淺析地鐵工程中地下連續(xù)墻圍護(hù)結(jié)構(gòu)的計(jì)算

1、淺析地鐵工程中地下連續(xù)墻圍護(hù)構(gòu)造的計(jì)算摘要概述了沈陽(yáng)市地鐵二號(hào)線(xiàn)五里河站的施工方案,同時(shí)介紹了其主體圍護(hù)構(gòu)造方案確實(shí)定和地下連續(xù)墻圍護(hù)構(gòu)造的計(jì)算方法。關(guān)鍵詞明挖法;地下連續(xù)墻圍護(hù)構(gòu)造;圓弧滑動(dòng)簡(jiǎn)單條分法隨著我國(guó)城市交通建立的不斷開(kāi)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(yùn)輸工具之一。目前已有越來(lái)越多的城市在修建地鐵工程。地鐵建立中,其施工方法和設(shè)計(jì)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(shí),明挖法是最經(jīng)濟(jì)、平安和適用的方法。它投資小,施工速度快,場(chǎng)地寬闊,便于施工。但由于城市建筑密集,地貌復(fù)雜,施工廠(chǎng)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(shí)定明挖法即為采用圍護(hù)構(gòu)造做圍擋,主體構(gòu)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(shí)具有施工作業(yè)面寬,方法簡(jiǎn)單,施工平安,技術(shù)成熟,工程進(jìn)度周期短,工程質(zhì)量易于保證及工程造價(jià)低等優(yōu)點(diǎn)。沈陽(yáng)市地鐵二號(hào)線(xiàn)五里河站位于南二環(huán)路與青年大街穿插南側(cè),青年大街東側(cè)的綠地內(nèi),為渾河北岸約200米遠(yuǎn)處。地面以上車(chē)站周?chē)F(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(xiàn)。但埋深較淺,對(duì)車(chē)站埋深不起控制作用,因施工廠(chǎng)地開(kāi)闊,可采用明挖法施工方案。明挖法施工方案工序分為四個(gè)步驟進(jìn)展:先進(jìn)展維護(hù)構(gòu)造施工,內(nèi)部土方開(kāi)挖,工程構(gòu)造施工,恢復(fù)管線(xiàn)

3、和覆土。從施工步驟的內(nèi)容上看:圍護(hù)構(gòu)造部分是地鐵站施行的第一個(gè)步驟,它在工程建立中起著至關(guān)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(chǎng)情況和其地質(zhì)條件來(lái)選定與之相適用的圍護(hù)構(gòu)造方案,這樣才能確保地鐵工程平安,經(jīng)濟(jì)有序的進(jìn)展。2主體圍護(hù)構(gòu)造方案確實(shí)定地鐵工程中常用的圍護(hù)構(gòu)造有:排樁圍護(hù)構(gòu)造,地下連續(xù)墻圍護(hù)構(gòu)造和土釘圍護(hù)構(gòu)造。當(dāng)基坑較線(xiàn)5米以?xún)?nèi)及側(cè)壓力較小時(shí),一般不設(shè)置程度支撐構(gòu)件。當(dāng)基坑較深時(shí),在圍護(hù)構(gòu)造坑內(nèi)側(cè)就需要設(shè)置多層多道程度支撐構(gòu)件,其目的是為了降低圍護(hù)構(gòu)造的程度變位。排樁圍護(hù)構(gòu)造是以某種樁型按隊(duì)列式布置組成的基坑支護(hù)構(gòu)造。排樁圍護(hù)構(gòu)造特點(diǎn)是整體性差,但

4、施工方便,投資小,工程造價(jià)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(zhì)條件。由于其防水防滲性能差,地鐵工程采用排樁圍護(hù)構(gòu)造時(shí),一般采用坑外降水的方法來(lái)降地下水,其排水費(fèi)用較大。地下連續(xù)墻構(gòu)造:是用機(jī)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(yīng)根據(jù)基坑深度和側(cè)土壓力的大小來(lái)確定,常用為8001200厚。其特點(diǎn)是:整體性好,剛度大,對(duì)周?chē)ㄖ?gòu)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(dòng)性能較大的土質(zhì),同時(shí)還適于多種不同情況的地質(zhì)條件,但其造價(jià)高,投資大。由于其構(gòu)造的防水防滲性能好,采用此構(gòu)造做圍護(hù)構(gòu)造時(shí),一般用坑內(nèi)降水法降地下水,其降水費(fèi)用相對(duì)低。土釘墻構(gòu)造:是在基

5、坑開(kāi)挖過(guò)程中,將土釘置入原狀土體中,并在支護(hù)面上噴射鋼筋混凝土面層,通過(guò)土釘、土體和噴射的混凝土面層的共同作用形成的構(gòu)造。這種構(gòu)造適用于淺基坑地下水位以上或經(jīng)過(guò)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(gòu)造特點(diǎn)是進(jìn)步土體的整體穩(wěn)定性,邊開(kāi)挖邊支護(hù),不占用獨(dú)立工期,施工平安快捷。設(shè)備簡(jiǎn)單,操作方便,造價(jià)低。五里河站由于其施工場(chǎng)地開(kāi)闊,地下土質(zhì)以砂層為主,其土質(zhì)穩(wěn)定性好,變形小,但此站間隔 渾河近地下水位高,假設(shè)采用排樁圍護(hù)構(gòu)造坑外降水方案降水量過(guò)大,降水費(fèi)用太高,且該站地鐵的標(biāo)準(zhǔn)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(hù)構(gòu)造較排樁構(gòu)造而言能更平安合理,降

6、水方式為坑內(nèi)降水。由于車(chē)站基坑較深,其坑上圍護(hù)墻上設(shè)置了六道程度支撐桿件,以防邊坡側(cè)壁位移過(guò)大,影響主體構(gòu)造的正常施工。基坑情況見(jiàn)圖一。3地下連續(xù)墻圍護(hù)構(gòu)造的計(jì)算在地鐵工程中,地下連續(xù)墻構(gòu)造的設(shè)計(jì)是根據(jù)?建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程?JGJ120-99國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)來(lái)進(jìn)展的。它不僅要對(duì)支護(hù)構(gòu)造進(jìn)展土體穩(wěn)定性和墻底抗浸透穩(wěn)定性驗(yàn)算,基坑底突涌穩(wěn)定性驗(yàn)算,墻身的受壓、受彎、受剪承載力驗(yàn)算,支撐構(gòu)件的承載力和其穩(wěn)定性驗(yàn)算,同時(shí)還要進(jìn)展地下水位的控制計(jì)算。并應(yīng)結(jié)合沈陽(yáng)市的詳細(xì)情況來(lái)進(jìn)展。在滿(mǎn)足標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算的同時(shí)首先應(yīng)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(hù)構(gòu)造為受多層程度支撐的構(gòu)造。計(jì)

7、算方法根據(jù)?建筑基坑支撐支護(hù)構(gòu)造技術(shù)規(guī)程?中單質(zhì)點(diǎn)穩(wěn)定計(jì)算法和圓弧滑動(dòng)簡(jiǎn)單條分法設(shè)計(jì)的。由于其方法計(jì)算繁瑣,為此采用了同濟(jì)啟明星軟件來(lái)完成的計(jì)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(hù)的邊坡土體應(yīng)處于穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)墻身嵌固于土內(nèi)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(biāo)準(zhǔn)斷面基坑開(kāi)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(hù)構(gòu)造,墻長(zhǎng)度為41.3,墻頂標(biāo)高為0。計(jì)算時(shí)考慮地面超載20kPa。ik內(nèi)摩擦角標(biāo)準(zhǔn)值為30。計(jì)算時(shí)取一米墻寬為計(jì)算單元,下面為墻身嵌固深度的計(jì)算。轉(zhuǎn)貼于論文聯(lián)盟.ll.3.1基

8、坑內(nèi)側(cè)程度抗力標(biāo)準(zhǔn)值eajk根據(jù)?建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程?第3.4.1條款進(jìn)展計(jì)算3.2基坑內(nèi)側(cè)程度抗力標(biāo)準(zhǔn)值epjk根據(jù)?建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程?第3.5.1條款進(jìn)展計(jì)算3.3整體穩(wěn)定性驗(yàn)算根據(jù)?建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程?第4.1.1條款進(jìn)展的計(jì)算,見(jiàn)以下圖2單層支點(diǎn)支護(hù)構(gòu)造穩(wěn)定性驗(yàn)算公式為:hpEpj+T1(hT1+hd)-1.20haEai0式中Epj墻以上基坑內(nèi)側(cè)各土層程度抗力標(biāo)準(zhǔn)值epjk的合力之和;hp合力Epj作用點(diǎn)至墻底的間隔 ;T1支點(diǎn)力;hT1支點(diǎn)至基坑底面的間隔 ;hd嵌固深度;Eai墻以上基坑外側(cè)各土層程度抗力標(biāo)準(zhǔn)值eaik的合力之和;ha合力Eai作用點(diǎn)至墻底的間隔 。多層支

9、點(diǎn)支護(hù)構(gòu)造穩(wěn)定性驗(yàn)算見(jiàn)圖三:ikli+(qbi+i)sitgik-k(qbi+i)sini0式中ik、ik最危險(xiǎn)滑動(dòng)面上第i土條滑動(dòng)面上土層的固結(jié)不排水(快)剪粘聚力、內(nèi)摩擦角標(biāo)準(zhǔn)值;li第i土條的弧長(zhǎng);bi第i土條的寬度;k整體穩(wěn)定分項(xiàng)系數(shù),應(yīng)根據(jù)經(jīng)歷確定,當(dāng)無(wú)經(jīng)歷時(shí)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(jì)算;i第i土條弧線(xiàn)中點(diǎn)切線(xiàn)與程度線(xiàn)夾角;q0地面荷載標(biāo)準(zhǔn)值;R土體破壞時(shí)的破裂面半徑。3.4構(gòu)造支點(diǎn)內(nèi)力計(jì)算:根據(jù)?建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程?第4.2.3條款進(jìn)展計(jì)算3.5墻身截面強(qiáng)度計(jì)算:應(yīng)符合?混凝土構(gòu)造設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)?的有關(guān)規(guī)定進(jìn)展設(shè)計(jì)通過(guò)計(jì)算并結(jié)合沈陽(yáng)地區(qū)的詳細(xì)情況確定五里河站圍護(hù)構(gòu)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(gòu)造設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)?GB50010-2002及墻身的受載狀態(tài)確定。五里河站主體圍護(hù)墻總高為41.35,坑開(kāi)挖深度23.45,嵌入土內(nèi)深度為17.85,墻壁厚800的連續(xù)墻圍護(hù)構(gòu)造,計(jì)算時(shí)考慮地面超載20kPa。4完畢語(yǔ)本文闡述了沈陽(yáng)市地鐵二號(hào)線(xiàn)五里河站主體圍護(hù)構(gòu)造方案確實(shí)定和其計(jì)算方法。目前地鐵工程地下連續(xù)墻圍護(hù)構(gòu)造設(shè)計(jì)通常都采用此方法進(jìn)展計(jì)算,許多工程工程都已開(kāi)工并投入了使用,闡