地鐵車站結(jié)構(gòu)及施工組織技術(shù)方案畢業(yè)技術(shù)方案

刖后

地鐵,狹義上專指在地下運行為主地城市鐵路系統(tǒng)或捷運系統(tǒng).但廣義上,由于許多此類

地系統(tǒng)為了配合修筑地環(huán)境，可能也會有地面化地路段存在，因此通常涵蓋了都會地區(qū)各種

地下與地面上地高密度交通運輸系統(tǒng).地鐵屬于城市快速軌道交通地一部分,因其運量大、

快速、正點、低能耗、少污染、乘坐舒適方便等優(yōu)點，常被稱為“綠色交通”.

面對21世紀我國城市地下空間開發(fā)利用地廣闊市場，目前，我國將有20余座城市建設(shè)

地鐵，至少將建250km.2010年9月27日上午，沈陽地鐵一號線正式通車，成為全國第七座、

東北首座擁有地鐵地城市！截止2012年元旦共有兩條線路,41座車站運營中.

本設(shè)計說明書通過文字說明、圖表等形式闡述了地鐵車站結(jié)構(gòu)及施工組織設(shè)計，根據(jù)大

量文獻和初始資料，決定采用采用雙層雙跨箱形框架結(jié)構(gòu).在設(shè)計過程中，得到了指導老師地

詳細指導和同學地悉心幫助，在此表示感謝.由于設(shè)計時間和本人能力有限，難免有錯誤和疏

漏之處，望老師給予批評指正.

1概述

1.1工程概況

沈陽地鐵三號線設(shè)8座地下車站，均采用明挖施工，區(qū)間大部分為盾構(gòu)施工，配線段和覆

土不滿足盾構(gòu)工法要求段及出入段線采用明挖.全線設(shè)8個車站，全部為地下車站，區(qū)間隧道

施工方法有礦山發(fā)法、盾構(gòu)法、明挖法等.小津橋車站采用雙層雙跨箱形框架結(jié)構(gòu)，車站長

度157.7m,底板埋深11.2m,施工方法采用明挖順作法.

1.2工程地質(zhì)概況

在區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造上，沈陽市區(qū)位于華北地塊內(nèi)，根據(jù)地質(zhì)構(gòu)造活動地特點，沈陽市位于凹

陷地塊內(nèi),大地構(gòu)造上處于遼東塊隆與下遼河-遼東灣塊陷相交接地部位.在區(qū)域新構(gòu)造運動

上，沈陽市位于千山-龍崗上升區(qū)，第四紀時期主要表現(xiàn)為掀抬式上升,為重力場地高重力帶

異常區(qū).

沈陽地區(qū)地貌屬于渾河沖洪積扇，地勢平坦,市內(nèi)最高處是東部地大東區(qū)，海拔65m,最低

處是西部地鐵西區(qū)，海拔36m,平均海拔約50m,地勢由東向西緩慢傾斜.

沈陽市屬于受季風影響地北溫帶半濕潤大陸性氣候,一年四季分明，春季平均氣溫在

10℃左右，夏季最高氣溫達35℃以上,秋季平均氣溫20℃左右，冬季最低氣溫達-26℃以下.全

年平均氣溫在11C左右,年降水量約為750mm.年平均相對濕度為65%.

地層土質(zhì)概述：

勘察場區(qū)處于沈陽地區(qū)北部，地勢相對平坦，最高處高程是北部終點，高程75.14m,最低

處高程是42.91m,平均海拔約50m,地勢由南向北緩慢升高.主要地貌為渾河沖洪積階地，沈

陽沖洪積扇和第四系冰硬物.

本工點建筑場地地形起伏較大,地面標高介于55.93-65.58m之間,場地所處地貌單元為

渾河沖洪積階地.

K本次勘察本場地揭露地地層主要有：

(1)、第四系人工堆積層①：以雜填土為主，局部見素填土，時代成因為(Q4ml).

(2)、第四紀沈陽沖洪積扇②：沖洪積為主，上部為沖洪積粉質(zhì)粘土，局部為粉土，向下

為砂土及碎石土,粒度由細變粗，埋深和厚度變化大，常見有粗細不同地夾層和透鏡體，時代

成因為(Q4al-pl).

(3)、第四系冰磺物④：以碎、礫石為主，含20-30%地粘性土，原巖呈強風化-全風化,

時代成因為(Q2).

2、勘察揭露地層土質(zhì)自上而下依次為：

(1)、第四紀全新統(tǒng)人工填筑層(Q4ml)

雜填土(耕土)(①)：主要由建筑垃圾、碎石類土、砂類土及粘性土組成，松散?稍密,

局部地段頂部為瀝青路面.該層場區(qū)普遍分布.

(2)、第四紀渾河沖洪積階地(Q3al-pl)

粉質(zhì)粘土③-1：黃褐色，含少量鐵鋅質(zhì)結(jié)核，可塑，局部硬塑，稍有光澤，無搖振反應(yīng)，干強

度中等，韌性中等.

(3)、第四系冰人物(Q2)

泥礫④：雜色，碎、砂礫石占40~60%,一般粒徑10?20mm，可見最大粒徑30?60mm,

混粘性土20?30%,本次勘察未穿透該土層.

地基土物理力學性質(zhì)指標綜合成果表

、數(shù)天然直剪(快剪)三軸試驗

不

含水天然液塑壓縮壓縮UU

地地天然標動均

率重度限限液性系數(shù)模量粘聚曲率

-&

層層孔隙內(nèi)摩粘聚貝觸勻

內(nèi)摩

YC0L3P指數(shù)^1-2E1.2力系數(shù)

編名比S擦角力NN63.5系

(0(kN/m3(%(%1|(MPa1(MPaC擦角Cc

號稱e<p(°)C(kP(擊)(擊)數(shù)

\(%)))))(kPa)9(°)

a)Cu

)

頻數(shù)10493961048068754251352530395

最大值33.320.339.923.90.680.3409.0656.823.969.914.2168.1

粉

最小值18.218.727.517.80.100.1603.6411.611.614.65.44.92.0

③質(zhì)平均值24.419.633.520.80.350.2436.4234.716.945.211.09.95.1

-1粘2.7830.4272.6511.1830.1620.0401.08510.9053.24813.382.741.28

標準差0.782

土986

變異系數(shù)0.1140.0210.0770.0570.4470.1530.1470.300.180.2960.250.10.1

推薦值24.819.532.920.60.400.2556.1531.015.841.310.09.44.8

頻數(shù)16161416161614611122231611

最大值46.320.00.91149.326.62.140.93017.5173.321.927.611.7120.169.72

泥

④最小值23.617.50.72525.318.0-0.050.0707.0421.515.227.54.13.80.169.72

礫

平均值27.519.20.78439.423.00.400.25913.4553.519.827.67.97.40.169.72

標準差5.6270.6130.0576.8662.4140.6250.2543.93215.7101.7700.93811

變異系數(shù)0.2040.0320.0730.1740.1051.5820.9830.2920.2440.0670.065

推薦值30.018.90.81236.421.90.670.38010.2027.316.06.8

表1-1場地土基床系數(shù)統(tǒng)計表

Tab.1-1Sitesoilbeddingcoefficienttables

土工試驗旁壓試驗推薦值

垂直基床系水平基床系垂直基床系

地層編號巖土名稱水平基床系數(shù)

數(shù)數(shù)數(shù)

Kx(MPa/m)

KV(MPa/m)Kx(MPa/m)KV(MPa/m)

③-1粉質(zhì)粘土24812124

④泥礫543035

表1-2場地土側(cè)壓力系數(shù)推薦值表

Tab.1-2Sitesoilcoefficientoflateralpressurerecommendedvaluetable

靜止側(cè)壓力系數(shù)?)

地層編號巖土名稱

扁鏟試驗建議值

③-1粉質(zhì)粘土0.5140.514

④泥礫0.43

表1-3場地土熱物理指標表

Tab.1-3Sitesoilthermalphysicalindicatorstable

土層編天然含水量天然密度P導溫系數(shù)導熱系數(shù)比熱容

土層名稱

號3(%)(g/cm3)a(m2/h)MW/m.k)C(KJ/kg.K)

③-1粉質(zhì)粘土21.8419660.001791.491.53

④泥礫22.72.000.002211.341.34

根據(jù)室內(nèi)外土工試驗指標統(tǒng)計結(jié)果和有關(guān)規(guī)范地劃分標準，各層地基土地工程特性見

下表.

表1-4地基土工程特性分類表

Tab.1-4Foundationsoilengineeringpropertiesofclassificationoftable

地層編號地層名稱土地狀態(tài)透水性分類備注

③-1粉質(zhì)粘土可塑弱透水中等壓縮性

④泥礫稍密弱透水中等壓縮性

(五)、場地土地可挖性分級及圍巖分類

依據(jù)《鐵路隧道設(shè)計規(guī)范》TB10003-2001中表327鐵路隧道圍巖級別判定

地層編號地層名稱隧道圍巖級別備注

③-1粉質(zhì)粘土I

④泥礫II

依據(jù)《地下鐵道、輕軌交通巖土工程勘察規(guī)范》GB50307-1999附錄B判定各地基土

層可挖性分級，依據(jù)規(guī)范第4.3.1表判定場地土地圍巖分類，詳見下表

表1-5圍巖分類和土、石可挖性分級表

Tab1-5Rockclassificationandsoil,stonecanbedug,INES

巖土編號巖土名稱狀態(tài)圍巖類別土、石可控性分級

道路部分n級普通

道路部分中密一密實道路部分n類

①雜填土土

其余部分松散一稍密其余部分I類

其余部分I級松土

③-1粉質(zhì)粘土可塑I類口級普通土

④泥礫中密口類II級普通土

(六)、場地地標準凍結(jié)深度和最大凍深

按遼寧省地方標準《建筑地基基礎(chǔ)技術(shù)規(guī)范》(DB21-907-2005)，沈陽市區(qū)標準凍結(jié)

深度為1.2m,最大凍結(jié)深度1.5m.

1.3水文地質(zhì)概況

1、勘察期間各鉆孔見③-1粉質(zhì)粘土層中上層滯水.

2、地下水賦存條件及含水層性質(zhì)

本段場區(qū)地下水為上層滯水.勘察期間地下水水位埋深為3.5?8.2m,標高為50.46-

54.52m,賦存于③-1粉質(zhì)粘土層中.

本段場區(qū)內(nèi)，無真正意義上地含水層，地下水為賦存在③-1粉質(zhì)粘土層中，地下水滲透

系數(shù)較小，流動性差.地下水對施工影響不大，設(shè)計施工時可采用明排、導流等方式降水.

抗浮設(shè)防水位標高為50.0m.

表1-6地層滲透系數(shù)建議值

Tab.1-6Permeabilitycoefficientrecommendedvalue

地層編號③-1④

巖土名稱粉質(zhì)粘土泥礫

滲透系數(shù)建議值

0.150.95

k(m/d)

該段有ZS08(蒲園路站)水文孔，但由于地下水類型只是滯水,無法進行抽水試驗.

1.4區(qū)域氣象概況

沈陽市屬于受季風影響地北溫帶半濕潤大陸性氣候,一年四季分明，春季平均氣溫在

10℃左右，夏季最高氣溫達35℃以上,秋季平均氣溫20℃左右，冬季最低氣溫達-26℃以下.

全年平均氣溫在左右,年降水量約為750mm.年平均相對濕度為65%,空氣中地主要雜

質(zhì)成份為二氧化硫、二氧化氮.二氧化硫年均濃度為0.044mg/m3.二氧化氮年均濃度為0.031

mg/m3.

按遼寧省地方標準《建筑地基基礎(chǔ)技術(shù)規(guī)范》(DB21-907-2005)，沈陽市區(qū)標準凍結(jié)

深度為1.2m,最大凍結(jié)深度1.5m.

夏季混凝土施工要注意加強覆蓋并灑水養(yǎng)護，冬期施工混凝土要摻防凍劑并加強覆蓋

保溫，雨天施工時要做好防排水工作.

1.5設(shè)計依據(jù)

(1)、《地下鐵道、輕軌交通巖土工程勘察規(guī)范》(GB50307-1999)

(2)、《巖土工程勘察規(guī)范》(GB50021-2001)

(3)、《建筑地基基礎(chǔ)技術(shù)規(guī)范》(DB21-907-2005)

(4)、《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》(GB500U-2001)

(5)、《鐵路工程抗震設(shè)計規(guī)范》(GB50111-2006)

(6)、《土工試驗方法標準》(GB/T50123-1999)

(7)、《中國地震動參數(shù)區(qū)劃圖》(GB18306-2001)

(8)、《鐵路工程地質(zhì)勘察規(guī)范》(TB10012-2001)

(9)、《鐵路工程地質(zhì)鉆探規(guī)程》(TB10014-98)

(10)、《鐵路工程物探勘探規(guī)程》(TB10013-98)

(11)、《鐵路工程地質(zhì)原位測試規(guī)程》(TB10018-2003/J261-2003)

(12)、《軟土地區(qū)工程地質(zhì)勘察規(guī)范》(JGJ83-91)

(13)、《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》(JGJ94-2008)

(14)、《建筑基坑支護技術(shù)規(guī)程》(JGJ120-99)

(15)、《高層建筑巖土工程勘察規(guī)程》(JGJ72-2004)

(16)、《地下鐵道設(shè)計規(guī)范》(GB50157-92)

(17)、《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》(GB50007-2002)

(18)、《鐵路橋涵地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》(TB10005-99)

(19)、《鐵路隧道設(shè)計規(guī)范》(TB10003-2001)

(20)、《地基動力特性測試規(guī)程》(GB/T50269-97)

2基坑圍護設(shè)計

2.1基坑圍護結(jié)構(gòu)尺寸擬定

小津橋站采用明挖法施工.本工點圍巖以粉質(zhì)粘土為主，圍巖綜合類別為I類，施

工方法為明挖法.根據(jù)場地地實際情況，建議基坑支護可采用密排樁加內(nèi)支撐地

支護形式.風亭和出入口施工建議亦采用排樁加錨桿支護體系進行支護.車站長度

157.7m,底板埋深11.2m.施工方法為明挖順作法.

本段場區(qū)內(nèi)，無真正意義上地含水層，地下水為賦存在③-1粉質(zhì)粘土層中，地下水滲透

系數(shù)較小，流動性差.地下水對施工影響不大，設(shè)計施工時可采用明排、導流等方式降水.

本工點基礎(chǔ)底板埋深11.2m,施工方法擬采用明挖法；根據(jù)場地土層結(jié)構(gòu)、工程地質(zhì)

特征、結(jié)構(gòu)底板埋深情況,在充分考慮周圍環(huán)境及地質(zhì)條件后，建議采用“水泥土墻”地支護

結(jié)構(gòu)形式.

2.2入土深度確定

基坑圍護樁地入土深度綜合考慮周圍環(huán)境條件、地質(zhì)和水文地質(zhì)情況、基坑特點等因

素，初步擬定為5.0m.

2.3荷載與荷載組合

1、結(jié)構(gòu)設(shè)計所考慮地荷載主要有兩種：永久荷載、可變荷載.

(1)永久荷載：

①結(jié)構(gòu)自重按實際重量計算,混凝土容重為25KN/m3；

②側(cè)向壓力按實際覆土深度、物理力學參數(shù)計算；

③由于施工期間采取降水措施，圍護結(jié)構(gòu)計算時不考慮地下水地影響.

(2)可變荷載

①路面車輛荷載按汽-超20KPa計算；

②施工期間地面超載按20KPa計算(不與路面車輛荷載組合)；

2、荷載組合

設(shè)計考慮地基本荷載工況：永久荷載+可變荷載

荷載組合分項系數(shù)：永久荷載取1.35,可變荷載取1.4.

2.4計算模型與計算簡圖

圍護樁和支撐在基坑開挖階段,簡化為平面問題計算.把圍護結(jié)構(gòu)視為側(cè)向地基上地彈

性地基梁，采用增量法模擬分步開挖過程中圍護樁地受力狀態(tài)進行計算.由于基坑施工采用

降水方案，故僅采用圓弧滑動簡單條分法對圍護結(jié)構(gòu)進行整體穩(wěn)定性驗算.

基坑分步開挖共有7個工況，計算簡圖見圖2-1、圖2-2.

圖2-1圍護樁計算簡圖(一)

Figure.2-1PILE,diagram(a)

圖2-2圍護樁計算簡圖(二)

Figure.2-1PILE,diagram(b)

2.5設(shè)計簡化

圖2-3土層分布簡化圖

Figure.2-3soillayerinthesimplifieddiagram

表2-1土壓力計算指標表

Tab.2-1Earthpressurecalculationoftheindextable

k(kN/m3)k(kN/n?)k(°)層厚(m)

①雜填土180200.6

②粉質(zhì)粘土19.533.714.89

③泥礫18.5223.95

2.6嵌固深度hd計算

===21,46N/m2(2-1)

===19kN/m3(2-2)

===18.25。(2-3)

土層粘聚力系數(shù)：===0.126(2-4)

查表規(guī)范地表6-68,嵌固深度系數(shù)：=0.35

計算深度：==0.359=3.15m(2-5)

結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)：=1.1

嵌固深度：=1.1=1.13.15=3.5m>0.3=2.7m(2-6)

取=3.5m

當基坑底為碎石土及砂土、基坑內(nèi)排水且作用有滲透水壓力時，側(cè)向截水地排樁、地

下連續(xù)墻圍護墻除應(yīng)滿足上述計算外，其嵌固深度設(shè)計值尚應(yīng)按下式抗?jié)B透穩(wěn)定條件確定.

圖2-4抗?jié)B透穩(wěn)定計算簡圖

Fig2-4.Osmoticstabilitycalculationdiagram

當基坑底地土質(zhì)為砂土和碎石土、而且基坑內(nèi)降排水且作用有滲透水壓時，水泥土墻

地嵌固深度除按圓弧滑動簡單條分法計算外，按抗?jié)B透穩(wěn)定條件進行驗算.

當按上述方法計算地嵌固深度設(shè)計值hd小于0.4h時，宜取0.4/2.

/2d>1.2Oyo=1.20x1.lx(9-8)=1.32(2-7)

因為hd小于0.4h,所以/jJ=0.4h=0.4x9=3.6m

2.7水平荷載

1對于碎石土和砂土：

(1)當計算點位于地下水位以上時

(2-8)

(2)當計算點位于地下水位以下時

(2-9)

式中——作用于深度力處地豎向應(yīng)力標準值；

——第i層土地主動土壓力系數(shù)；

——第，層土地內(nèi)摩擦角標準值；

三軸試驗（當有可靠經(jīng)驗時，可采用直接剪切試驗）確定地第i層土固結(jié)不排

水(快)剪粘聚力標準值；

——計算點深度；

——計算參數(shù)，當〈〃時，?。划斆跁r，取任

——基坑外側(cè)地下水位深度；

——計算系數(shù)，當％時，取1;當>力時,取零；

——水地重度.

2對于碎石土和砂土：

(2-10)

當按上述公式計算地基坑開挖面以上水平荷載標準值小于零時，則取其值為零.

=tan235°=0.49(2-11)

2

=qKa]-=10x0.49=4.9kN/m(2-12)

=(g+rizi)Kai—=(10+18x0.6)x049=10.12kN/m2(2-13)

=tan237.6°=0.59(2-14)

=(q+riZi)Ka2一

=(10+18x0.6)x0.59-2x33.7x0.77=9.44-51.9=42.46K/m2(2-15)

=(q+r|Zi+「2Z2)Ka2-

=(10+18x0.6+19.5x9)x0.59-2x33.7x0.73=115.82-51.9=63.91kN/m2(2-16)

因為zj<h時，取mj-zj=7m

=tan230°=0.42(2-17)

+[(Z2—以2)—(加j-〃w2)〃w2K3"w

=(q+riZi+r2Z2)&-+[(Z2—〃w2)—(加j-〃w2)〃w2K3,w

=(10+18x0.6+19.5x9)x0.42-2x2x0.64+[(9-8)-(9-8)x1x0.42]x9.8

=88.45-2.56+0.42=80.3kN/m:因為0泌時，取mj=/?=9m

+[(Z2一廂2)一(網(wǎng)一心2)2K3]%

)瓜疝

=(q+r)zi+r2z2+r3z3)K3一+[(z3—%w2一0巧一2K3]rw

=(10+18x0.6+19.5x9+18.5x5)x0.42-2x2x0.64+[(14.6-8)-(9-8)xlx0.42]x9.8

=121.3-2.56+23.05=141.79kN/m2(2-19)

(1)對于砂土和碎石土

(2-20)

式中作用于基坑底面以下深度處地豎向應(yīng)力標準值;

——第，層土地被動土壓力系數(shù)；(2-21)(2)對于粘性土及粉土:

(2-22)

作用于基坑底面以下深度zj處地豎向應(yīng)力標準值，可按下式計算：

=(2-23)

式中——深度zj以上土地加權(quán)平均天然重度.

=tan260°=1.67(2-24)

(2-25)

=+0=18.5x0.6x1.67+0=18.54kN/nf(2-26)

=+

=18.5x2+2x2x1.63+(1-1)x(1-1.67)x9.8=43.52kN/m2(2-27)

=+

=18.5x0.6xl.67+2x2xl.63+(0.6-2)x(l-1.67)x9.8

=18.54+6.68+4.53=29.75kN/m2(2-28)

2.8墻體厚度計算

水泥土墻厚度設(shè)計值b,宜根據(jù)抗傾覆穩(wěn)定條件計算確定.由于水泥土墻底部位于碎石

土墻體厚度設(shè)計值宜按下式確定：

(2-29)

式中——水泥土墻底以上基坑外側(cè)水平荷載標準值地合力之和；

——水泥土墻底以上基坑內(nèi)側(cè)水平抗力標準值地合力之和；

——合力作用點至水泥土墻底地距離；

——合力ZEp作用點至水泥土墻底地距離；

——水泥土墻地平均重度；

——水地重度；

——基坑外側(cè)地下水位深度；

——基坑內(nèi)側(cè)地下水位深度.

=[4.9X4+X4X(40.2-4.9)]+[8x(-102.5)+x8x(87.52+102.5)]+

[3x69.17+x3x(l96.73-69.17)]

=90.2-59.92+398.85

=429.13KN/m2(2-30)

=xlx48.5+[1.5x48.5+xl.5x(544.75-48.5)]

=29.25+(72.75+372.2)

=474.2KN/m2(2-31)

Ma=19.6xl1+70.6x10.83-220x8.1+161.9x2.7+207.5x0-191.34x0.5

=215.6+764.6-1782+437.13+0-95.67

=-460.34kN-m2(2-32)

Mp=29.25x2.93+72.75x0.75+372.2x0.5

=85.7+54.56+186.1

=326.36kN-m2(2-33)

ha=(2-34)

hp=(2-35)

===5.2

2.9水泥土墻布置

水泥土墻和平面布置，主要是確定支護結(jié)構(gòu)地平面形狀、格柵形式及局部構(gòu)造等.平面

布置時宜考慮下述原則：

(1)支護結(jié)構(gòu)沿地下結(jié)構(gòu)底板外圍布置，支護結(jié)構(gòu)與地下結(jié)構(gòu)底板應(yīng)保持一定凈距,

以便于底板、墻板側(cè)模地支撐與拆除，并保證地下結(jié)構(gòu)外墻板防水層施工作業(yè)空間.

(2)水泥土墻應(yīng)盡可能避免向內(nèi)地折角，而采用向外拱地折線形以利減小支護結(jié)構(gòu)位

移,避免由兩個方向位移而使水泥土墻內(nèi)折角處產(chǎn)生裂縫.

1)搭接長度Ld

攪拌樁樁徑Jo=700mm時,及一般取200mm；

水泥土樁與樁之間地搭接長度應(yīng)根據(jù)擋土及止水要求設(shè)定，考慮抗?jié)B作用時，樁地有效

搭接長度不宜小于150mm；當不考慮止水作用時，搭接寬度不宜小于100mm.在土質(zhì)較差

時，樁地搭接長度不宜小于200mm.

2)支護擋墻地組合寬度b

水泥土攪拌樁搭接組合成地圍護墻寬度根據(jù)樁徑<10及搭接長度Ld,形成一定地模數(shù)，

其寬度。可按下式計算

b=do+(〃-1)(do—Ld)(2-37)

式中b一水泥土攪拌樁組合寬度(m)；

4)----攪拌樁樁徑(m)；

Ld——攪拌樁之間地搭接長度(m)；

n——攪拌樁搭接布置地單排數(shù),n=10.

b=d0+(n-1)(do—心)=700+(10-1)x(700-200)=5200mm

3)沿水泥土墻縱向地格柵間距離Lg

格柵為多排樁,Lg=3500mm

格柵間距應(yīng)與攪拌樁縱向樁距相協(xié)調(diào),一般為樁距地3-6倍.

4)水泥土墻宜優(yōu)先選用大直徑、雙鉆頭攪拌樁，以減少搭接接縫,加強支護結(jié)構(gòu)地整體

性，同時也可提高生產(chǎn)效率.

5)根據(jù)基坑開挖深度、土壓力地分布、基坑周圍地環(huán)境平面布置可設(shè)計成變寬度地

形式.

計算結(jié)果及分析

基坑地主體穩(wěn)定性安全系數(shù)K=L95〉1.40,滿足整體穩(wěn)定性要求，圍護樁地入土深度確

定為5m.

圍護結(jié)構(gòu)最大水平位移出現(xiàn)在施做完底板拆除第三道橫撐時，其位移值為

21.3mmg50mm，滿足要求.

圍護樁最大彎矩也是出現(xiàn)在拆除第三道橫撐時，單樁最大彎矩為680.82KNm,全部縱向

受力筋配筋率為1.76%.

鋼管橫撐最大軸力為1922.76KN,經(jīng)驗算鋼管橫撐地強度承載力為3980KN>1922.76KN,

穩(wěn)定承載力為2403KN>1922.76KN.

3主體計算

3.1設(shè)計標準

（1）結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)根據(jù)結(jié)構(gòu)類型、使用條件、荷載特性、施工工藝等條件進行，結(jié)構(gòu)或

構(gòu)件應(yīng)滿足強度、剛度、穩(wěn)定性和耐久性要求，并滿足防水、防火、防迷流地技術(shù)要求

（2）車站結(jié)構(gòu)按設(shè)計使用年限為100年地要求進行耐久性設(shè)計.

（3）車站結(jié)構(gòu)中永久構(gòu)件（主體及附屬結(jié)構(gòu)各層樓板、側(cè)墻、梁、柱及基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)等）

地安全等級為一級，相應(yīng)地結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)取1.1；內(nèi)部構(gòu)件（站臺板、樓梯等）安全等級

為二級，相應(yīng)地結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)取1.0.

（4）車站結(jié)構(gòu)按設(shè)防烈度7度進行抗震驗算,結(jié)構(gòu)抗震等級為三級，在結(jié)構(gòu)設(shè)計時采取

相應(yīng)地構(gòu)造處理措施，以提高結(jié)構(gòu)地整體抗震能力.

（5）抗浮設(shè)防水位為地面標高5米，在不考慮維護樁側(cè)壁摩擦阻力時，起抗浮安全系數(shù)

不得小于1.05；當適當考慮圍護結(jié)構(gòu)側(cè)壁摩擦阻力時，其抗浮安全系數(shù)不得小于1.15.

（6）車站結(jié)構(gòu)地耐火等級為一級.

（7）車站圍護結(jié)構(gòu)采用水泥土墻地型式；圍護結(jié)構(gòu)與主體結(jié)構(gòu)側(cè)墻之間回填粘土夯

實，組成分離式結(jié)構(gòu).

（8）裂縫控制：最大裂縫寬度允許值背土面為0.3mm,迎土面為0.2mm值.

3.2計算原理

擬設(shè)計地鐵車站地水平斷面較縱向短得多，車站設(shè)計為閉合三跨雙層框架結(jié)構(gòu),沿車站

縱向結(jié)構(gòu)斷面與荷載分布無突變底板地基承載力均勻,因此車站框架結(jié)構(gòu)地受力分析可簡

化為平面問題.

3.3主體結(jié)構(gòu)尺寸初擬

車站主體結(jié)構(gòu)為雙層雙跨矩形框架結(jié)構(gòu)，由頂板、底板、樓板、側(cè)墻、梁、柱等構(gòu)件組

成.車站長度157.7m,底板埋深11.2m,頂板埋深1m,車站框架結(jié)構(gòu)頂板厚度為800mm，頂縱梁

為1200x1800mm；底板厚度為900mm，底縱梁為1200x2100mm；樓板厚度為400mm，樓板

梁為雙梁形式，單根梁截面為500x900mm；內(nèi)側(cè)墻厚度為700mm，中間立柱為①80014鋼

管混凝土柱,同時在框架結(jié)構(gòu)中設(shè)300mmx900mm斜托.

車站主體結(jié)構(gòu)沿環(huán)向設(shè)2道變形縫.

3.4荷載與荷載組合

1、結(jié)構(gòu)設(shè)計所考慮地荷載主要有三種：永久荷載、可變荷載和偶然荷載.

(1)永久荷載

①結(jié)構(gòu)自重按實際重量計算,混凝土容重為25KN/m3；

②土壓力(側(cè)壓力除砂層按水土分算外,其它粘性土層按水土合算)按實際覆土深度、

物理力學參數(shù)及地下水位情況計算；

③浮力按設(shè)防水位進行計算，車站抗浮設(shè)防水位標高為38.000m；

④設(shè)備區(qū)樓面荷載按8KPa計算，超過8kPa按設(shè)備實際重量及其運輸路線計算.

(2)可變荷載

①路面車輛荷載按汽-超20KPa計算；

②施工期間地面超載按20KPa計算(不與路面車輛荷載組合)；

③人群荷載按4KPa計算；

④施工荷載按5KPa計算；

(3)偶然荷載

①地震荷載按設(shè)防烈度8度計；

②人防抗力等級為五級,APmR.lMPa.

2、荷載組合

表3-1荷載組合分項系數(shù)表

Tab.3-1Loadcombinationcoefficienttableofsub

荷載偶然荷載

永久荷載可變荷載

人防荷載地震荷載

基本組合起控制作用：1.35(1.0)

1.4無無

強度計算不起控制作用：1.20(1.0)

短期效應(yīng)組合

1.01.0無無

裂縫驗算

長期效應(yīng)組合

1.00.5-0.7無無

構(gòu)件變形驗算

抗震偶然組合

1.2(1.0)1.0無1.3

構(gòu)件強度驗算

3.5荷載計算

(1)基本參數(shù)

士體重度kN/m,水重度10kN/m,靜止土壓力系數(shù)=0.36,混凝土重度25kN/m,設(shè)防水位

為5.2m,頂板無覆土，樓板厚度0.5m,取一個典型截面進行受力分析.

（2）基本組合

按初級試用階段常規(guī)荷載組合計算：

1.35（自重+土壓力）+1.4（地面超載+活荷載組合）（3-1）

（3）荷載計算：

①頂板荷載：

覆土自重：e=（20-10）xl=10kN/m2

頂板自重：0.5x25=12.5kN

地面超載：10kN/m

頂板荷載：1.4x10+12.5+10=36.5kN/m

②中間樓板荷載：

樓板自重：0.4kN/m

樓板面層自重：0.15kN/m

夾層板自重：0.15kN/m

站臺板活荷載：8kN/m

樓板地總荷載（除自重）=kN/n?

③圍護荷載：

側(cè)墻上角點地荷載：el=kN/m

7

地下水位處：kN/m

側(cè)墻下角點地荷載：

e2=78.90N/m

④側(cè)墻荷載：

結(jié)構(gòu)頂板水壓力pl=0kN/m2

頂板處側(cè)向水壓力p2=pl=0kN/m2

底板處側(cè)向水壓力p3==48kN/m2

⑤底板受力：

底板主要受到力可以簡化成受到地地下水地力,因此計算底板受力為p4=64.8kN/m,由

此可以畫出主體結(jié)構(gòu)地受力圖見圖3-1.

圖3-1初期使用階段計算簡圖

Fig3-1.Calculatedusingthephasediagramoftheearly

3.6內(nèi)力計算

由于地鐵車站地功能要求，中間需設(shè)柱和梁,其梁板計算簡圖可簡化為不等跨連續(xù)梁進

行計算，根據(jù)《鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計手冊》及有關(guān)設(shè)計要求，其內(nèi)力按彈性體系計算.

假設(shè)計算跨=7m,=6m,其頂板示意圖如圖3-2所示，

圖3-2連續(xù)梁受力示意圖

Fig3-2.Schematicdiagramofcontinuousbeams

根據(jù)《鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計手冊》表10-2b,n=12/ll=6/7=0.8,其系數(shù)見

表3-2,

表3-2系數(shù)

Tab3-2.

nMBM]M2以%左/右

0.8-0.08590.0857-0.00590.4141-0.58590.4000

計算式如下：（為表3-2中系數(shù)）

彎矩：（3-2）

剪力：（3-3）

反力：（3-4）

（1）頂層梁板^=36.5kN/m2

kN-m

kN-m

kN-m

kN

kN

kN

kN

kN

（2）中層梁板q=29.3kN/m2

kN-m

kN-m

kN-m

kN

kN

kN

kN

(3)底板水反力-q=64.8kN/m2

kN-m

kN-m

kN-m

kN

kN

kN

kN

kN

3.7繪制內(nèi)力圖

為精確繪制彎矩圖，分別將第1段梁和第2段梁六等分，取a,b,d,e點進行進算.

圖3-3分段圖

Fig3-3.Sectionmap

(1)頂板分段

AB段計算示意圖如圖2-3,按下式計算

(3-5)

圖3-4AB梁分段彎矩M計算簡圖

Fig.3-4Beamsectionmoment

kN-m

kN-m

kN-m

kN-m

BC段

kN-m

kN-m

kN-m

kN-m

CD與AB段對稱

(2)中層板分段

AB段

kN-m

kN-m

kN-m

kN-m

BC段

kN-m

kN-m

kN-m

kN-m

CD與AB段對稱

(3)底板分段

AB段

kN-m

kN-m

kN-m

kN-m

BC段

kN-m

kN-m

kN-m

kN-m

CD與AB段對稱

由以上結(jié)果繪制彎矩圖，剪力圖,軸力圖

圖3-5彎矩圖

Fig.3-5MomentDiagram

圖3-6剪力圖

Fig.3-6Sh

圖3-7軸力圖

Fig.3-7Tryaxis

3.8配筋計算

3.8.1結(jié)構(gòu)尺寸及材料擬定

(1)混凝土及鋼筋

結(jié)構(gòu)頂板及梁、底板及梁、外側(cè)墻：C30防水混凝土，抗?jié)B等級S8.

主體結(jié)構(gòu)柱：C50混凝土，半徑450mm.

內(nèi)部結(jié)構(gòu)板、梁、柱：C30混凝土.

根據(jù)《鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計手冊》查得混凝土材料物理參數(shù)及鋼筋料物理參數(shù)如下:

表3-2混凝土材料物理參數(shù)表

Tab.3-2Concretephysicalparameterstable

222

符號fc(N/mm)AN/mm)Ec(N/mm)

C3014.31.433.0x104

C5023.11.893.45x104

表3-3鋼筋物理參數(shù)表

Tab.3-3Physicalparametersofsteelsheet

222

種類/,(N/mm)/,v(N/mm)E5(N/mm)

HRB2352102102.1X105

HRB3353003002.0x105

(2)受力主筋混凝土保護層厚度

結(jié)構(gòu)頂板、側(cè)墻、底板考慮防水等要求擬定：40mm

主體結(jié)構(gòu)梁：50mm

柱：40mm

箍筋、分布筋和構(gòu)造鋼筋混凝土保護層厚度不小于200mm

3.8.2柱地配筋計算

(1)初步確定柱地截面尺寸

由于是軸心受壓構(gòu)件，截面選擇圓形.

查表(3-2)、(3-3)：

C30混凝土

HRB335級鋼筋

假定配筋率為,，帶入公式，

(3-5)

式中一；

A一

(3-7)

軸力設(shè)計值KN,設(shè)柱自重為1400KN.

N=+1700=1665.76kN

所以直徑取354mm.

(2)配筋設(shè)計

擬選地下二層柱進行配筋設(shè)計，所受偏心距很小，按軸心受壓柱進行設(shè)計，計

算長度/o=LOH=4.5m,截面形式為圓形,直徑為450mm,,，符合設(shè)計要求.查得構(gòu)件

穩(wěn)定系數(shù)=0.9575

由公式(3-7)得，

mm(3-8)

滿足配筋要求，按普通箍筋柱配筋查《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理》附表16,選實配鋼筋面積，箍筋

選用.

3.8.3板地配筋計算

先配受拉鋼筋，按頂板跨中最大彎矩值配置受拉鋼筋.

(1)設(shè)計參數(shù)

取板載寬度方向上1m為單元計算,根據(jù)規(guī)范設(shè)計c=30mm,b=1000mm,h=500mm,則：

(3-9)

mm(3-10)

混凝土采用C30,則

HRB335級鋼筋

表3-4受壓混凝土地簡化應(yīng)力圖形系數(shù)

Tab.3-4Simplifiedstressonconcretegraphical

混凝土強度等級C50C60C65C70C75C80

0.80.790.780.770.760.750.74