淺析地鐵工程中地下連續(xù)墻圍護結構的計算

1、淺析地鐵工程中地下連續(xù)墻圍護構造的計算摘要概述了沈陽市地鐵二號線五里河站的施工方案,同時介紹了其主體圍護構造方案確實定和地下連續(xù)墻圍護構造的計算方法。關鍵詞明挖法;地下連續(xù)墻圍護構造;圓弧滑動簡單條分法隨著我國城市交通建立的不斷開展,地鐵已成為大中城市中緩解城市交通阻塞的最有效的交通運輸工具之一。目前已有越來越多的城市在修建地鐵工程。地鐵建立中,其施工方法和設計方案確定的合理與否,將直接影響到工程建立的可行性和其總投資。在條件允許的情況下,地鐵施工時,明挖法是最經濟、平安和適用的方法。它投資小,施工速度快,場地寬闊,便于施工。但由于城市建筑密集,地貌復雜,施工廠地受到限制,因此明挖法施工的可操

2、作性也受到一定限制。1五里河站明挖施工方法確實定明挖法即為采用圍護構造做圍擋,主體構造為露天作業(yè)的一種施工方法。該方法能較好地利用地下空間,緊湊合理,管理方便。同時具有施工作業(yè)面寬,方法簡單,施工平安,技術成熟,工程進度周期短,工程質量易于保證及工程造價低等優(yōu)點。沈陽市地鐵二號線五里河站位于南二環(huán)路與青年大街穿插南側,青年大街東側的綠地內,為渾河北岸約200米遠處。地面以上車站周圍現(xiàn)狀為綠地和商業(yè)區(qū)待用地。地面以下有通信電纜管線。但埋深較淺,對車站埋深不起控制作用,因施工廠地開闊,可采用明挖法施工方案。明挖法施工方案工序分為四個步驟進展:先進展維護構造施工,內部土方開挖,工程構造施工,恢復管線

3、和覆土。從施工步驟的內容上看:圍護構造部分是地鐵站施行的第一個步驟,它在工程建立中起著至關重要的作用,其方案確定的合理與否將直接影響到明挖法施工的成敗,因此根據(jù)不同現(xiàn)場情況和其地質條件來選定與之相適用的圍護構造方案,這樣才能確保地鐵工程平安,經濟有序的進展。2主體圍護構造方案確實定地鐵工程中常用的圍護構造有:排樁圍護構造,地下連續(xù)墻圍護構造和土釘圍護構造。當基坑較線5米以內及側壓力較小時,一般不設置程度支撐構件。當基坑較深時,在圍護構造坑內側就需要設置多層多道程度支撐構件,其目的是為了降低圍護構造的程度變位。排樁圍護構造是以某種樁型按隊列式布置組成的基坑支護構造。排樁圍護構造特點是整體性差,但

4、施工方便,投資小,工程造價低。它適用于邊坡穩(wěn)定性好,變形小及地下水位較低的地質條件。由于其防水防滲性能差,地鐵工程采用排樁圍護構造時,一般采用坑外降水的方法來降地下水,其排水費用較大。地下連續(xù)墻構造:是用機械施工方法成槽澆灌,鋼筋混凝土形成的地下墻體,其墻厚應根據(jù)基坑深度和側土壓力的大小來確定,常用為8001200厚。其特點是:整體性好,剛度大,對周圍建筑構造的平安性影響小,防水抗?jié)B性能良好。它不僅適用于軟弱流動性能較大的土質,同時還適于多種不同情況的地質條件,但其造價高,投資大。由于其構造的防水防滲性能好,采用此構造做圍護構造時,一般用坑內降水法降地下水,其降水費用相對低。土釘墻構造:是在基

5、坑開挖過程中,將土釘置入原狀土體中,并在支護面上噴射鋼筋混凝土面層,通過土釘、土體和噴射的混凝土面層的共同作用形成的構造。這種構造適用于淺基坑地下水位以上或經過人工降水后的粘性土、粉土、雜填土及非松散砂土和卵石土等。其構造特點是進步土體的整體穩(wěn)定性,邊開挖邊支護,不占用獨立工期,施工平安快捷。設備簡單,操作方便,造價低。五里河站由于其施工場地開闊,地下土質以砂層為主,其土質穩(wěn)定性好,變形小,但此站間隔 渾河近地下水位高,假設采用排樁圍護構造坑外降水方案降水量過大,降水費用太高,且該站地鐵的標準段基坑深度為32.45,基坑較深。故采用防水性能較好的地下連續(xù)墻圍護構造較排樁構造而言能更平安合理,降

6、水方式為坑內降水。由于車站基坑較深,其坑上圍護墻上設置了六道程度支撐桿件,以防邊坡側壁位移過大,影響主體構造的正常施工?；忧闆r見圖一。3地下連續(xù)墻圍護構造的計算在地鐵工程中,地下連續(xù)墻構造的設計是根據(jù)?建筑基坑支護技術規(guī)程?JGJ120-99國家標準來進展的。它不僅要對支護構造進展土體穩(wěn)定性和墻底抗浸透穩(wěn)定性驗算,基坑底突涌穩(wěn)定性驗算,墻身的受壓、受彎、受剪承載力驗算,支撐構件的承載力和其穩(wěn)定性驗算,同時還要進展地下水位的控制計算。并應結合沈陽市的詳細情況來進展。在滿足標準計算的同時首先應確定墻身嵌固于基坑下的埋置深度。其次再確定墻身斷面及配筋,由于五里河站圍護構造為受多層程度支撐的構造。計

7、算方法根據(jù)?建筑基坑支撐支護構造技術規(guī)程?中單質點穩(wěn)定計算法和圓弧滑動簡單條分法設計的。由于其方法計算繁瑣,為此采用了同濟啟明星軟件來完成的計算。此方法的根本原理為連續(xù)墻受多層程度支撐作用處于不同工況的情況下,墻身所圍護的邊坡土體應處于穩(wěn)定狀態(tài)時墻身嵌固于土內的最大深度值。本地鐵工程工程中施工工序共有22種工況形式。五里河站工程概況:標準斷面基坑開挖深度h=23.45,基坑寬度20.8,采用厚度為800的地下連續(xù)墻圍護構造,墻長度為41.3,墻頂標高為0。計算時考慮地面超載20kPa。ik內摩擦角標準值為30。計算時取一米墻寬為計算單元,下面為墻身嵌固深度的計算。轉貼于論文聯(lián)盟.ll.3.1基

8、坑內側程度抗力標準值eajk根據(jù)?建筑基坑支護技術規(guī)程?第3.4.1條款進展計算3.2基坑內側程度抗力標準值epjk根據(jù)?建筑基坑支護技術規(guī)程?第3.5.1條款進展計算3.3整體穩(wěn)定性驗算根據(jù)?建筑基坑支護技術規(guī)程?第4.1.1條款進展的計算,見以下圖2單層支點支護構造穩(wěn)定性驗算公式為:hpEpj+T1(hT1+hd)-1.20haEai0式中Epj墻以上基坑內側各土層程度抗力標準值epjk的合力之和;hp合力Epj作用點至墻底的間隔 ;T1支點力;hT1支點至基坑底面的間隔 ;hd嵌固深度;Eai墻以上基坑外側各土層程度抗力標準值eaik的合力之和;ha合力Eai作用點至墻底的間隔 。多層支

9、點支護構造穩(wěn)定性驗算見圖三:ikli+(qbi+i)sitgik-k(qbi+i)sini0式中ik、ik最危險滑動面上第i土條滑動面上土層的固結不排水(快)剪粘聚力、內摩擦角標準值;li第i土條的弧長;bi第i土條的寬度;k整體穩(wěn)定分項系數(shù),應根據(jù)經歷確定,當無經歷時可取1.3;i作用于滑裂面上第i土條的重量,本工程按20kpa土重計算;i第i土條弧線中點切線與程度線夾角;q0地面荷載標準值;R土體破壞時的破裂面半徑。3.4構造支點內力計算:根據(jù)?建筑基坑支護技術規(guī)程?第4.2.3條款進展計算3.5墻身截面強度計算:應符合?混凝土構造設計標準?的有關規(guī)定進展設計通過計算并結合沈陽地區(qū)的詳細情況確定五里河站圍護構造的墻身的嵌固深度為17.85。墻身的截面及配筋根據(jù)?混凝土構造設計標準?GB50010-2002及墻身的受載狀態(tài)確定。五里河站主體圍護墻總高為41.35,坑開挖深度23.45,嵌入土內深度為17.85,墻壁厚800的連續(xù)墻圍護構造,計算時考慮地面超載20kPa。4完畢語本文闡述了沈陽市地鐵二號線五里河站主體圍護構造方案確實定和其計算方法。目前地鐵工程地下連續(xù)墻圍護構造設計通常都采用此方法進展計算,許多工程工程都已開工并投入了使用,闡