孫海文
摘 要:地鐵的優(yōu)勢在于快捷、便利、準(zhǔn)時(shí),這是其他交通工具不具備的,地鐵車站由于自身的結(jié)構(gòu)形式及結(jié)構(gòu)上部覆土壓重及上部市政管線埋設(shè)的要求,地鐵車站大多埋深較深。
關(guān)鍵詞:地鐵車站;軟土地區(qū);圍護(hù)結(jié)構(gòu)
DOI:10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.15.096
隨著近年來地鐵項(xiàng)目在全國一二線城市的廣泛開展與應(yīng)用(特別是長三角、珠三角經(jīng)濟(jì)高度發(fā)達(dá)地區(qū))地鐵正在改變一部分人的出行習(xí)慣。地鐵的優(yōu)勢在于快捷、便利、準(zhǔn)時(shí),這是其他交通工具不具備的,也是地鐵得天獨(dú)厚的優(yōu)勢,這種優(yōu)勢在北、上、廣、深等地上交通比較擁堵的城市尤為明顯。
地鐵車站由于自身的結(jié)構(gòu)形式及結(jié)構(gòu)上部覆土壓重及上部市政管線埋設(shè)的要求,地鐵車站大多埋深較深。其中地鐵標(biāo)準(zhǔn)車站埋深較淺在16米左右,屬于深基坑。下面我們就一個(gè)浙江地區(qū)的地鐵車站來淺析軟土地區(qū)地鐵車站圍護(hù)形式的選擇。
1 工程概況及周邊環(huán)境
該車站為地下兩層標(biāo)準(zhǔn)島式車站(站臺(tái)寬度11m),車站設(shè)置于兩條城市主干道的十字交叉口(其中一條正在建設(shè)中)。車站共設(shè)置3組風(fēng)亭、4個(gè)出入口(其中2個(gè)人防出入口)。其中站位東側(cè)為規(guī)劃河道距離1、2、3號(hào)風(fēng)亭5.5~6m,距離A、D出入口9m,西北象限某高層住宅距離B出入口11m,西南象限在建某高層住宅距C出入口16.6m,車站圍護(hù)結(jié)構(gòu)距離某高架橋橋樁15m,車站小里程端有一處混凝土箱涵。
2 工程地質(zhì)及水文地質(zhì)概況
擬建車站頂板覆土3~3.2m,局部抬頂板覆土2.1m。本站涉及土層自上而下為:①a層雜填土, ①2層粘土雜填土, ①3b層淤泥質(zhì)粘土, ②2b層淤泥質(zhì)粘土、③2層粉質(zhì)粘土、④1b層淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土、④2a層粘土、④2b層粉質(zhì)粘土、⑤2層粉質(zhì)粘土。底板位于②2b層淤泥質(zhì)粘土,連續(xù)墻墻趾位于⑤2層粉質(zhì)粘土,臨時(shí)立柱樁進(jìn)入⑧1層粉砂層。
場地內(nèi)地下潛水位埋深約0.5~3.0m,相應(yīng)標(biāo)高為0.79~2.29m,水位受季節(jié)及氣候條件等影響,但動(dòng)態(tài)變化不大,潛水位變幅一般在0.5~1.0m之間。本標(biāo)段沿線路對(duì)工程影響較大的主要承壓水含水層有⑤3c層中砂、⑧1層粉砂及⑧3b層圓礫等, ⑤3c層承壓水測壓水頭標(biāo)高-0.53m,⑧1和⑧3層承壓水測壓水頭標(biāo)高-0.43m。在II類環(huán)境類型影響下:場地孔隙潛水長期浸水條件下對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)微腐蝕性,在干濕交替條件下對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)具微腐蝕性;受地層滲透影響下場地孔隙潛水對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)均具微腐蝕性;淺部的孔隙潛水在長期浸水條件下對(duì)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中的鋼筋均具微腐蝕性,在干濕交替段具微腐蝕性。
3 圍護(hù)形式比選
本車站標(biāo)準(zhǔn)段基坑平均開挖深度約16.5m,埋深較深,車站主體部分不適于采用放坡、重力擋墻、SMW樁、鉆孔咬合樁等圍護(hù)結(jié)構(gòu)。
根據(jù)本工程的環(huán)境條件,水文地質(zhì)條件,鉆孔灌注樁與地下連續(xù)墻相比,雖然工程造價(jià)稍低,但其具有較多缺點(diǎn),具體如下:
(1)其樁間是通過圈梁和圍檁互相連接的,整體性較差,抵抗側(cè)向變形能力也低于地下連續(xù)墻。
(2)本工程圍護(hù)結(jié)構(gòu)深度范圍內(nèi)多為軟塑~流塑狀粘土層、淤泥土層,在軟塑~流塑狀粘土層、淤泥土層中,在鉆進(jìn)過程中極易產(chǎn)生縮孔及坍孔現(xiàn)象,鉆孔樁的成樁質(zhì)量難以保證。
地下連續(xù)墻墻體剛度大,整體性好,具有較好的防滲止水作用,變形也相對(duì)較小,能減少對(duì)周邊環(huán)境的影響。經(jīng)綜合比較,本工程主體部分圍護(hù)結(jié)構(gòu)推薦采用800mm厚連續(xù)墻。
由于車站1、2、3號(hào)風(fēng)亭和A、D出入口緊鄰規(guī)劃河道埋,埋深約10m,考慮減少對(duì)河道影響和滲漏水,采用600mm厚地下連續(xù)墻,其余B/C出入口圍護(hù)結(jié)構(gòu)采用SMW工法樁。
4 基坑支撐形式
在深基坑工程中,支護(hù)結(jié)構(gòu)在基坑開挖過程中能有效地傳遞和平衡作用于圍護(hù)結(jié)構(gòu)上的側(cè)壓力。其支撐類型選擇、道數(shù)、位置、強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性對(duì)于確保基坑的安全,控制圍護(hù)結(jié)構(gòu)變位,保護(hù)周圍環(huán)境至關(guān)重要。
軸向壓桿式支撐系統(tǒng):這種類型的支撐系統(tǒng)是在需要進(jìn)行支撐設(shè)置的圍護(hù)結(jié)構(gòu)墻體間,架設(shè)能提供較高承載力的軸心受力的壓桿構(gòu)件。按采用的材料不同,有鋼管支撐、型鋼支撐、鋼筋混凝土支撐、鋼和鋼筋混凝土組合支撐等種類。按受力形式可以有單跨壓桿式支撐、多跨壓桿式支撐、雙向多跨壓桿式支撐、水平桁架式支撐、水平框架式支撐、大直徑環(huán)梁及邊桁架相結(jié)合的支撐、斜向支撐等類型。
不同材料種類的支撐,在實(shí)踐中都有各自的特點(diǎn)和不足之處。鋼支撐便于安裝和拆除,材料的消耗量?。ㄤ撝蔚闹貜?fù)使用率高),可以施加預(yù)應(yīng)力以合理控制基坑變形,鋼支撐的架設(shè)速度快,有利于縮短工期;鋼筋混凝土支撐的整體剛度好、變形小、安全可靠,但施工制作時(shí)間長于鋼支撐,拆除工作比較繁重,材料的回收利用率低,但由于鋼筋混凝土支撐在現(xiàn)場澆注的可行性和高可靠度,也得到了較廣泛的應(yīng)用。
本站主體部分圍護(hù)結(jié)構(gòu)第一道支撐采用鋼筋混凝土支撐,尺寸800mmX1000mm,支撐水平間距9m布置;其余均采用φ609,t=16mm鋼管支撐,水平布置以每幅連續(xù)墻設(shè)置兩根支撐為基本原則,支撐水平間距3m布置。標(biāo)準(zhǔn)段設(shè)五道支撐,盾構(gòu)井設(shè)六道支撐,均需要設(shè)置一道換撐。附屬部分圍護(hù)結(jié)構(gòu)采用三道φ609,t=16mm鋼管支撐,其中風(fēng)道圍護(hù)結(jié)構(gòu)需要設(shè)置一道換撐。
5 結(jié)語
地鐵圍護(hù)結(jié)構(gòu)的形式是多元化的也是多樣化的,由于受諸多因素的影響,需根據(jù)具體的工程情況進(jìn)行比選,最終選擇的方案一定是最安全、最經(jīng)濟(jì)、最易于實(shí)施的。
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