虹梅路地鐵車站結(jié)構(gòu)設(shè)計

摘要：文章介紹了上海市軌道交通申松線虹梅路地鐵車站結(jié)構(gòu)設(shè)計的技術(shù)標準、主體結(jié)構(gòu)方案比較選型、結(jié)構(gòu)計算的思路和基本假定，并給出了各工況計算內(nèi)力圖。設(shè)計成果表明，按“時空效應”選取的參數(shù)，計算結(jié)果較經(jīng)濟合理。概述申松線（R4線，以下簡稱R4線）一期虹梅路車站設(shè)于宜山路、虹梅路交叉口的宜山路下。虹梅路站站臺寬度為10m,車站長（內(nèi)凈）187.7m,車站標準段寬度（內(nèi)凈）17.6m,端頭井部分為21.4m。車站為地下二層結(jié)構(gòu)，下一層為站廳層，下二層為站臺層。圖1 總平面圖2結(jié)構(gòu)設(shè)計的技術(shù)標準2.1荷載1） 結(jié)構(gòu)自重：鋼筋混凝土重度按Y=25kN/m3計，素砼重度按y=24kN/m3計。2） 覆土荷載:覆土荷載按重度y=18kN/m3計，覆土厚度按規(guī)劃道路標高計算。3） 地面超載:汽車荷載標準:汽車-20級，掛車-100或按堆載10kN/m2計。4） 施工超載:按20kN/m2計。5） 人群荷載:站廳層、樓梯按4kN/m2計;站臺層按5kN/m2計。6） 站內(nèi)設(shè)備荷載:按8kN/m2計,非凡設(shè)備荷載另計。7） 地鐵列車荷載:按等效靜載20kN/m2計。8） 盾構(gòu)自重:按2700kN計。9） 浮力:按最高地下水位的全部水浮力計。10） 側(cè)向水土荷載:基底以上為線性分布，基底以下為常數(shù)，開挖階段為水土合算的靜止土壓力,使用階段為水土分算的靜止土壓力。2.2基坑工程等級按《基坑工程設(shè)計規(guī)程》DBJ08-61-97第3.0.1條，虹梅路車站主體工程基坑等級為一級。2.3裂縫答應開展寬度頂板及梁：?！?.2mm;中板、站臺板及梁:O《0.3mm底板及梁:0<0.2mm;側(cè)墻（地下連續(xù)墻、內(nèi)襯）:6<0,2mm2.4抗浮車站結(jié)構(gòu)按最不利情況進行抗浮穩(wěn)定驗算。不考慮側(cè)壁摩阻力時,抗浮安全系數(shù)Kf21.05,適當考慮側(cè)壁摩阻力時，抗浮安全系數(shù)Kf21.10。2.5抗震設(shè)防烈度地震基本烈度為7度，地震作用按7度進行結(jié)構(gòu)抗震計算，結(jié)構(gòu)按8度采取抗震構(gòu)造措施。2.6人防結(jié)構(gòu)設(shè)計考慮平戰(zhàn)轉(zhuǎn)換，預留人防所需埋件，防護等級為6級。7結(jié)構(gòu)防水車站結(jié)構(gòu)防水按一級標準進行設(shè)計，即頂板不答應滲漏水，側(cè)墻表面只答應有少量偶見濕跡，在強53制通風狀況下濕跡應消失，側(cè)墻漏水量<0.11/m2-d。作為車站主體結(jié)構(gòu)或主體結(jié)構(gòu)一部分時，所用混凝土的抗?jié)B等級4S8。3地下車站的結(jié)構(gòu)設(shè)計1結(jié)構(gòu)選型虹梅路站主體結(jié)構(gòu)為地下二層單柱二跨現(xiàn)澆鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)。方案一:標準段單層側(cè)墻方案。采用0.8m厚地下連續(xù)墻，地下連續(xù)墻作為基坑施工的圍護結(jié)構(gòu)，施工結(jié)束后作為永久結(jié)構(gòu)的側(cè)墻，端頭井側(cè)墻為0.8m厚地下墻加0.6m厚內(nèi)襯。方案二:標準段雙層墻方案。采用0.6m厚地下連續(xù)墻，內(nèi)側(cè)澆筑0.4m厚鋼筋混凝土內(nèi)襯組成疊合結(jié)構(gòu)。地下連續(xù)墻即作為基坑施工的圍護結(jié)構(gòu)，又作為永久結(jié)構(gòu)側(cè)墻的一部分。端頭井側(cè)墻為0.8m厚地下墻加0.6m厚內(nèi)襯。經(jīng)比較:方案二內(nèi)部受力合理，防水效果好，結(jié)構(gòu)耐久性較有保證,工程投資較小，故推薦方案二。3.2結(jié)構(gòu)計算3.2.1 地下連續(xù)墻入土深度的確定地下連續(xù)墻入土深度既應保證基坑施工的安全性又應盡可能節(jié)約投資，并考慮環(huán)境條件如地下管線和臨近已建建筑物的保護要求，結(jié)合軟土中深基坑工程的設(shè)計施工經(jīng)驗確定。本工程主體結(jié)構(gòu)基坑圖2開挖階段5步驟開挖深度15.67?17.42m左右，地下連續(xù)墻入土深度擬定12.5?13.9m?；涌孤∑鸢踩禂?shù)KL=2.65>2.5基坑抗管涌安全系數(shù)KS=2.6>2.0地下墻抗傾覆發(fā)全系數(shù)KQ=1.3>1.20車站底板位于第④1層灰色淤泥土，考慮基坑開挖時可能產(chǎn)生的流砂可能及控制地下墻變形，基底采用旋噴注漿加固,加固體28d抗壓強度qu>1.5Mpa。3.2.2 結(jié)構(gòu)抗浮驗算結(jié)構(gòu)抗浮驗算按最不利荷載組合計算,考慮結(jié)構(gòu)自重、覆土重。車站覆土厚度為2.5m，取最不利抗浮位置進行驗算。推薦方案:抗浮安全系數(shù)：Kf=1.13>1.053.2.3 結(jié)構(gòu)計算模型的基本假定1） 結(jié)構(gòu)按平面問題考慮，取單元長度進行結(jié)構(gòu)分析。2） 結(jié)構(gòu)分析考慮基坑開挖施工的特點，按“先變形、后支撐”的原則進行結(jié)構(gòu)計算,計入墻體的先期位移不支撐的壓縮變形。3） 基底下坑內(nèi)土體對墻體的抗力作用以一系列彈性約束進行模擬，KH取值按時空效應理論根據(jù)施工參數(shù)確定。4） 墻背側(cè)向荷載按靜止土壓力計算，施工階段采取水土合算，運營使用階段采取水土分算。5） 拆除支撐模擬支撐點加一反向集中力，回筑階段按疊加法計算,地下連續(xù)墻與內(nèi)襯按疊合墻考慮。6） 地下連續(xù)墻內(nèi)預埋鋼筋等強度滾扎直螺紋接頭，側(cè)墻與主體結(jié)構(gòu)板的連接按剛接計算。3.2.4 結(jié)構(gòu)計算圖式結(jié)構(gòu)分析模擬實際施工過程，采用有限元分析程序按荷載逐漸施加進行連續(xù)計算疊加。各計算工況如下：1） 無支撐開挖至標高2.430m;2） 在標高2.730m處架設(shè)第一道鋼支撐，開挖至標高-1.870m;3） 在標高-1.470m處架設(shè)第二道鋼支撐，開挖至標高-5.770m;4） 在標高-5.3700m處架設(shè)第三道鋼支撐，開挖至標高-8.870m;5） 在標高-8.470m處架設(shè)第四道鋼支撐，開挖至標高-11.170m;開挖階段5個步驟見圖2所示：6） 澆筑墊層、底板，拆第四道鋼支撐；7）澆筑下二層側(cè)墻、中樓板，拆第二道鋼支撐;8）澆筑下一層側(cè)墻、頂板，拆第一、三道支撐;9） 拆腳手架、底板卸載；回筑階段4個步驟