临地铁复杂深基坑设计施工要点分析

《临地铁复杂深基坑设计施工要点分析》由会员分享，可在线阅读，更多相关《临地铁复杂深基坑设计施工要点分析（14页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、临地铁复杂深基坑设计施工要点分析【摘要】 以某超高层项目深基坑工程为例，从建设单位角度出发总结分析了紧临地铁 复杂深基坑设计、施工、监测等各环节管理要点，为今后类似工程项目管理提供【关键词】临地铁，深基坑，基坑支护。随着城市的不断发展，地铁出行已成为人们日常生活出行的重要交通手段。 地铁的建设发展方便了人们出行的同时，纵横交错的地铁线也将地下空间分割的 七零八落，尤其对紧临地铁的工程建设带来了新的挑战。以某超高层项目深基坑 工程为例，从建设单位角度出发总结分析了紧临地铁复杂深基坑设计、施工、监 测等各环节管理要点，为今后类似工程项目管理提供参考。1、工程概况1.1工程基本概况该超高层项目位于某

2、市国家级新区，地理位置优越，包含写字楼、观光、酒 店、商业多种业态，由1#地块、14#地块及1#地与14#地连接通道组成。该项目 0.00标高为487.400m,其中主楼超塔建筑高度489.00m，地上97层地下5 层，采取核心筒+巨柱+环带桁架+外伸臂桁架组合结构体系，基础为桩土共同作 用的桩筏基础。超塔下底板厚5.50m，自土 0.00标高起算基础埋深约31.4m；周 边纯地下室区域底板厚度为lm,自土0.00标高起算基础埋深约26.8m。1.2工程地质概况根据地勘报告，场地地貌单元属宽缓浅丘，为剥蚀型浅丘陵地貌。超塔区域地质勘察控制性钻孔深度138.00145.00m, 般性钻孔深度11

3、3.00120.00m, 在钻探揭露地层深度范围内，场地岩土主要由第四系全新统人工填土（Q4 ml、第 四系中更新统冰水沉积层（Q2 fgl）以及下覆侏罗系上统蓬莱镇组（J3p）砂、泥岩 （场地内分布的侏罗系上统蓬莱镇组基岩主要为泥岩及砂岩，以泥岩为主，砂岩 主要以 透镜体状或层状分布于泥岩中，大部分地段泥岩及砂岩呈互层状分布。） 组成，各岩土层的构成情况如下：素填土-1、粉质黏土、黏土、泥岩（全风化泥岩-1、强风化泥岩-2、中等风化泥岩-3、微风化泥岩-4）、 砂岩（强风化砂岩-1、中等风化砂岩-2、微风化砂岩-3），场地地层三 维地层空间分布示意见图2所示：齡*|抵粘土粘土全何毗岩|麵瞬石

4、中等何化渥岩黴国绘岩11 嗣比砂君中等凤代砂若1.3水文地质概况场地内地下水主要有两种类型：一是赋存第四系填土、粉质黏土的上层滞水二是基岩裂隙水。场地地下水类型、埋藏条件及补给排泄特征如下表所示：地下水类型含水层地下水的埋藏及水位动态特征上层滞水全新统人工填土含水层该类含水层总体较薄，厚度约3 16m,渗透水量少，无统一稳定的水位面。 该类地下水主要受生活污水排放和大气降 水补给，水平径流缓慢，以垂直烝发为主要排泄。水位变化受人为活动和降水影响 极大。基岩裂隙水侏罗系基岩含水层该类含水层厚度较厚，风化基岩层均 含有地下水，该层总体来说属不富水，但 由于裂隙发育的不规律性，局部可能存在 富水地段

5、。该类主要受上覆土层的上层滞 水垂直补给、侧向径流补给，以侧向、向 下径流排泄为主。位于“相对富水带”中 地下35m左右深度范围内基岩裂隙水存在 一定裂隙，形成地下水补给、径流和储存 通道和空间；当深度大于35m或位于“地下水相对贫乏区”的基岩岩体中，风 化裂隙减少，含水也逐渐减少。由于含水 体相对较封闭，水位年变幅较小。1.4周边环境概况该项目场地西侧为已运营地铁6号线，北侧为在建地铁19号线，南侧为已建成2号地。西侧支护结构距离营运地铁6号线车站最近为29.0m，距离附属结 构最近为4.47m，北侧距离地铁结构面7.0m，位于地铁保护范围以内。2、基坑支护设计设计是龙头，设计方案的优劣直接

6、决定了基坑的安全、成本、工期。在确保 基坑安全可靠的基础上，综合考虑项目工程地质、水文地质、周边环境等因素， 选择最优的支护设计方案，从而以合理的成本投入，实现成本、工期、安全的有 效控制。2. 1整体设计方案比选参考国内 400m 以上超高层项目、基坑深度 30m 以上项目，多数采用支护桩+ 内支撑的形式。结合本项目场地及地勘情况，拟进行内支撑方案与桩锚方案对比 经综合比对，桩锚方案从经济性、工期等方面明显优于内支撑方案，经专项安全 评估及专家论证，桩锚结构安全性满足要求，最终选定桩锚结构+放坡开挖的方 案。2.2 综合设计优化除常规考虑既有地质、环境等因素外，基坑支护设计尚应综合考虑后续工

7、程 建设施工组织需求，从基坑施工到大厦主体建设拉通考虑，明确基坑顶部荷载需 求，在基坑支护设计阶段予以充分考虑，提前设计，避免后期加固，费时费力。 该项目结合工程整体施工组织策划要求，超塔区域南侧作为前期钢结构等重型材 料主要卸货地点，基坑支护进行了加强设计处理。2.3 支护结构设计基坑安全等级为一级。维护结构采用荷载结构模式，按荷载“增量法”进行 计算；维护结构满足整体稳定性、抗滑移、抗倾覆验算要求，分段选择最不利位 置进行计算。经综合分析计算，支护结构分段采用放坡锚拉桩、放坡喷锚、 放坡网喷等支护形式。基坑降水采用明排降水。超塔南侧TA段，考虑后续施工荷载，该支护段进行了加强设计，采用放坡

8、+ 锚拉桩支护，支护桩桩径为1.2m，桩中心距为2.0m，冠梁顶标高为485.50m。该 段在桩间设置5排锚索，并在锚索处设置一道混凝土腰梁。典型剖面如下所示：I超塔西侧临地铁6号线支护CD段，因紧临地铁出入口，采用放坡+锚拉桩+ 注浆加固支护。支护桩桩径为1.5m，桩中心距为2.0m，冠梁顶标高为485.00m。 该段在桩间设置 6 排锚索，并在锚索处设置一道混凝土腰梁。上部两道锚索从地 铁支护桩之间穿过。典型剖面如下所示：超塔北侧侧临地铁9号线支护J段，采用预留土台+放坡+网喷支护，放坡比例为1:0.41。典型剖面如下所示：3、地铁安全评估因该基坑紧临两条地铁线，进入地铁保护区范围内，为确

9、保基坑施工不影响地铁正常施工及运营，需请专业单位进行基坑施工对地铁影响的专项安全评估。3. 1对地铁相邻车站及区间的影响分析及风险安全评估根据城市轨道交通结构安全保护技术规范(CJJ/T202-2013)，对地铁 接驳口与地铁的相对关系进行影响等级及施工影响分区进行判定，以6号线C 口 为例，详见下图：通过对本工程勘察、设计文件、地铁施工图及现场调查资料的研究、分类，进行有效风险辨识与分析，最终根据风险分级评估标准进行风险等级的确定中海超高层项目基坑施工对地铁的风险具体见表 7-1：表 7-1 风险源辨识清单及风险分级表序*JtTtrftJti也黄臺静堆Bia 井（近 *ST1.沁榔L-fth

10、m于丙扫匡问聞西，幵协噫为 必佃打摊帙N冏童4、疔护阳dm til 践结陶悅 1 也歿l.iJhlP.MI. titS匡间liF罩揑區朮丼护件业的* fltfciH lx” .刑it耳辩龍弭轴恂卜弧 E 衍rr为亠不掩近-*-ta：w E枱崔IW3An匸忒肚棹十出人口伯ii护找懈度沟 血 乩、比地鹿区间圮卜厚JEiiEm地故 苗枸忡朗按他g 7J1L, C rUKUli T- 锻症扯并jp杆业的Hs.iii:：iWA.明 KW：djA 口蜻梅也冈“人删,憧远 血曲1按辽“ +軽飜辑IX:4费理范栄事刪外瞬业 的口按近3站主停4站肚世丁 rrnm.片陀正呜丹即一加，即挖职叱h Oh 1飞,i 1

11、“ 锢1刪讦廉 惟里乩卄祁It世的“咆取响巨*,用把MunAn 1.蹈飞”讹 鳧血杓度 勺巴脱-+邂罄响 IZ牧接 近4抉军斥B糕垃忡我去疔IKifti.片枪謀度为 &. 2k. U按巫尸号和冲腳E3+虐铁饰 Sft rflrtSftarui.ciiL 忖甫;厅世 于明惟瑚扎外曲什:业的“工北矗响匡“， us吒轨融肉呉弟丁苗的訂诩=wi.接 也界度沟鹫扭近一*9*二 st咛19专生车*J?Mllfll-厅绘徉嗟対 25,剤，嶽需厅艮丛木JRT. R-世铁幻 构世叩把凰扛池寸儿轴.卿丄呵 找鳳垃歼部朴电的柴上函IT ”，明控 呈販 k 站皓內姒&, ftiEss炉rR非常 ftjr卅号趕屈WKM

12、M卜旌Mt壬地他于WfMIX同.上方元换 蜩大两阪|储讯昭忖艸;& 塔嶽12恂世丁眄惟劭 Bl T览换区间 TO-F須42范体外魁作池的*却聊f lx ”.h11 按 JtT .asiKK戡近删根据城市轨道交通结构安全保护技术规范(CJJ-T202-2013) 3.3.1条规定，二级以上风险需作安全评估，本次对靠近地铁侧基坑进行安全评估验算。3 . 2基坑施工对地铁的影响分析(1) 计算模型采用MidasGTS进行计算，计算时假定地层为连续介质，采用六面体模拟实体单元，地铁结构采用板单元模拟，地铁与基坑支护模型如图所示。围岩在开挖过程中考虑其塑性变形，破坏准则采用修正摩尔库伦弹塑性准则，而地铁

13、结构仅考虑其弹性工作，采用线弹性本构关系。根据地质报告提供的参数及工程经验，考虑安全性评估需要，对一定深度范围内岩土类别相近的土体进行了合并，并对土层参数进行综合取值，数值模型中的地层划分及主要力学参数取值按地勘取值(2) 计算结果采用有限元模拟分析各施工工况，1#地块施工过程中，引起地铁6号线车 站结构最大水平位移1.66mmW10mm，最大沉降量为0.22mmW10mm；引起地铁C 出入口最大水平位移为4.82mmW10mm，结构最大竖向位移为1.74mmW10mm；引 起地铁换乘厅最大水平位移为2.87mmW10mm，结构最大竖向位移为 1.96mmW10mm；引起地铁19号线车站最大水

14、平位移为2.06mmW10mm，结构最大 竖向位移为7.47mmW10mm；引起地铁19号线区间最大水平位移为0.22mmW10mm, 最大竖向位移为0.72mmW10mm，引起变形量地铁结构变形满足控制要求。同时，对 1#地块施工过程中地铁结构各部位横断面内力变化进行了分析验算 地铁结构构件在 1#地块施工过程中满足原设计承载力及裂缝限制要求。以地铁C口计算结果为例，开挖至基底，最大水平、竖向位移如下图所示：KSHr43-：-lbl . ?：t ?5Lr 加 i 即摹in工对m冉黑即事审讨靈 惮酱士建豪三农丹隹.理口I利(uwilcud). I iaitM bi融 jMO MiI-. aic

15、ogSi-iiaa4.1 旋挖灌注桩施工本工程旋挖灌注桩桩径lm，桩心距1.8 （2m），采用“隔一打一”跳桩法施 工。根据地质条件，采用干作业旋挖成孔，严格执行“一桩一表、一桩一验、举 牌验收”制度，严格控制桩位偏差，利用垂线法严格控制沉渣厚度（不大于 100mm）、成孔深度（有效桩长）。钢筋笼施工钢筋规格、型号、间距等严格按 图施工，严格控制机械连接质量，利用加劲箍成型法控制钢筋定位准确度，利用 全自动钢筋笼制作机提高钢筋笼加工效率，同时确保螺旋箍间距、质量满足要求 钢筋笼施工尚应结合基坑监测要求，预留好声测管、测斜管等，除做好相应的成 品保护外，应整体考虑多预埋一定比例的监测管，避免后续施工破坏后无法满足 监测设计数量要求。混凝土塌落度应严格控制在180-220mm浇筑应提前准备好商