地铁车站基坑支护设计

1、四川建材）年第期施工技术【文章编号】：（）地铁车站基坑支护设计罗坚（广州市地下铁道设计研究院）【摘要】：本文主要介绍了地铁车站的基坑工程，对基坑的特点支护形式的选择与支撑轴力的计算进行了深入分析。（）本站基坑长为，最宽处为，标准段处【关键词】：深基坑；支护设计；稳定性为，深度为一，盾构井处深，最【中图分类号】：【文献标识码】：宽处围护支撑中间直加临时立柱以增加支撑刚度。（）工程地质条件差。该地区属于典型的软弱土层地工程概况，区，开挖深度范围内多为粉土、粉砂、粘质粉土及淤泥质工程地质概况粉质黏土。粉土层在动水压力下易产生流砂、管涌等现象，根据勘探和室内土工试验测试成果，本站地基土按成淤泥质黏土呈

2、流塑状，具高压缩、高灵敏度，有明显的触因类型及物理力学指标的差异可划分为个工程地质层，变、流变特性，在动力作用下极易造成土体结构破坏，使其中大层细分为个亚层，各岩土层按由上至下、由新土体强度降低。至老的顺序分别为：素填土，砂质粉土，砂质粉（）主体结构工程量大，施工时间长，因此基坑暴露土，：砂质粉土，粉砂夹砂质粉土，。砂质粉土，。时间长，必须有合理的支护支撑结构才能确保基坑长期稳粘质粉土夹淤泥质粉质黏土，：淤泥质黏土以及：粉质定。黏土。车站底板位于，粉砂夹砂质粉土、。砂质粉土层。（）站位北靠河渠，南靠住宅小区，周边场地环境相本场地土类型为中软场地土，结合覆盖层厚度，判定该工对较为复杂，对基坑结构

3、安全及变形控制要求严格。程场地属类。土石可挖性分级为一级。场区的地下水，支护形式的选择主要有浅部粉（砂）性土层（层，中的浅水和局部的砂本工程所处地层为饱和含水软土地层，土层强度低，土层蚴的弱承压水，浅水位埋深一般在一之地下水位高，基坑深度深，要求基坑围护结构既要有较大间。深部承压水位于场地局部分布的蚴中砂层中，分布深的刚度，又能承受水土压力并有较理想的止水能力。可采度为以下，为弱承压水。浅水位和承压水位随季节、用的围护结构形式有钻孔灌注桩加止水帷幕、咬合桩、地气候等因素而有所变化。下连续墙等，其经济、技术比较见表。衰围护结构比较地下连续墙钻孔灌注桩搅拌桩隔水帷幕钻孔咬合灌注桩地层适用性适用谨慎

4、采用谨慎采用围护结构刚度大、强度高、变形小。基坑施工对邻近建筑与地下管线影响小，围护结构刚度较大、变形较小，围护结构刚度较大、变形较围护结构效果可在狭窄场地条件施工，与原有建筑物基坑施工对邻近建筑与地下管小，成孔垂直精度高基坑施线影响较小工对邻近建筑与地下管线影响距离最小可达左右较小防水效果施工工艺成熟，防水效果较好桩间止水帷幕，防水效果稍差桩间咬合，防水效果较好可为单层结构，亦可与内衬墙组成复合桩与内部结构共同承受水土压与永久结构结合情况桩与内部结构共同承受水土压结构或重合结构共同受力力力本地区适用深度适用基坑深度较大适用基坑深度较大基坑深度不宜大于施工时振动小，噪声低，对附近交通影施工时产

5、生泥浆和噪音对环境套管护壁，干孔作业无泥浆、施工对环境的影响响小。因产生施工泥浆，对环境造成一造成一定的污染；套筒钻孔桩无振动、噪音小。对环境影响定的污染。对环境影响较小较小、占用地下空间面积小大较大施工速度在土层中施工进度快一般一般施工工艺与难度机械化程度高，工艺成熟，施工难度小工艺成熟，施工难度小属新工艺，施工精度要求高围护结构工程造价较高较低高比较结果采用不采用不采用车站标准段基坑深度，而地下水位埋深仅对止水帷幕施工要求高。钻孔咬合桩属新技术、新工艺和左右。由于钻孔桩本身防水性能差，桩间需要旋喷桩新工法，施工精度要求高，对混凝土配合比要求较高，且或搅拌桩止水，采用跳桩施工时，施工质量不易

6、保证，桩需要专门的施工机具；施工工艺较复杂；同时咬合桩一般间易渗水。本站地下水位高，根据该地区的地质条件看，只适用于以内基坑，受国内施工设备的影响，基坑深施工技术度大于以上时，造价相应提高。地下连续墙刚度大，对控制地表沉降与周边建筑管线变形有利；可为单层结构，亦可与内衬墙组成叠合结构或重合结构共同受力。地下连续墙施工工艺成熟，施工难度小，防水效果好，并且适用于较大的基坑深度；其施工工期比钻孔灌注桩加止水帷幕法减少，能有效控制工期。因此，本站选用地下连续墙为围护结构。标准段围护结构采用厚地下连续墙，端头井段采用厚地下连续墙，幅宽最大为。支撑采用，（）钢管内支撑方案，共设置了道支撑和一道换撑，支撑

7、水平间距一般为。第一、二道支撑壁厚，其余支撑及端头井基坑支撑均壁厚为。四川建材）年第期舻硒石丽酃。，一，各参数的取值如下：稳定系数西、；等效弯矩系数阮截面影响系数田；整体稳定系数九经计算，弯矩作用平面外支撑最大应力矿，满足稳定性要求。（）弯矩作用平面内的稳定性端头井基坑弯矩作用平端头井基坑面内的支撑各参数为：计算构件段内最大弯矩。髫“；毛截面面积；塑性系数耵；稳定系数批；截面模量彤×。经计算，弯矩作用平面内支撑最大应力盯，不满足稳定性要求。支撑轴力计算地下墙围护结构的内力分析，考虑沿车站纵向取单位长度按弹性地基梁理论，并联按基坑开挖、支撑架设、回筑内部结构及拆除支撑的施工过程和完成后

8、的使用阶段等工况进行内力计算。支护结构截面设计按内力包络图控制，支撑轴力取各阶段计算的最大值。围护结构开挖阶段计算时，必须计入结构的先期位移值以及支撑的变形，按“先变形，后支撑”的原则进行结构分析。计算工况一：标准段基坑。墙厚，基坑开挖宽度，基坑深度，连续墙嵌固深度，支撑间距，地面超载。（）弯矩作用平面外的稳定性经计算，弯矩作用平面外钢支撑最大计算应力为：盯。满足稳定性要求。支撑不稳定处理措施由上述可知：标准段基坑支撑稳定性满足要求；端头井基坑弯矩作用平面外稳定性满足要求，弯矩作用平面内稳定性不满足要求。因此，设计采用设置临时立柱桩措施，通过增加中间支撑点，减小支撑跨度，以达到满足支撑稳定性要

9、求。根据以上分析，只需验算弯矩作用平面内稳定性即可。此时，支撑为双跨结构，最大弯矩：；，计算工况二：端头井基坑。墙厚，基坑开挖宽度，基坑深度，连续墙嵌固深度，支撑间距，地面超载表位置第一道标准段基坑端头井基坑。则戈。根据钢结构设计规范附录，则，。根据计算，本站基坑各道支撑的设计轴力见表。基坑各支撑设计轴力包络值支撑道数第二道经计算，弯矩作用平面内支撑最大应力矿厂，满足稳定性要求。第三道第四道换撑结论与建议（）根据计算，在该地区粉砂、粉土及淤泥质粉质黏根据表分析可知，标准段基坑支撑长度为，最大支撑轴力在第三道支撑处为；端头井基坑支撑长度为，最大支撑轴力在第三道支撑处为。因此，支撑稳定性分析均围绕

10、这两道支撑展开。土等软弱地层，对应表中标准段和端头井段最大支撑轴方时，本文中所选用的支撑截面参数及立柱措施是合理的，支撑体系是有效的、安全的。（）基坑工程中，支撑计算模型的建立应综合考虑计算长度、构件与支护结构的连接及施工过程中其它因素（如施工活载、日常监测等）对支撑稳定性的影响，因此，支撑计算是较为复杂的，不能简单地按实腹式轴心受力构支撑稳定性分析标准段基坑单向压弯构件的整体失稳分为弯矩作用平面内和弯矩作用平面外两种情况分别计算。弯矩作用平面内的稳定性支撑主要发生弯曲失稳，其计算公式为，件考虑。（）由上述分析可知，增大值可提高支撑杆件的稳定性。另外，当杆件在各纵向平面内的约束情况相同时，应采

11、用使各个方向的惯性矩相同的截面，如圆形截面和方形截面。当压杆在两个主惯性平面内的约束情况不相同时，应采用两个方向惯性矩不同的截面，如矩形截面和工字形截面等，以与相应的约束情况配合，从而保证两个主惯性平面内的柔度相同。（）在其它条件相同情况下，采取增加中间支撑（临时立柱）能有效减小杆件长度，可以降低其柔度，从而提高稳定性。此外，在结构允许的情况下，将压杆转换成拉杆，可从根本上消除稳定性问题（如外拉式支撑体系）。：旷而而盯可河而副。、。，各参数的取值如下：计算构件内最大弯矩；毛截面面积；稳定系数咖，；等效弯矩系数卢。，；欧拉力。经计算，弯矩作用平面内支撑最大应力盯，满足稳定性要求。弯矩作用平面外的

12、稳定性支撑主要发生弯曲扭转失稳，其计算公式为地铁车站基坑支护设计作者：作者单位：刊名：英文刊名：年，卷(期)：被引用次数：罗坚广州市地下铁道设计研究院四川建材SICHUAN BUILDING MATERIALS2008，34(4)0次相似文献(10条)1.期刊论文 刘辉.蔡美峰.朱彦鹏.LIU Hui.CAI Meifeng.ZHU Yanpeng 基于FLAC2D的深基坑支护设计数值分析 -四川建筑科学研究2008,34(2)在某深基坑的支护设计中,采用卸荷平台及锚杆加土钉的混合支护方法对该基坑进行了成功的支护;并通过利用FLAC2D程序对其支护设计的合理性、可靠性和具体的支护效果进行数值计

13、算模拟验证分析,得出了该方法在深基坑支护设计应用中具有实用性、可靠性和经济性的价值,值得实际设计应用和借鉴.2.期刊论文 吴宇飞 岩土工程中的深基坑支护设计问题探讨 -黑龙江科技信息2009,""(28)结合工作实践,阐述了基坑支护的重要性,并对深基坑支护设计存在的问题进行了分析.3.学位论文 曹雪山 高层建筑深基坑稳定性数值分析与支护设计 1997该文首先根据罗国煜教授的两类环境问题的基本思想,提出了评价高层建筑深基坑稳定性的综合方法,认为深基坑稳定性问题可归纳为地基稳定性与支护设计稳定性两个子问题,并以南京市为例,根据南京市工程地质条件将深基坑分为阶地硬土区深基坑和河漫

14、滩、古湖泊等软土区深基坑两大类.4.期刊论文 黄定江.HUANG Ding-jiang 合肥工业大学排水泵站深基坑支护设计及体会 -山西建筑2009,35(10) 以合肥工业大学排水泵站深基坑工程为例,介绍了深基坑支护设计方案,总结了深基坑支护设计的经验和体会,指出基坑支护形式应根据地质条件、周边环境的要求及不同支护形式的特点、造价等综合确定.5.期刊论文 叶继权.吕善国.李俊才.YE Ji-quan.LV Shan-guo.LI Jun-cai 某扩建工程深基坑支护设计与监测 -建筑科学2010,26(5)南京某扩建工程深基坑面积虽小,但基坑平面形状不规则、开挖深度较深,达10.5m,且场地

15、土质差,地下水丰富.基坑两边与原地下室相连,另两边紧贴马路,且西侧距南京地铁一号线新模范马路站较近,周边环境复杂,对变形控制要求高,基坑支护设计与施工难度大.6.期刊论文 邓子胜.DENG Zi-sheng 深基坑支护设计理论与方法研究进展 -五邑大学学报（自然科学版）2005,19(4)将目前国内外深基坑支护设计理论与方法总结为极限平衡法、土抗力法和有限元分析法三类,对它们的特点和存在的问题进行了深入分析,并概述了深基坑稳定性和变形验算的基本方法,进而提出了若干拟重视的研究课题.7.学位论文 何敏 深基坑支护设计及稳定性数值模拟分析以贵阳市某深基坑工程为例 2008基坑工程是集岩土工程和结构

16、工程等多学科于一体的系统工程，综合性强，影响因素多。在基坑开挖过程中，除了要保证基坑自身的稳定性，使坑内外的各种工程顺利施工外，还要保证相邻建筑物和地下管线等设施的安全，因此研究深基坑开挖后的变形及土体与支护结构稳定性成了至关重要的问题。目前深基坑支护设计的理论还不完善，实际工程中有时为了安全性，不得不加大投资，造成不必要的浪费；另一方面有时为了片面追求经济性，降低了基坑的稳定性和变形方面的控制要求，而造成工程事故及经济损失。针对上述问题，本文通过理正深基坑软件的设计计算和数值模拟分析研究综合应用，分析传统设计计算中的不足，通过数值模拟分析研究，为设计提出参考并作验证分析。本文以贵阳影视城及商

17、办综合楼深基坑工程为例，努力探索国外著名岩土软件FLAC3D和国内理正深基坑设计软件二者优点的结合在基坑支护中的应用。首先采用FLAC软件对基坑开挖未支护状态进行模拟，从而找出基坑开挖过程受力薄弱部位，针对薄弱部位，选用土钉墙支护方式，对其进行理正支护设计；再用FLAC软件对该基坑分步开挖与支护的全过程进行模拟，利用模拟结果分析了基坑边坡土体位移分布、应力分布的变化规律，并对支护结构的内力进行了分析；最后采用强度折减法对基坑开挖和支护的稳定性进行了评价。通过FLAC模拟分析，得出该支护设计在基坑开挖施工过程均满足要求，既验证了理正支护设计的合理有效，并可为工程设计与施工提供参考。说明了二者结合

18、应用在深基坑支护中具有较强的实践意义。8.会议论文 雷斌 深圳锦绣中华凤凰广场舞台16m深基坑支护设计与施工实践 2003本文结合工程实践,阐述了深基坑支护方式、施工总体安排、各工序施工要点及体会.9.期刊论文 武亚军.栾茂田.任汉锋 深基坑支护设计增量法的理论分析及其应用 -工业建筑2004,34(9)增量法是目前高层建筑深基坑工程中面向过程设计的常用方法,但是对此,目前尚缺乏比较全面的分析和理论上的严密论证.为此在理论上阐述了它与针对结果的设计方法不同的数学与力学实质,并分析了其对工程设计的影响.最后结合具体算例分析,进一步论述了增量法的合理性与科学性.10.期刊论文 李军.孙昌玲.李剑.LI Ju