《精编》轨道交通工程围护结构设计调整总结

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1、深基坑设计及工程可实施性 一 工程概况二 轨道交通深基坑设计三 施工中主要反映的问题四 工程可实施性的讨论 1 设计及进度1 1号线主体结构已设计并施工完成 附属结构设计已设计完成 现正施工 2 2号线主体结构已设计完成现正施工 附属结构少部完成设计 基本未施工 工程概况 一 工程概况 1 施工方法在苏州轨道交通工程中 地下水位高 地层软弱 不具备暗挖施工条件 故施工方法主要取决于地面交通的状况 苏州轨道交通主要采用的方法是明挖法 在几个交通受控地段采用了盖挖法施工 施工方法 一 工程概况 1 明挖法施工车站 区间 车站 1号线 22站 占91 2号线 17站 占94 区间 1号线 出入段线区

2、间 部分 华池街站 星湖街站区间 2号线 出入段线区间 部分 苏州高速站站 相城大道站区间 阳澄湖中路站 奇门北大街站区间共计 39站 5区间 施工方法 一 工程概况 市中心的人民路站新区中心的苏州乐园站 施工方法 1 明挖法施工车站 区间 一 工程概况 金鸡湖A岛华池街站 星湖街站两站一区间 施工方法 1 明挖法施工车站 区间 一 工程概况 广济路站半盖挖施工 2 盖挖法车站 顺作法1号线 桐泾路站 广济路站2站 占9 2号线 石路站 三香广场站2站 施工方法 临时盖挖系统 一 工程概况 桐泾路站半盖挖施工 2 盖挖法车站 顺作法 施工方法 临时盖挖系统 一 工程概况 三香广场半盖挖施工 2

3、 盖挖法车站 顺作法 施工方法 临时盖挖系统 一 工程概况 苏州火车站站盖挖逆作法施工 2 盖挖法车站 逆作法4号线 苏州火车站站 施工方法 4号线位于国铁站房下方 全逆作法施工 一 工程概况 苏州火车站站盖挖逆作法施工 2 盖挖法车站 逆作法 施工方法 一 工程概况 轨道交通地下车站的安全性 经济性主要取决于围护结构 因此应合理的选择围护方案 围护结构选择的原则应该是 安全 经济 施工方便 二 轨道交通深基坑设计 围护设计 工程地质概况 本场地位于太湖冲湖积平原区 地势平坦 地表水系发育 第四系覆盖层厚度较大 各土层水平向分布较稳定 基底地质构造与水文地质条件较复杂 但人类工程活动对地质环境

4、的扰动和作用较强烈 地质环境条件复杂程度属中等地区 地质概况 二 轨道交通深基坑设计 地基土层序和特征自上而下分述如下 2素填土 褐黄 灰色 软 可塑 以粉质粘土混少量碎砖 碎石填积 除荷花池外 整个场地均有分布 2a淤泥 淤泥质填土 灰黑色 流塑 1粉质粘土 粘土 黄褐色 灰黄色 可塑 局部硬塑 切面光滑 无摇振反应 干强度 韧性中等 高 2粉质粘土 灰黄色 下部渐变为灰色 可 软塑 切面较光滑 无摇振反应 干强度 韧性中等 1粉质粘土 粉土 灰色 粉质粘土呈软 流塑 粉土呈稍密状态 局部夹淤泥质粉质粘土 含云母片 见贝壳碎片 基本无光泽反应 摇震反应中等 干强度 韧性低 2粉土 粉砂 灰色

5、 稍 中密 局部为松散状态的粉砂 夹薄层粉质粘土 含少量云母片和贝壳碎片 无光泽反应 摇振反应迅速 地质概况 二 轨道交通深基坑设计 粉质粘土 灰色 软塑 流塑 均质性差 部分为稍密状态粉土夹薄层粉质粘土 粉土与粉质粘土交互层 夹有软塑 可塑状态粉质粘土 19 0m以下以粉质粘土 淤泥质粉质粘土为主 夹粉土 稍有光泽反应 摇振反应不明显 干强度 韧性较低 1粉质粘土 绿灰 灰色 可塑 硬塑 夹粘土 切面较光滑 无摇振反应 干强度 韧性中等 高 主要分布于场地东西两端 2粉质粘土 绿灰 褐黄 灰色 可 软塑 呈上硬下软 均质性较差 局部无规律性地分布有薄层流塑粉质粘土和粉土 稍有光泽反应 摇振反

6、应不明显 干强度 韧性中等 星港街及附近该层缺失 粉土 粉砂 深灰色 中密 密实 局部夹薄层粉质粘土 局部为细砂 无光泽反应 摇振反应较迅速 粉质粘土 灰色 软塑 流塑 夹薄层粉土 粉砂 稍有光泽反应 无摇振反应 干强度 韧性较低 地质概况 二 轨道交通深基坑设计 2 地下水根据地下水埋藏条件 可将地下水分为孔隙潜水和承压水 1 潜水含水层为人工填土层 人工填土主要由粉质粘土夹碎石 碎砖混填 在粗颗粒含量较高处存在大孔隙 成为地下水的赋存空间 其透水性较好 但不均匀 由于局部厚度大 含水较丰富 2 承压水根据地层结构 勘探深度内承压水有两层 1 第一层微承压水由晚更新世沉积的 1层粉质粘土 粉

7、土 2层粉土 粉砂及 层粉质粘土夹粉土构成含水层组 该含水层组埋藏较浅 厚度较大 其中 1 2层赋水性 透水性较好 含水量较丰富 为对地铁施工及运营影响较大的含水层 根据室内试验 为弱透水层 2 承压水层由 层粉土 粉砂及 层粉质粘土组成含水层 该含水层埋深较深 在33 9 44 2m 其中 层为粉土 粉砂 局部夹有薄层粉质粘土 透水性较好 但不均匀 层为流塑 软塑粉质粘土 夹有粉土 透水性不很均匀 地质概况 二 轨道交通深基坑设计 站厅层 根据地质勘探资料 一号线沿线场地土层特征自上而下依次为 填土层 粘土 粉质粘土层 粉土 粉砂层 粉质粘土层 粘土 粉质粘土层 粉土层 粉质粘土层等 对施工

8、影响最大的是 2粉土 粉砂层 该层稍密 中密 局部密实 含水量高 透水性较好 地层稳定性差 施工过程中易产生涌水 涌砂 开挖面不稳等现象 填土层 2粉质粘土层 1粉土层 1粘土层 2粉土 粉砂 粉质粘土层 1粘土层 2粉质粘土层 3粉质粘土层 J92 站台层 地质概况 二 轨道交通深基坑设计 站厅层 根据地质勘探资料 2号线沿线场地土层特征自上而下依次为 填土层 粘土 粉质粘土层 粉土 粉砂层 粉质粘土层 粘土 粉质粘土层 粉土层 粉质粘土层等 对施工影响最大的是 2粉土 粉砂层 该层稍密 中密 局部密实 含水量高 透水性较好 地层稳定性差 施工过程中易产生涌水 涌砂 开挖面不稳等现象 填土层

9、 2粉质粘土层 1粘土层 2粉土 粉砂 粉质粘土层 1粘土层 21粉质粘土层 22粉质粘土层 S12XZ14 站台层 地质概况 二 轨道交通深基坑设计 重度 垂直 水平 地质概况 二 轨道交通深基坑设计 一 围护方案在苏州轨道交通1 2号线的地铁基坑设计和施工过程中 基坑围护常采用以下几种形式 地下连续墙钻孔灌注桩 止水帷幕套筒咬合桩SMW工法桩放坡 土钉 二 轨道交通深基坑设计 围护方案 1 地下连续墙1 1适用地质条件 各种软弱地层 以淤泥类软土 饱和砂层为主的地层及周围有重要建筑物的情况 1 2地下墙的优点 结构的整体刚度和防渗性 止水效果 好 如支撑得当 且配合正确的施工方法和措施 连

10、续墙可较好的控制软土地层的变形 常作为主体结构的一部分来考虑 采用机械化作业 施工条件好 二 轨道交通深基坑设计 地下墙 1 3地下墙的缺点 仅作为临时挡土结构时成本较高 在遇到岩层时成槽困难 施工慢 需先冲孔 泥浆易污染环境 对施工机具要求高 二 轨道交通深基坑设计 地下墙 1 4地下连续墙的设计要点 槽段宽度一般为5m或6m 与支撑布置相匹配 每幅墙上两道支撑 当近侧地面荷载较大或周围环境保护要求较高时 可采取高导墙 加大泥浆比重或将槽段宽度减小等措施 接口形式常用接口方式有1 采用锁口管做的接头 苏州地区采用 2 采用隔板做成的接头3 采用预制构件做的接头4 采用接头箱做的接头5 钢板止

11、水式接头 苏州火车站站采用 二 轨道交通深基坑设计 地下墙 1 5各站使用情况 二 轨道交通深基坑设计 地下墙 1 5各站使用情况 二 轨道交通深基坑设计 地下墙 人民站地下连续墙 二 轨道交通深基坑设计 地下墙 会展中心站地下连续墙 二 轨道交通深基坑设计 地下墙 临顿路站 二 轨道交通深基坑设计 地下墙 2钻孔灌注桩2 1适用地质条件可在各种软弱地层中采用 2 2优点 施工机械化程度高 成孔速度快 施工中无降水和抽水现象 对周边地层影响小 单桩成本较地下连续墙低 噪声和震动小 就地浇筑施工 对周围环境影响小 二 轨道交通深基坑设计 钻孔桩 2 3缺点 普通钻孔桩最小桩间距不宜小于150mm

12、 桩间要采用旋喷或搅拌桩来止水 整体刚度差 排桩为弹性结构 旋喷桩为脆性结构 基坑开挖中 桩间止水效果不好 排桩施工垂直容许偏差1 也就是15m偏差150mm 挡土和止水结构容易在深处错位 二 轨道交通深基坑设计 钻孔桩 2 4钻孔桩的设计要点 钻孔灌注桩大小钻孔灌注桩受力形式与地下连续墙相似 在计算中通过刚度等效得到钻孔灌注桩的大小 一般为800mm 1000mm 在进行配筋计算时 直接按圆形截面受弯构件进行计算 二 轨道交通深基坑设计 钻孔桩 墙体止水止水帷幕一般采用下列几种形式1 桩间压密注浆2 桩间高压旋喷3 水泥搅拌桩止水帷幕失效的原因分析 止水帷幕的单排搅拌桩由于垂直度偏差太大 使

13、搭接失败 出现 开裆口 围护结构桩本身垂直度偏差与旋喷桩垂直度偏差的迭加效应 出现 开裆口 止水帷幕由于施工或后期基坑土方开挖产生的变形而未能紧贴支护结构 一旦止水帷幕与密排桩之间的土颗粒流失 止水帷幕变成支挡结构 不堪负荷 势必压破止水帷幕 高压旋喷或摆喷时遇到地下障碍物 止水帷幕未能有效地形成 二 轨道交通深基坑设计 钻孔桩 2 5各站使用情况 二 轨道交通深基坑设计 钻孔桩 2 5各站使用情况 二 轨道交通深基坑设计 钻孔桩 三元村站 2 5各站使用情况 二 轨道交通深基坑设计 钻孔桩 金鸡湖A岛 2 5各站使用情况 二 轨道交通深基坑设计 钻孔桩 单根旋喷桩效果图咬合的旋喷桩效果图 3

14、套筒咬桩桩当钻孔桩采用全套管钻进时 可以做到桩间切割咬合 此时桩钢筋笼间隔设置 可作为永久结构的一部分 该方法比钻孔灌注桩节省了止水帷幕和部分钢筋工程量 3 1优点 无须排放泥浆 近于干法成孔 机械设备噪音低 无振动 大大减少工程施工时对环境的污染 对沉降及变位容易控制 能够紧邻相近的建筑物 地下管线施工 全套管的跟管钻进及其掘进方法 有效的防止了孔内流沙 涌泥 并可进行嵌岩 保证了成桩质量 第二步施工的桩在已有的第一步施工的两桩间实施切割咬合 全套管的护孔方式保证了桩间紧密咬合 形成良好的整体连续结构 二 轨道交通深基坑设计 咬合桩 3 2缺点 需动用钻孔机具及套筒工具 施工工序较复杂 在中

15、 微风化及大粒卵石等地层施工困难 混凝土配比技术要求高 成桩精度要求高 特别是垂直度 3 4套筒咬合桩的设计要点计算方式和受力方式同钻孔灌注桩 施工方法不同于钻孔灌注桩 施工时先施工 号 号素桩 C20超缓凝混凝土 而后施工 号桩 C30 再施工 桩后施工 号桩 二 轨道交通深基坑设计 咬合桩 3 5各站使用情况 二 轨道交通深基坑设计 咬合桩 南施街站咬合桩围护 二 轨道交通深基坑设计 咬合桩 齐门北大街站咬合桩围护 二 轨道交通深基坑设计 咬合桩 4SMW工法桩支护该法近年来在软土地区得到了广泛运用 其具体构造为相互咬合的水泥土搅拌桩加插H型钢后形成的围护结构 具有挡土承载 防渗止水作用

16、根据实践经验 在透水性较大 含砂量多的地层使用时 其抗渗性能优于地下墙 还具有对主体结构的约束小 使主体结构的收缩裂缝较易控制和施工速度快 泥浆污染少等优点 4 1优点 技术相对成熟 综合造价低 防渗 止水性能好 对内衬约束小 与排桩相比 不需另外设置止水帷幕 4 2缺点 结构刚度小 适用于浅基坑 不适用于硬塑以上的土层 二 轨道交通深基坑设计 SMW工法桩 4 3SMW工法桩设计要点 内力计算模式同连续墙 在不考虑水泥土对桩身刚度提高用H型钢等效于等刚度的钢筋混凝土墙 施工时常采用H700 x300 x13x24型钢 施工时在水泥泥浆中掺加适量膨润土 已有利于搅拌桩施工 并增加水泥土的变形能力 不致墙体变形而过早开裂 从而增加墙体的抗渗性 二 轨道交通深基坑设计 SMW工法桩 4 4各站使用情况 二 轨道交通深基坑设计 SMW工法桩 钟南街站SMW工法桩支护 二 轨道交通深基坑设计 SMW工法桩 高速站SMW工法桩支护 二 轨道交通深基坑设计 SMW工法桩 苏塔区间电缆竖井 联络通道 二 轨道交通深基坑设计 SMW工法桩 5放坡 土钉墙5 1适用地质条件以粘土及粉质粘土为主的土层 半