃色，飽和，硬塑鞏固，稍有光澤，干強(qiáng)度高，韌性中等，無(wú)搖振反響，土中含有姜石、鐵錳質(zhì)結(jié)核，部分夾粉土薄層。該層在場(chǎng)地內(nèi)部分缺失。第11層細(xì)砂Q4al+ pl，褐黃色，飽和，密實(shí)，顆粒級(jí)配普通，分選中等，主要成分為長(zhǎng)石、石英、云母

10、等，部分夾有中砂。該層厚度大，分布穩(wěn)定，性質(zhì)穩(wěn)定，在場(chǎng)地內(nèi)普遍分布。第12層粉質(zhì)粘土Q3al，褐黃色棕黃色，飽和，硬塑鞏固，有光澤，干強(qiáng)度高，無(wú)搖振反響，韌性高，土中含鐵錳質(zhì)結(jié)核，土層粘性較大，上部含較多的姜石，部分地段姜石富集。在40米勘探深度范圍內(nèi)未揭穿該層，最大揭露厚度4.7米。各土層物理力學(xué)參數(shù)見(jiàn)表1.1表1.1 土層主要物理力學(xué)參數(shù)層號(hào)巖土稱(chēng)號(hào)物 理 性 質(zhì) 指 標(biāo)地基土承載力特征值緊縮 模量浸透系數(shù)天然含水量天然重度土粒比重孔隙比飽和度液限塑限塑性指數(shù)液性指數(shù)顆粒含量百分比固快(峰值)220.50.50.250.250.0750.075凝聚力內(nèi)摩擦角W0GseSrWLWPIPILm

11、mfakEs0.10.2Kvc%kN/m3%kPaMPacm/skPa1粉土20.1 17.32.700.81977.026.117.88.30.35 1.212.1 86.7 1207.1 (5.0E-04)13232粉土22.717.72.700.84484.025.517.48.00.58 0.914.3 84.8 1459.6 (7.5E-04)13253粉質(zhì)粘土26.6 17.42.72 0.883 90.0 32.4 18.713.70.701003.9 (8.0E-05)17124粉土22.6 18.2 2.70 0.840 84.0 2617.68.10.600.88.790.

12、415010.2(6.0E-04)16.0 26.0 5粉質(zhì)粘土26.1 18.0 2.720.84592.0 33.319.314.00.491104.2(9.0E-06)17.0 14.0 6粉土23.4 18.6 2.700.79991.025.517.58.00.820.811.188.115010.2(1.0E-03)16.0 27.0 7有機(jī)質(zhì)粉質(zhì)粘土28.018.2 2.720.84096.034.820.114.70.61 1204.6(3.0E-06)16.0 14.0 7夾粉土22.9 18.5 2.700.74392.026.518.18.40.541.94.194.01

13、6011.5(1.2E-03)18.0 25.0 8粉砂18.5 5.818.022018.5(5.5E-03)4.0 29.0 9細(xì)砂18.8 1.38.237.226023.0(1.5E-02)2.0 30.0 10粉質(zhì)粘土17.7 18.5 2.720.68584.033.819.314.6025010.211細(xì)砂19.0 12.431.230030.012粉質(zhì)粘土22.9 19.0 2.730.67692.036.121.015.10.0328011.31.4氣候與水文地質(zhì)1.4.1氣候鄭州市地處北溫帶，屬大陸性季風(fēng)氣候，四季清楚，干濕明顯，春季干旱多風(fēng)沙，夏季炎熱多雨，秋季涼爽，冬季

14、干冷多風(fēng)，雨雪稀少。鄭州市的枯燥度指數(shù)k值小于1.5，屬潮濕區(qū)。1氣溫：年平均氣溫14.3，極端最高氣溫43，極端最低氣溫-17.9，年最高氣溫多出如今7月和8月。2降雨：年平均降雨量640mm，24小時(shí)降雨量多年平均值90mm，百年一遇24小時(shí)降雨量245mm，每年7、8、9三個(gè)月的降雨量是全年降雨量的55%。3風(fēng)向：冬季盛行西偏北，夏季盛行南偏東，春、秋季那么交替出現(xiàn)；多年最大風(fēng)速18m/s，年平均風(fēng)速3.2m/s。4季節(jié)性?xún)鐾粒焊鶕?jù)GB50007-2021附錄F中國(guó)季節(jié)性?xún)鐾烈?guī)范凍深線(xiàn)圖，河南省范圍季節(jié)性?xún)鐾烈?guī)范凍深小于60厘米，鄭州市季節(jié)性?xún)鐾磷畲髢錾罴s27厘米，年平均地面結(jié)冰時(shí)間約為

15、60天。根據(jù)GB50007-2021附錄G地基土的凍脹性分類(lèi)，擬建場(chǎng)地地表土層為粉土主要為耕植土，部分為雜填土，平均含水量20.1%，地下水位間隔 凍結(jié)面間隔 大于1.5米，平均凍脹率1.0%3.5，凍脹等級(jí)為II類(lèi)，凍脹類(lèi)別為“弱凍脹。1.4.2水文地質(zhì)1地表水鄭州市市內(nèi)的地表水屬淮河流域、沙穎河水系，流經(jīng)該市的天然河流主要有賈魯河、賈魯河支流、金水河、熊耳河、七里河。其中七里河從場(chǎng)地北側(cè)約0.3km左右流過(guò)，其它河流離場(chǎng)地都較遠(yuǎn)，因此僅對(duì)七里河的水文情況進(jìn)展表達(dá)。七里河：七里河源于新鄭市龍湖鎮(zhèn)。流經(jīng)市區(qū)東南側(cè)，穿航海路、鄭汴路、東風(fēng)東路、流經(jīng)擬建場(chǎng)地北部、在擬建場(chǎng)地東北約1km處匯入東風(fēng)渠

16、，流域面積70.0km2，全長(zhǎng)25km。該河主要擔(dān)任市區(qū)東南部地域的泄洪、排洪義務(wù)及接納沿河兩岸的生活和工業(yè)廢水。七里河市區(qū)段年年有水，水位在地面下3.0m左右，主要水源是上游補(bǔ)給。根據(jù)野外踏勘結(jié)果，勘察期間七里河場(chǎng)地附近段的水位在地表下3.0米左右絕對(duì)標(biāo)高85.0米左右，河底與河渠兩側(cè)修筑有防滲堤壩，堤壩外目前潛水地下水位在地表下12.0米左右，由于七里河在場(chǎng)地周邊范圍內(nèi)河底進(jìn)展了防滲處置，所以普通情況下與兩側(cè)的地下水沒(méi)有水力聯(lián)絡(luò)，僅在防滲失效的地段才會(huì)補(bǔ)給地下水。2地下水根據(jù)含水層的埋藏條件和水理特征，對(duì)本工程有影響的含水層主要有兩層，即上部潛水層和下部承壓水層：潛水埋藏在10m以上Q4-

17、3Q4-2的粉土、粉質(zhì)粘土層，主要賦存于粉土層中，為弱透水層；承壓水埋藏在地面下1438m之間，賦存于全新統(tǒng)下段Q4-1的粉細(xì)砂層中，該土層富水性好，水量豐富，屬?gòu)?qiáng)透水層。潛水層與承壓水層被第7層Q4-2灰灰黑色有機(jī)質(zhì)粉質(zhì)粘土層隔開(kāi)。3地下水動(dòng)態(tài)1潛水場(chǎng)地內(nèi)上部潛水水位主要受季節(jié)性降雨和周?chē)咏邓挠绊懀瑥?月中旬至10月上旬是每年地下水位豐水期，每年12月至來(lái)年2月為枯水期。由于受相鄰場(chǎng)地基坑降水的影響，水位下降較深，勘察外業(yè)施工期間2021年5月1日14日，初見(jiàn)水位埋深約在現(xiàn)地面下5.29.6米左右，實(shí)測(cè)潛水穩(wěn)定水位埋深約在現(xiàn)地面下6.910.6米左右絕對(duì)高程77.0574.66米，呈西

18、低東高走勢(shì)。2承壓水場(chǎng)地內(nèi)承壓水與上部潛水既堅(jiān)持各自的水理特征，又有一定的聯(lián)絡(luò)。承壓水的補(bǔ)給來(lái)源主要有上部潛水越流補(bǔ)給和側(cè)向徑流補(bǔ)給，排泄主要是人工取水包括基坑降水?？辈焱鈽I(yè)施工期間2021年5月1日14日，實(shí)測(cè)下部承壓水穩(wěn)定水位埋深約在現(xiàn)地面下11.913.1米絕對(duì)高程71.7873.38米。而作為隔水層的第7層有機(jī)質(zhì)粉質(zhì)粘土的層底絕對(duì)高程在67.6073.73米之間，所以，該部分承壓水略具承壓性。1.5工程特點(diǎn)1基坑開(kāi)挖深度大地下道路工程與地鐵1#線(xiàn)1-4號(hào)四個(gè)交叉點(diǎn)處的基坑開(kāi)挖深度分別為9.46m、10.39m、10.66m、11.87m，基坑開(kāi)挖深度大；地下道路主隧道與銜接通道寬度分別

19、為18.1m、17.4m，隧道斷面寬；基坑位于地鐵1#線(xiàn)正上方，基坑地基加固及開(kāi)挖支護(hù)對(duì)地鐵1#線(xiàn)的干擾大；基坑開(kāi)挖施工將對(duì)地鐵1#線(xiàn)產(chǎn)生影響，能夠?qū)е碌罔F線(xiàn)路構(gòu)造產(chǎn)生嚴(yán)重變形。2地下道路與地鐵隧道垂直間隔 較近地下道路與地鐵1#線(xiàn)1-4號(hào)四個(gè)交叉點(diǎn)處隧道垂直間距分別為2.54m、2.55m、2.79m、2.46m。坑底間隔 地鐵隧道較近且基坑開(kāi)挖卸荷比大，開(kāi)挖施工易導(dǎo)致地鐵隧道產(chǎn)生隆起變形，從而影響地鐵1#線(xiàn)的行車(chē)平安。由于坑底間隔 地鐵隧道頂部的間隔 近，地下道路建成通車(chē)后，存在與地鐵隧道列車(chē)的動(dòng)力相互影響。2類(lèi)似工程案例隨著城市建立工程數(shù)量的增多和規(guī)模的擴(kuò)展，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)基坑工程上跨已運(yùn)營(yíng)

20、地鐵隧道這一問(wèn)題。深基坑開(kāi)挖施工會(huì)導(dǎo)致下方地鐵線(xiàn)路產(chǎn)生變形包括管片構(gòu)造的變形和軌道不平順，當(dāng)變形較大時(shí)，將會(huì)對(duì)隧道構(gòu)造、列車(chē)行車(chē)平安產(chǎn)生很大的影響。2.1工程實(shí)例對(duì)于上跨已運(yùn)轉(zhuǎn)地鐵區(qū)間隧道的基坑工程，由于基坑開(kāi)挖會(huì)引起坑內(nèi)土體的回彈，從而引起地鐵區(qū)間隧道的上抬變形，如何準(zhǔn)確預(yù)測(cè)和治理地鐵隧道上抬變形便成為急需處理的問(wèn)題。目前，國(guó)內(nèi)已有類(lèi)似的工程案例，但是在粉土地域尤其是鄭州地域尚屬首例。我們對(duì)類(lèi)似工程進(jìn)展了大量的調(diào)研任務(wù)，工程實(shí)例見(jiàn)表2.1。表2.1國(guó)內(nèi)類(lèi)似工程實(shí)例調(diào)研結(jié)果匯總表工程稱(chēng)號(hào)基坑尺寸隧道與基坑位置關(guān)系控制措施地層特點(diǎn)效果長(zhǎng)度m寬度m開(kāi)挖深度m基底距隧頂m卸荷范圍內(nèi)隧道長(zhǎng)度m相對(duì)位置

21、上海東方路下立交工程5118.16.32.62.6斜穿基群，與寬度方向近似成45斜交基坑圍護(hù)構(gòu)造采用SMW工法樁；旋噴樁和SMW工法坑內(nèi)滿(mǎn)堂加固；分層、分小段、分條幅開(kāi)挖、及時(shí)堆載。底板標(biāo)高和盾構(gòu)隧道都位于灰色淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土層下行線(xiàn)最終隆起12.25mm，上行線(xiàn)最終隆起11.79mm。上海雅居樂(lè)國(guó)際廣場(chǎng)11042/524.93.55110橫穿整個(gè)基坑，近似平行于淺坑長(zhǎng)邊基坑圍護(hù)構(gòu)造采用SMW工法樁；SMW工法樁滿(mǎn)堂加固，構(gòu)成“門(mén)字型加固體；分層、分小段對(duì)稱(chēng)開(kāi)挖底板，盾構(gòu)都位于3層灰色淤泥質(zhì)粘土隧道變形不斷控制在規(guī)定的日變形量不超越0.5mm、累計(jì)變形量不超越10mm范圍內(nèi)。上海廣場(chǎng)基坑工程12

22、0806.97.7150對(duì)角斜穿整個(gè)基坑圍護(hù)構(gòu)造采用地下延續(xù)墻；坑內(nèi)采用深層攪拌樁格柵式加固；分區(qū)分塊開(kāi)挖底板標(biāo)高和盾構(gòu)隧道都位于灰色淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土層隧道上方基坑開(kāi)挖過(guò)程中上、下行線(xiàn)分別發(fā)生了約20mm及15mm左右的上抬變形上海新金橋廣場(chǎng)基坑工程130385440與長(zhǎng)度方向約成70角SMW工法作為圍護(hù)；坑內(nèi)采用三軸水泥土攪拌樁進(jìn)展全面加固底板標(biāo)高和盾構(gòu)隧道都位于灰色淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土層中整個(gè)開(kāi)挖過(guò)程隧道隆起約2.2mm南京市龍?bào)绰匪淼拦こ?6012.87.82.1515沿南北向成70斜穿整個(gè)基坑圍護(hù)構(gòu)造為鉆孔咬合樁結(jié)合鉆孔灌注樁+旋噴樁止水帷幕；坑內(nèi)高壓旋噴樁滿(mǎn)堂加固；分層、抽條對(duì)稱(chēng)開(kāi)挖底板標(biāo)高

23、和盾構(gòu)部位都位于3層灰色淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土底板完成后左線(xiàn)隆起位移值穩(wěn)定在為3.2mm，右線(xiàn)為5.5mm杭州金沙湖綠軸下沉廣場(chǎng)工程22.5505.33.28橫穿整個(gè)基坑采用三軸攪拌樁進(jìn)展基坑內(nèi)地基滿(mǎn)堂加固，對(duì)地鐵隧道構(gòu)成門(mén)式加固維護(hù)；1:1.0放坡開(kāi)挖，坑內(nèi)分塊、分層開(kāi)挖底板和盾構(gòu)隧道都位于砂質(zhì)粉土層中左線(xiàn)隧道和右線(xiàn)隧道上中心區(qū)域監(jiān)測(cè)點(diǎn)最大豎向位移分別為4.8mm和7.9mm，均滿(mǎn)足累計(jì)變形規(guī)范2.1工程實(shí)例分析與本工程實(shí)踐情況相比較，表2.1中各案例的工程地質(zhì)條件更為不利，多以淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土為主。其中上海東方路下立交工程、南京市龍?bào)绰匪淼拦こ讨谢着c盾構(gòu)隧道的間距與本工程最為接近，在采取合理的基底

24、加固和邊坡防護(hù)方式且進(jìn)展分條開(kāi)挖后，盾構(gòu)隧道的變形量都可以控制在合理的范圍內(nèi)。而杭州金沙湖綠軸下沉廣場(chǎng)工程基坑開(kāi)挖范圍內(nèi)的土層相對(duì)較好，與鄭州的地質(zhì)條件較為接近，也采用放坡方式進(jìn)展，且在基坑開(kāi)挖后盾構(gòu)隧道變形量控制在合理范圍內(nèi)，現(xiàn)對(duì)杭州金沙湖綠軸下沉廣場(chǎng)工程的設(shè)計(jì)與施工情況進(jìn)展詳細(xì)分析。1工程概略金沙湖綠軸下沉廣場(chǎng)工程位于杭州經(jīng)濟(jì)技術(shù)開(kāi)發(fā)區(qū)規(guī)劃金沙湖北側(cè)的九沙大道下及其兩側(cè)。九沙大道為快速路，本工程為溝通九沙大道兩側(cè)地塊的下穿九沙大道的人行交通工程。綠軸下沉廣局面積為12053m2，基坑開(kāi)挖深度約為5.25m，基底(素砼墊層底)間隔 杭州地鐵1#線(xiàn)左線(xiàn)隧道頂3.17m，間隔 右線(xiàn)隧道頂4.33

25、5.98m，開(kāi)挖階段隧道最小覆土約為0.5 倍洞徑?；佑绊懮疃确秶鷥?nèi)的土層為填土、粘質(zhì)粉土、砂質(zhì)粉土、淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土等。本工程基坑開(kāi)挖面根本處于粉砂中，該層土透水性強(qiáng)，在高水位條件下易引起流砂、管涌，從而導(dǎo)致邊坡失穩(wěn)。2變形控制措施為了減少綠軸下沉廣場(chǎng)施工期間對(duì)現(xiàn)有地鐵區(qū)間隧道的影響，采取如下控制措施：1圍護(hù)方案采用1：1.0比例放坡開(kāi)挖；2基坑開(kāi)挖前用水泥土攪拌樁加固隧道頂部的土體，減少基坑卸土后的回彈量，再把地下潛水降至構(gòu)造底板下-1m，詳見(jiàn)圖2.1；3對(duì)隧道內(nèi)部進(jìn)展米字型鋼構(gòu)加固，加強(qiáng)隧道整體性，詳見(jiàn)以下圖2.2；4采用分段槽挖施工，槽挖寬度不宜大于7.5m，開(kāi)挖到位后及時(shí)澆筑墊層，并

26、緊隨施做底板，澆筑一段底板砼后再施做下道工序，詳見(jiàn)圖2.3；5施工期間對(duì)隧道內(nèi)部及土體進(jìn)展24 小時(shí)延續(xù)監(jiān)測(cè)，動(dòng)態(tài)分析隧道的平安性。圖2.1 土體加固典型斷面圖圖2.2 隧道內(nèi)部加固典型斷面圖圖2.3 施工工序圖2控制效果在基底加固、降水施工、基坑分條開(kāi)挖、上部構(gòu)造施工的整個(gè)過(guò)程中，左線(xiàn)隧道和右線(xiàn)隧道上中心區(qū)域監(jiān)測(cè)點(diǎn)最大豎向位移分別為4.8mm和7.9mm，均可以滿(mǎn)足累計(jì)變形控制規(guī)范豎向和程度向位移不超越10mm2.2小結(jié)以上勝利的基坑工程案例的顯著特點(diǎn)如下：1深大基坑空間效應(yīng)小，基底變形控制難度大，覆土需求一定保證，才干確保盾構(gòu)隧道平安。2類(lèi)似工程均有開(kāi)挖面積大、覆土淺的特點(diǎn)，務(wù)必分層、分段

27、、分塊、限時(shí)開(kāi)挖，最大限制減小對(duì)盾構(gòu)隧道的影響范圍。3在采用的加固措施中門(mén)式加固方案的加固效果較好。在已建地鐵隧道上方進(jìn)展基坑開(kāi)挖，土方開(kāi)挖最大的難點(diǎn)在于控制基坑底部的隧道回彈，開(kāi)挖過(guò)程中運(yùn)用時(shí)空效應(yīng)原理即在軟土地基基坑開(kāi)挖過(guò)程中，合理安排開(kāi)挖土方的尺寸，盡量減小每步開(kāi)挖無(wú)支護(hù)的暴露時(shí)間，嚴(yán)厲按照“分層、分塊、分段、對(duì)稱(chēng)、平衡、限時(shí)開(kāi)挖基坑，從而控制隧道回彈隆起。鄭東新區(qū)綜合交通樞紐區(qū)地下道路工程與地鐵1#線(xiàn)交叉處工程實(shí)踐情況與杭州金沙湖綠軸下沉廣場(chǎng)工程相類(lèi)似，總結(jié)杭州金沙湖綠軸下沉廣場(chǎng)工程的勝利閱歷結(jié)合本工程的實(shí)踐特點(diǎn)，建議對(duì)基坑底部一定范圍內(nèi)的土體采用三軸水泥攪拌樁進(jìn)展?jié)M堂加固，采用放坡方

28、式進(jìn)展抽條開(kāi)挖。3地下道路工程與地鐵隧道控制規(guī)范3.1地鐵隧道及線(xiàn)路幾何尺寸偏向管理值規(guī)范根據(jù)鄭州市軌道交通提交的復(fù)函，地鐵隧道及線(xiàn)路幾何尺寸偏向管理值規(guī)范闡明如下：建議監(jiān)測(cè)規(guī)范：隧道變形監(jiān)測(cè)程度位移和沉降控制規(guī)范為10mm，隆起控制規(guī)范為5mm，收斂控制規(guī)范為10mm。道床及構(gòu)造沉降量不大于10mm；相鄰兩根鋼軌高程相差不大于4mm；相鄰兩根軌道軌距變化范圍+6mm至-2mm；10米弦長(zhǎng)軌面高差不大于4mm。3.2行車(chē)平安性評(píng)價(jià)目的列車(chē)運(yùn)轉(zhuǎn)平安性在機(jī)車(chē)車(chē)輛動(dòng)力學(xué)上是經(jīng)過(guò)脫軌系數(shù)、輪重減載率等幾個(gè)參數(shù)來(lái)評(píng)定的。(1)脫軌系數(shù)評(píng)定防止車(chē)輪脫軌穩(wěn)定性的目的為“脫軌系數(shù)。脫軌系數(shù)定義為輪對(duì)一側(cè)車(chē)輪的

29、側(cè)向壓力Q1(或Q2)與動(dòng)輪重P1(或P2)之比，記作Q/P。圖3.1 輪對(duì)脫軌時(shí)的作用力表示圖由圖3.1所示的輪軌之間的作用力，由此可導(dǎo)出車(chē)輪脫軌的臨界形狀為：脫軌系數(shù)的極限值與車(chē)輪的輪緣角和輪緣與鋼軌之間的摩擦系數(shù)有關(guān)。我國(guó)國(guó)家規(guī)范規(guī)定的車(chē)輛脫軌系數(shù)平安目的為：QP1.2 危險(xiǎn)限制QP1.0 允許限制脫軌系數(shù)不超越“危險(xiǎn)限制是平安的，不超越“允許限制是希望到達(dá)的。這兩個(gè)限制目的普通適用于低速脫軌的情況。我國(guó)鐵道部規(guī)范(TBT236093)規(guī)定的機(jī)車(chē)脫軌系數(shù)平安目的為：QP0.6 優(yōu)QP0.8 良QP0.9 合格我國(guó)客運(yùn)專(zhuān)線(xiàn)及提速線(xiàn)路動(dòng)力分析中，列車(chē)的脫軌平安性評(píng)判規(guī)范采用QP0.8(2)輪

30、重減載率輪重減載率定義為輪對(duì)的垂向壓力差與動(dòng)輪重之比，記作。我國(guó)國(guó)家規(guī)范GB559985規(guī)定的車(chē)輛輪重減載率平安目的為：=0.65 危險(xiǎn)限制=0.60 允許限制車(chē)輛在高速運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中，當(dāng)車(chē)輪在振動(dòng)過(guò)程向上運(yùn)動(dòng)時(shí)，輪重減小，這時(shí)即使橫向力很小甚至沒(méi)有，也有能夠與車(chē)輪發(fā)生橫向相對(duì)位移而發(fā)生脫軌。4地下道路隧道構(gòu)造抗浮平安性分析地下道路工程隧道部分埋藏于地下潛水位以下，在進(jìn)展構(gòu)造設(shè)計(jì)時(shí)要思索構(gòu)造的抗浮穩(wěn)定性。對(duì)地下構(gòu)造物的抗浮穩(wěn)定性提出了要求，并給出了地下構(gòu)造物的抗浮穩(wěn)定性計(jì)算方法。對(duì)于如圖4.1所示的地下構(gòu)造，令地下構(gòu)造單位長(zhǎng)度的自重為W，寬度為B，高度為H，底板埋深為h，地下水位與地表的間隔 為d

31、。令p為構(gòu)造的平均重度，即 4.1地下構(gòu)造底板處土層所遭到的總應(yīng)力為 4.2地下構(gòu)造底板處的孔隙水壓力為 4.3底板處土層的有效應(yīng)力為 4.4由于土層不能接受拉應(yīng)力，且抗浮穩(wěn)定性需滿(mǎn)足一定的平安要求，故有 4.5為揚(yáng)壓力系數(shù)飽和粉土及砂性土中普通取1。圖4.1 地下構(gòu)造抗浮穩(wěn)定性分析根據(jù)鄭東新區(qū)綜合交通樞紐地下道路工程一期主隧道、銜接隧道工程巖土工程勘察報(bào)告中提供的水文地質(zhì)資料顯示，近35年的地下水最高水位在現(xiàn)自然地表下約2.0米絕對(duì)標(biāo)高約83.5米，設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)抗浮設(shè)計(jì)水位可按現(xiàn)自然地表下0.5米絕對(duì)標(biāo)高約85.0米思索。地下道路隧道運(yùn)營(yíng)階段汽車(chē)荷載對(duì)構(gòu)造的抗浮穩(wěn)定性有利，因此抗浮計(jì)算過(guò)程中

32、未思索汽車(chē)車(chē)輛荷載，采用上述方法對(duì)四個(gè)交叉點(diǎn)的抗浮穩(wěn)定性進(jìn)展驗(yàn)算，計(jì)算結(jié)果如表4.1所示。表4.1 運(yùn)營(yíng)階段地下道路工程抗浮穩(wěn)定性分析交叉點(diǎn)1交叉點(diǎn)2交叉點(diǎn)3交叉點(diǎn)4道路底板埋深m11.1510.3910.6512.3計(jì)算水位埋深m0.50.50.50.5底板處孔隙水壓力kPa10699101118上覆土厚度m4.384.594.865.78上覆土產(chǎn)生的有效應(yīng)力kPa35373946構(gòu)造自重產(chǎn)生的應(yīng)力kPa86707086隧道底板處土層所受應(yīng)力kPa121107109132抗浮穩(wěn)定性系數(shù)1.141.081.081.12穩(wěn)定性評(píng)價(jià)滿(mǎn)足規(guī)范中大于1.05的要求滿(mǎn)足規(guī)范中大于1.05的要求滿(mǎn)足規(guī)范中

33、大于1.05的要求滿(mǎn)足規(guī)范中大于1.05的要求由計(jì)算結(jié)果可知，運(yùn)營(yíng)期隧道滿(mǎn)足抗浮要求，即隧道不產(chǎn)生回彈隆起問(wèn)題，所以無(wú)需對(duì)地下道路隧道構(gòu)造采取抗浮措施例如在道路隧道下方添加抗拔樁。5基坑降水對(duì)地鐵隧道及線(xiàn)路變形的影響工程地質(zhì)勘察期間實(shí)測(cè)潛水穩(wěn)定水位埋深約在現(xiàn)地面下6.910.6米左右，高于基坑坑底標(biāo)高，因此在基坑開(kāi)挖施工前應(yīng)進(jìn)展基坑降水。5.1降水引起的地面沉降計(jì)算5.1.1計(jì)算方法基坑降水引起的地基土固結(jié)變形分析，同濟(jì)大學(xué)侯學(xué)淵，劉國(guó)彬教授及劉建航院士等編寫(xiě)中給出了降水引起的地面沉降計(jì)算方法。對(duì)于粉土與砂性土層，土層的透水性能良好，短時(shí)間內(nèi)即可固結(jié)完成，無(wú)需思索滯后效應(yīng)，可采用彈性變形公式計(jì)

34、算。一維固結(jié)計(jì)算公式為： 5.1式中：s砂層的變形量m；水的重度kN/m3；水位變化值m；砂層的緊縮模量kPa。在降水期間，降水面以下的土層通常不能夠產(chǎn)生較明顯的固結(jié)沉降量，而降水面至原始地下水面的土層因排水條件好，將會(huì)在所添加的自重應(yīng)力條件下很快產(chǎn)生沉降。通常降水引起的地面沉降以這一部分沉降量為主，因此可用以下簡(jiǎn)易方法估算降水所引起的沉降值： 5.2式中：降水深度，為降水面和原始地下水面的深度差m；降水產(chǎn)生的自重附加應(yīng)力kPa，可取計(jì)算；降水深度范圍內(nèi)土層的緊縮模量kPa，可查閱土工實(shí)驗(yàn)資料或地域規(guī)范。5.1.2降水引起的地面沉降計(jì)算巖土工程勘察報(bào)告中提供4個(gè)交叉點(diǎn)處的實(shí)測(cè)地下水位埋深、道路

35、隧道底板標(biāo)高見(jiàn)表5.1，思索基坑開(kāi)挖時(shí)地下水位需滿(mǎn)足低于基坑底板1m的要求，從而可以根據(jù)地下水位埋深和道路底板標(biāo)高確定基坑降水深度。表5.1地下水位情況及基坑降水深度交叉點(diǎn)號(hào)1號(hào)交叉點(diǎn)2號(hào)交叉點(diǎn)3號(hào)交叉點(diǎn)4號(hào)交叉點(diǎn)實(shí)測(cè)地下水位高程m-10.44-9.7-7.9-8.4道路隧道底板標(biāo)高m-9.46-9.63-10.66-11.87基坑開(kāi)挖控制水位m-10.46-10.63-11.66-12.87降水深度m降水較淺降水較淺3.764.47從表5.1可知1、2#交叉點(diǎn)處降水深度較小，可以忽略基坑降水引起的地表沉降；選取3、4號(hào)交叉點(diǎn)進(jìn)展分析，計(jì)算降水引起的地面沉降，計(jì)算結(jié)果分別見(jiàn)表5.2、5.3。表

36、5.2 3號(hào)交叉點(diǎn)降水引起的地面沉降土層土層厚度/m緊縮模量/Mpa分層沉降Si/mm總沉降S/mm粉土40.510.20.06131.802粉質(zhì)粘土51.24.20.938粉土61.510.20.551有機(jī)質(zhì)粉質(zhì)粘土土70.674.60.251表5.3 4號(hào)交叉點(diǎn)降水引起的地面沉降土層土層厚度/m緊縮模量/Mpa分層沉降Si/mm總沉降S/mm粉質(zhì)粘土50.474.20.2634.756粉土61.210.20.353有機(jī)質(zhì)粉質(zhì)粘土土72.764.64.14由計(jì)算結(jié)果可知，由于地下水位埋藏較深，基坑降水深度小，降水引起的地面沉降較小，根本堅(jiān)持在0-5mm范圍內(nèi)。5.2降水引起的地鐵隧道構(gòu)造變形

37、計(jì)算本工程各土層浸透系數(shù)值見(jiàn)表5.4。表5.4各層土浸透系取值(cm/s)層號(hào)12345建議值5.010-47.510-48.010-66.010-49.010-6層號(hào)677夾89建議值1.010-63.010-61.210-35.510-31.510-2采用有限元軟件進(jìn)展模擬分析，建立模型如圖5.1所示。模型中土體采用硬化模型，隧道采用板單元構(gòu)造，各層土的浸透系數(shù)取值與表5.4一樣，綜合4個(gè)交叉點(diǎn)處的地下水位與基坑開(kāi)挖深度，思索最不利要素，初始潛水位取地表以下7m，地下水位降低5m，即降至地表以下12m，降水范圍為隧道上方基坑開(kāi)挖范圍向外擴(kuò)展10m。圖5.1 計(jì)算模型圖基坑降水后地表及各土層

38、變形云圖如圖5.2、5.3所示，基坑中心處沿深度方向降水引起的沉降量如圖5.4所示，地鐵隧道沿道路隧道橫斷面方向的沉降量如圖5.5所示，從圖中可以看出降水面以上土體由于有效應(yīng)力的添加，發(fā)生了較大緊縮變形，地表最大沉降為15.8mm，而降水面以下土層的緊縮變形量較小。圖5.2 降水引起的沉降云圖圖5.3 基坑中心剖面沉降云圖圖5.4 沿深度方向的沉降量圖5.5 沿地下道路隧道橫斷面方向的沉降量地鐵隧道的沉降變形圖如圖5.6、5.7所示，基坑降水引起的地鐵隧道最大沉降量為4.7mm。圖5.6地鐵隧道變形表示圖圖5.7地鐵隧道變形云圖5.3小結(jié)本節(jié)采用基坑工程手冊(cè)中降水引起地面沉降的閱歷算法計(jì)算了降

39、水引起的地面沉降，由分析結(jié)果可知，本工程基坑降水至坑底以下1m引起的地面沉降量課控制在5mm以?xún)?nèi)，雖然手冊(cè)中沒(méi)有給出降水面以下構(gòu)造物的沉降量計(jì)算方法，但已明確指出降水面以下的沉降量不會(huì)太大。采用有限元軟件進(jìn)展的降水模擬計(jì)算結(jié)果可知，地面產(chǎn)生的沉降量為15.8mm，地鐵隧道的最大沉降量為4.7mm。以往的工程實(shí)際閱歷闡明，有限元的模擬結(jié)果大于實(shí)踐結(jié)果，因此綜合閱歷計(jì)算及有限元計(jì)算得到的結(jié)果，可以為降水引起的地鐵隧道沉降在23mm左右，滿(mǎn)足鄭州市軌道交通公司對(duì)地鐵隧道沉降的控制規(guī)范不大于10mm的要求。此外，由于地下道路與盾構(gòu)隧道交叉段周邊建筑施工基坑降水的影響，截止到2021年1月7日現(xiàn)場(chǎng)查看時(shí)

40、，地下水位曾經(jīng)在地面以下14-16m處，實(shí)踐施工時(shí)，基坑降水對(duì)地鐵隧道的影響將會(huì)更小。6基坑開(kāi)挖邊坡支護(hù)方式研討擬建地下道路工程基坑支護(hù)構(gòu)造的平安等級(jí)為一級(jí)，基坑開(kāi)挖深度約在現(xiàn)自然地面下9.413.1米，周邊場(chǎng)地空闊，工程地質(zhì)條件普通，根據(jù)類(lèi)似工程案例分析，此類(lèi)工程采用的基坑支護(hù)方式主要有SMW工法樁、鉆孔灌注樁和大面積放坡等?；又ёo(hù)方式的選擇要根據(jù)實(shí)踐工程特點(diǎn)、支護(hù)效果、對(duì)周邊環(huán)境的影響和施工本錢(qián)等要素進(jìn)展綜合思索。首先要滿(mǎn)足平安性能的要求，即能滿(mǎn)足開(kāi)挖過(guò)程中邊坡的穩(wěn)定性要求及周邊環(huán)境的變形要求，又要滿(mǎn)足經(jīng)濟(jì)環(huán)保的要求，盡量做到對(duì)周邊環(huán)境少破壞多維護(hù)、高效率低本錢(qián)，最終選擇的支護(hù)方式既要平

41、安可靠，又要經(jīng)濟(jì)節(jié)能。6.1鉆孔灌注樁結(jié)合實(shí)踐工程，在采用鉆孔灌注樁進(jìn)展基坑支護(hù)條件下，對(duì)邊坡穩(wěn)定性、周邊環(huán)境的影響、施工風(fēng)險(xiǎn)和經(jīng)濟(jì)本錢(qián)等進(jìn)展分析。對(duì)采用該支護(hù)方式的可行性進(jìn)展評(píng)判。6.1.1邊坡穩(wěn)定性分析采用同濟(jì)啟明星frws7軟件進(jìn)展分析，綜合思索四處交叉點(diǎn)實(shí)踐情況，取最不利條件，建立平面計(jì)算模型如圖6.1所示，基坑設(shè)計(jì)總深12.0m，坡高12.00m，按一級(jí)基坑思索；鉆孔灌注樁支護(hù)，嵌入深度30m，顯露長(zhǎng)度12m，樁徑1m，樁間距2.5m，C30混凝土；基坑開(kāi)挖過(guò)程中沿豎向設(shè)置三道支撐，分別開(kāi)挖至地下1m、5m、9m時(shí)設(shè)置，支撐采用圓形截面鋼梁。圖6.1 基坑支護(hù)方案圖開(kāi)挖至-12.m，

42、邊坡滑裂面表示圖如圖6.2所示，其中滑弧圓心(7.70m，0.00m)，半徑71.69m，起點(diǎn)(-63.98m，0.00m)，終點(diǎn)(78.38m，12.00m)，拱高比0.919，下滑力7537.3kN/m；土體(包括鉆孔灌注樁)抗滑力36834.3kN/m；平安系數(shù)4.89，要求平安系數(shù)1.25。經(jīng)計(jì)算，基坑采用鉆孔灌注樁進(jìn)展支護(hù)開(kāi)挖至-12m，基坑開(kāi)挖平安系數(shù)大于1.25，穩(wěn)定性滿(mǎn)足要求。圖6.2 邊坡滑裂面表示圖由以上分析可知，采用鉆孔灌注樁作為支護(hù)方式，可以滿(mǎn)足邊坡穩(wěn)定性和隧道變形的設(shè)計(jì)要求，由于鉆孔灌注樁施工過(guò)程中往往伴隨著較大的孔壁坍塌和縮徑等風(fēng)險(xiǎn)，尤其是在粉土和砂性土層中，塌孔的

43、風(fēng)險(xiǎn)更大，在地鐵隧道近間隔 進(jìn)展鉆孔灌注樁施工時(shí)往往采用護(hù)壁套管鉆孔灌注樁微擾動(dòng)施工方法，例如滬杭城際鐵路上跨上海軌道交通9號(hào)線(xiàn)的樁板梁路基工程、南京快速公交一號(hào)線(xiàn)與既有地鐵共線(xiàn)段工程等，在鉆孔灌注樁施工時(shí)，大大添加了施工本錢(qián)和施工風(fēng)險(xiǎn)。綜合以上分析，采用鉆孔灌注樁進(jìn)展基坑支護(hù)，基坑穩(wěn)定性好，對(duì)盾構(gòu)隧道變形影響小，但是由于鉆孔灌注樁數(shù)目多，工程地質(zhì)條件以粉土和砂性土層為主，施工風(fēng)險(xiǎn)大，施工本錢(qián)高，且道路隧道抗浮穩(wěn)定性滿(mǎn)足要求，無(wú)需設(shè)置抗拔樁，因此不建議采用鉆孔灌注樁作基坑邊坡支護(hù)。6.2放坡開(kāi)挖擬采用二級(jí)放坡開(kāi)挖，根據(jù)基坑設(shè)計(jì)規(guī)范普通邊坡坡率以0.25為一個(gè)分界，按1:1、1：1.25的坡率放

44、坡開(kāi)挖，-6.0米處設(shè)置2米寬平臺(tái)，用同濟(jì)啟明星frws7進(jìn)展基坑放坡開(kāi)挖分析計(jì)算?；谕瑵?jì)啟明星frws7軟件邊坡穩(wěn)定性分析的計(jì)算原理如下：瑞典條分法-替代容重法 6.1上列式中： 6.2 6.3其中：Ks整體穩(wěn)定平安系數(shù)；Nj土釘、錨桿、微型樁、排樁在滑弧上產(chǎn)生的抗滑力規(guī)范值；ci第i分條滑裂面處土體(或水泥土，乘折減系數(shù)后的c)的粘聚力；i第i分條滑裂面處土體(或水泥土，tg乘折減系數(shù)后的)的內(nèi)摩擦角；Ka自動(dòng)土壓力系數(shù)；L第i分條滑動(dòng)面弧長(zhǎng)；Gi第i分條土條(包括水泥土)分量；Wi第i分條土條遭到的水浮力；Wi第i分條土條遭到坑內(nèi)水位以下那部分水的水浮力當(dāng)?shù)叵滤桓哂陂_(kāi)挖面時(shí)，坑內(nèi)水位

45、取開(kāi)挖面，否那么取地下水位；ui第i分條土條底部中心處的孔隙隙水壓力，即為該點(diǎn)處的靜水壓力；假設(shè)思索土性，那么對(duì)水土合算的土層取0；靜水壓力與浸潤(rùn)線(xiàn)有關(guān)，當(dāng)?shù)叵滤陀陂_(kāi)挖面時(shí)，浸潤(rùn)線(xiàn)就是地下水位線(xiàn)；當(dāng)?shù)叵滤哂陂_(kāi)挖面時(shí)，浸潤(rùn)線(xiàn)如圖6.3所示；圖6.3 浸潤(rùn)線(xiàn)表示圖Qi超載和臨近荷載在第i分條上分布的總力；TNj第j道土釘/錨桿在滑裂面外的部分的抗拔力規(guī)范值和桿體抗拉強(qiáng)度規(guī)范值中的小值，見(jiàn)“公式；Sj第j道土釘/錨桿的程度間距；i第i分條滑動(dòng)面切線(xiàn)與程度面之間的夾角；j第j道土釘/錨桿與程度面之間的夾角。、釘或錨桿切向力折減系數(shù)、法向力折減系數(shù)。Np滑弧切過(guò)排樁或延續(xù)墻時(shí)樁墻的抗滑力；p滑弧切樁

46、點(diǎn)切線(xiàn)與程度面的夾角；Mc樁墻抗彎承載力設(shè)計(jì)值；hp切樁點(diǎn)到坡面的深度；php范圍內(nèi)土的平均重度；Sp排樁間距，延續(xù)墻取1m。1放坡坡率1:1采用同濟(jì)啟明星frws7基坑開(kāi)挖計(jì)算軟件模擬施工過(guò)程，基坑開(kāi)挖支護(hù)方案見(jiàn)圖6.4，計(jì)算開(kāi)挖至-6m、-12m時(shí)基坑邊坡的穩(wěn)定性，計(jì)算時(shí)粉土、砂性土層采用水土分算，粘性土層采用水土合算。圖6.4 基坑開(kāi)挖邊坡表示圖開(kāi)挖至-6.00m和-12m時(shí)基坑邊坡滑裂面表示圖如圖6.5所示。邊坡穩(wěn)定性計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表6.1。 a開(kāi)挖至-6m時(shí) b開(kāi)挖至-12m時(shí) 圖6.5 邊坡滑裂面表示圖表6.1 邊坡穩(wěn)定性計(jì)算結(jié)果開(kāi)挖深度m滑弧外形m下滑力kN/m土體抗滑力kN/m平安

47、系數(shù)要求平安系數(shù)圓心坐標(biāo)x，y半徑拱高比/-65.85，-2.218.50.41190.1382.12.011.25-1212.92，0.0017.60.681295.71593.71.231.25由計(jì)算結(jié)果可知，開(kāi)挖至地面下6m、12m時(shí)基坑的邊坡穩(wěn)定性系數(shù)分別為2.01、1.23，要求的平安系數(shù)為1.25，采用1:1坡率進(jìn)展放坡開(kāi)挖不能滿(mǎn)足邊坡穩(wěn)定性的要求。2放坡坡率1:1.25基坑開(kāi)挖支護(hù)方案見(jiàn)圖6.6，計(jì)算開(kāi)挖至-6m、-12m時(shí)基坑邊坡的穩(wěn)定性，計(jì)算時(shí)粉土、砂性土層采用水土分算，粘性土層采用水土合算。圖6.6 基坑開(kāi)挖支護(hù)方案表示圖開(kāi)挖至-6m和-12m時(shí)基坑邊坡滑裂面表示圖如圖6.

48、7所示。邊坡穩(wěn)定性計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表6.2。a開(kāi)挖至-6m時(shí) b開(kāi)挖至-12m時(shí) 圖6.7 邊坡滑裂面表示圖表6.2 邊坡穩(wěn)定性計(jì)算結(jié)果開(kāi)挖深度m滑弧外形m下滑力kN/m土體抗滑力kN/m平安系數(shù)要求平安系數(shù)圓心坐標(biāo)x，y半徑拱高比/-66.66，-3.099.50.41206.2452.02.191.25-1213.55，0.0017.30.671234.21652.71.341.25由計(jì)算結(jié)果可知，開(kāi)挖至地面下6m、12m時(shí)基坑的邊坡穩(wěn)定性系數(shù)分別為2.19、1.34，要求的平安系數(shù)為1.25，滿(mǎn)足基坑邊坡穩(wěn)定性的要求。6.3小結(jié)經(jīng)過(guò)計(jì)算分析，用鉆孔灌注樁進(jìn)展基坑支護(hù)和直接放坡開(kāi)挖都能滿(mǎn)足基坑邊

49、坡穩(wěn)定性的要求，鉆孔灌注樁支護(hù)時(shí)基坑邊坡的穩(wěn)定性系數(shù)更高，由于地質(zhì)條件以粉砂性土為主，基坑間隔 盾構(gòu)隧道較近，鉆孔灌注樁數(shù)量較多，施工風(fēng)險(xiǎn)太大，同時(shí)思索到采用1:1.25比例放坡開(kāi)挖也能滿(mǎn)足邊坡穩(wěn)定性要求，且對(duì)周邊環(huán)境的影響小，施工本錢(qián)低，因此建議采用1:1.25比例進(jìn)展放坡開(kāi)挖，但應(yīng)對(duì)開(kāi)挖引起的地鐵隧道變形進(jìn)展研討以最終確定放坡開(kāi)挖的合理性。7基坑開(kāi)挖施工對(duì)地鐵隧道及線(xiàn)路變形的影響分析基坑開(kāi)挖過(guò)程中，不同的地基處置方式、不同的基坑開(kāi)挖方案將直接影響基坑底部的隆起變形量和下方地鐵隧道的隆起變形量。由第2章國(guó)內(nèi)類(lèi)似工程案例閱歷可知，充分利用基坑開(kāi)挖過(guò)程中的時(shí)空效應(yīng)原理，即在基坑開(kāi)挖過(guò)程中，對(duì)地基

50、土進(jìn)展合理的加固，合理安排開(kāi)挖土方的尺寸，盡量減小每步開(kāi)挖無(wú)支護(hù)的暴露時(shí)間，按照“分層、分塊、分段、對(duì)稱(chēng)、平衡、限時(shí)的開(kāi)挖原那么，可以將地鐵隧道的隆起變形量控制在合理的范圍內(nèi)。7.1地基加固處置方案選擇國(guó)內(nèi)類(lèi)似工程閱歷闡明，在基坑開(kāi)挖之前對(duì)地基土進(jìn)展加固處置可以明顯提高土體的抵抗變形才干，不同的地基處置方案會(huì)對(duì)基坑及附近建筑物的變形量產(chǎn)生明顯的變化，應(yīng)結(jié)合工程實(shí)踐情況，采用不同的基底加固方案進(jìn)展加固。結(jié)合國(guó)內(nèi)類(lèi)似的在地鐵隧道上方進(jìn)展基坑開(kāi)挖工程實(shí)例，在地鐵隧道合理的施工控制范圍以外對(duì)地基土采用“門(mén)子型加固方式進(jìn)展加固，可以有效控制邊坡滑移對(duì)坑底及地鐵隧道隆起變形產(chǎn)生的影響，由于本工程基坑開(kāi)挖較

51、深，坑底距地鐵隧道垂直間隔 較近，僅有2.5m左右，因此地基處置方式選擇時(shí)應(yīng)思索基底加固施工對(duì)隧道周?chē)馏w擾動(dòng)的影響，選擇施工擾動(dòng)小的三軸攪拌樁加固方式進(jìn)展加固。7.1.1地基加固處置方案一三軸水泥攪拌樁樁徑85cm，滿(mǎn)堂加固，加固范圍為間隔 盾構(gòu)隧道頂部1m處開(kāi)場(chǎng)加固，加固層厚度3m，間隔 盾構(gòu)隧道兩側(cè)3m處開(kāi)場(chǎng)加固，加固寬度3m，加固層厚度7m，基坑基底加固橫斷面圖如圖7.1所示，沿公路方向加固范圍為32m，沿地下道路隧道中心線(xiàn)兩側(cè)對(duì)稱(chēng)分布，加固縱斷面圖如圖7.2所示。加固范圍內(nèi)三軸水泥攪拌樁水泥含量不得低于13%，加固范圍以上至地面處采用三軸水泥攪拌樁進(jìn)展弱加固，水泥含量不得低于7%。7

52、.1 基坑基底加固橫斷面表示圖方案一7.2 基坑基底加固縱斷面表示圖方案一7.1.2地基加固處置方案二三軸水泥攪拌樁樁徑85cm，滿(mǎn)堂加固，加固范圍為間隔 盾構(gòu)隧道頂部1m處開(kāi)場(chǎng)加固，加固層厚度4.5m，間隔 盾構(gòu)隧道兩側(cè)3m處開(kāi)場(chǎng)加固，加固寬度4.5m，加固層厚度12.5m，基坑基底加固橫斷面圖如圖7.3所示，沿公路方向加固范圍為40m，沿地下道路隧道中心線(xiàn)兩側(cè)對(duì)稱(chēng)分布，加固縱斷面圖如圖7.4所示。加固范圍內(nèi)三軸水泥攪拌樁水泥含量不得低于13%，加固范圍以上至地面處采用三軸水泥攪拌樁進(jìn)展弱加固，水泥含量不得低于7%。7.3 基坑基底加固橫斷面表示圖方案二7.4 基坑基底加固縱斷面表示圖方案二

53、7.2基坑開(kāi)挖方案選擇經(jīng)過(guò)對(duì)類(lèi)似工程案例的分析，結(jié)合本工程的實(shí)踐特點(diǎn)，充分思索基坑開(kāi)挖過(guò)程中的時(shí)空效應(yīng)原理，按照“分層、分塊、分段、對(duì)稱(chēng)、平衡、限時(shí)的開(kāi)挖原那么，對(duì)工程中的基坑開(kāi)挖方案進(jìn)展選擇。擬采用的基坑開(kāi)挖方式為按1:1.25比例分兩級(jí)放坡，沿地鐵隧道方向進(jìn)展分條，豎直向和地下道路方向分塊開(kāi)挖，其中沿地下道路方向分塊開(kāi)挖又分為先地鐵隧道上方后兩側(cè)的正挖法和先兩側(cè)后隧道上方的反挖法，結(jié)合工程案例分析可以得知，反挖法稍?xún)?yōu)于正挖法，實(shí)踐工程中，假設(shè)先開(kāi)挖兩側(cè)保管地鐵上方土體，使隧道上方產(chǎn)生部分超載，對(duì)盾構(gòu)抗浮更為有利，建議采用反挖法施工，反挖法開(kāi)挖表示圖如圖7.5所示。7.5 反挖法開(kāi)挖表示圖基

54、坑內(nèi)土體共分八條，施工模擬時(shí)分四次開(kāi)挖，第一次開(kāi)挖1、2條，第二次開(kāi)挖3、4條，第三次開(kāi)挖5、6條、第四次開(kāi)挖7、8條，每次開(kāi)挖終了后立刻進(jìn)展下方素混凝土墊層澆筑；道路隧道底板分條澆筑，第1、2條開(kāi)挖及墊層澆筑完成后進(jìn)展第條底板澆筑，整個(gè)基坑開(kāi)挖完成后進(jìn)展其他部分底板澆筑，基坑開(kāi)挖表示圖如圖7.6所示。7.6 基坑開(kāi)挖表示圖7.3基坑開(kāi)挖對(duì)地鐵變形的影響分析分析基坑開(kāi)挖對(duì)地鐵變形的影響時(shí)，由于1號(hào)節(jié)點(diǎn)與2號(hào)節(jié)點(diǎn)地下道路隧道與地鐵隧道都為正交，且工程地質(zhì)條件、基坑開(kāi)挖深度、地下水位都較為接近，因此只需對(duì)1號(hào)、3號(hào)、4號(hào)節(jié)點(diǎn)的基坑開(kāi)挖過(guò)程進(jìn)展模擬分析7.3.1未加固基坑開(kāi)挖對(duì)地鐵隧道的影響11號(hào)節(jié)

55、點(diǎn)基坑開(kāi)挖對(duì)地鐵隧道的影響采用有限元軟件進(jìn)展三維有限元計(jì)算，模型總寬度為200m，縱向延伸180m，高度為80m?；拥撞块_(kāi)挖面積為20m23m，基坑深度為9.46m，隧道頂部埋深12.01m，開(kāi)挖道路與盾構(gòu)隧道夾角為90。土體采用HS土體硬化模型，相關(guān)參數(shù)的取值根據(jù)地勘資料。在幾何模型底部施加完全固定約束，在周?chē)┘映潭燃s束，模型外表為自在邊境；地鐵隧道采用板單元模擬，板單元與土體之間設(shè)置了接觸單元界面用于模擬板單元與土體間的錯(cuò)動(dòng)。圖7.7 1號(hào)節(jié)點(diǎn)數(shù)值模擬模型圖未加固基坑開(kāi)挖采用二級(jí)放坡與抽條結(jié)合的方式。第一級(jí)開(kāi)挖深度為6m，第二級(jí)開(kāi)挖深度為3.46，每級(jí)邊坡坡比為1:1.25且在6m深度

56、處設(shè)置2m寬的平臺(tái)。模擬時(shí)先開(kāi)挖道路隧道中部，再對(duì)兩側(cè)進(jìn)展對(duì)稱(chēng)抽條開(kāi)挖，每次抽條寬度為2.5m。1基坑開(kāi)挖對(duì)隧道構(gòu)造回彈隆起影響道路隧道處于地鐵隧道上方，基坑開(kāi)挖是對(duì)地鐵隧道上方土體的卸載，將會(huì)引起的隧道構(gòu)造的回彈隆起。其計(jì)算結(jié)果如圖7.8、圖7.9所示。圖7.8 1號(hào)節(jié)點(diǎn)隧道頂部變形圖7.9 1號(hào)節(jié)點(diǎn)隧道中心線(xiàn)程度變形據(jù)有限元計(jì)算結(jié)果，第一次抽條開(kāi)挖引起的隧道頂部回彈隆起量最大值為7.84mm，最后一次抽條完成后，隧道頂部回彈隆起量最大值為10.83mm，底板澆筑后隧道頂部的回彈隆起量為9.14mm；第一次抽條開(kāi)挖時(shí)引起的隧道中心線(xiàn)程度變形最大值為0.38mm，最后一次抽條完成后，隧道中心線(xiàn)

57、程度變形最大值為0.56mm，底板澆筑后隧道中心線(xiàn)的程度變形為0.50mm。2基坑開(kāi)挖對(duì)隧道構(gòu)造收斂變形影響基坑開(kāi)挖除了會(huì)引起地鐵隧道回彈隆起外，還會(huì)引起隧道構(gòu)造的豎向與橫向變形。其計(jì)算結(jié)果如圖7.10、圖7.11所示，其中豎向壓扁收縮為正，張拉伸長(zhǎng)為負(fù)；橫向張拉伸長(zhǎng)為正，壓扁收縮為負(fù)。圖7.10 1號(hào)節(jié)點(diǎn)隧道豎向收斂變形圖7.11 1號(hào)節(jié)點(diǎn)隧道中心線(xiàn)程度收斂變形根據(jù)計(jì)算結(jié)果，第一次抽條開(kāi)挖時(shí)引起的隧道豎向收斂變形最大值為2.68mm，最后一次抽條完成后，隧道豎向收斂變形最大值為3.48mm，底板澆筑后隧道豎向的收斂變形為3.28mm；第一次抽條開(kāi)挖時(shí)引起的隧道中心線(xiàn)程度收斂變形最大值為2.5

58、1mm，最后一次抽條開(kāi)挖引起的隧道程度收斂變形最大值為3.32mm，底板澆筑后的隧道程度收斂變形為3.08mm。3坑底變形分析未加固，1號(hào)節(jié)點(diǎn)四次抽條開(kāi)挖以及底板澆筑完成時(shí)的坑底變形見(jiàn)圖7.12.圖7.12 1號(hào)節(jié)點(diǎn)坑底隆起變形由圖可知第一次抽條完成后坑底最大隆起量為5.67cm，抽條完成以后坑底最大隆起量為5.92cm，底板澆筑后坑底最大隆起量為5.47cm。23號(hào)節(jié)點(diǎn)基坑開(kāi)挖對(duì)地鐵隧道的影響采用有限元軟件進(jìn)展三維有限元計(jì)算，模型總寬度為200m，縱向延伸180m，高度為80m?；拥撞块_(kāi)挖面積為28m23m，基坑深度為10.65m，隧道頂部埋深13.44m，開(kāi)挖道路與盾構(gòu)隧道夾角為74。土

59、體采用HS土體硬化模型，相關(guān)參數(shù)的取值根據(jù)地勘資料。在幾何模型底部施加完全固定約束，在周?chē)┘映潭燃s束，模型外表為自在邊境；地鐵隧道采用板單元模擬，板單元與土體之間設(shè)置了接觸單元界面用于模擬板單元與土體間的錯(cuò)動(dòng)。圖7.13 3號(hào)節(jié)點(diǎn)數(shù)值模擬模型圖未加固基坑開(kāi)挖采用二級(jí)放坡與抽條結(jié)合的方式。第一級(jí)開(kāi)挖深度為6m，第二級(jí)開(kāi)挖深度為4.65，每級(jí)邊坡坡比為1:1.25且在6m深度處設(shè)置2m寬的平臺(tái)。模擬時(shí)先開(kāi)挖道路隧道中部，再對(duì)兩側(cè)進(jìn)展對(duì)稱(chēng)抽條開(kāi)挖，每次抽條寬度為2.5m。1基坑開(kāi)挖對(duì)隧道構(gòu)造回彈隆起影響道路隧道處于地鐵隧道上方，基坑開(kāi)挖是對(duì)地鐵隧道上方土體的卸載，將會(huì)引起的隧道構(gòu)造的回彈隆起和隧道

60、的程度變形。其計(jì)算結(jié)果如圖7.14、圖7.15所示。圖7.14 3號(hào)節(jié)點(diǎn)隧道頂部變形圖7.15 3號(hào)節(jié)點(diǎn)隧道中心線(xiàn)程度變形據(jù)有限元計(jì)算結(jié)果，第一次抽條開(kāi)挖時(shí)引起的隧道頂部回彈隆起量最大值為7.93mm，最后一次抽條完成后，隧道頂部回彈隆起量最大值為11.14mm，底板澆筑后隧道頂部的回彈隆起量為9.44mm;第一次抽條開(kāi)挖時(shí)引起的隧道中心線(xiàn)程度變形最大值為0.36mm，最后一次抽條完成后，隧道中心線(xiàn)程度變形最大值為0.47mm，底板澆筑后隧道中心線(xiàn)的程度變形為0.44mm。2基坑開(kāi)挖對(duì)隧道構(gòu)造變形影響基坑開(kāi)挖除了會(huì)引起地鐵隧道回彈隆起外，還會(huì)引起隧道構(gòu)造的豎向與橫向變形。其計(jì)算結(jié)果如圖7.16