主体围护结构设计说明1

1、围护结构设计说明1、设计依据及规范1.1设计依据1）合肥南站及铁路配套工程-第二部分 铁路配套工程-高铁站初步设计文件2）相关审查意见及建议3）合肥市轨道交通1号线一期工程高铁站岩土工程勘察报告1.2采用的设计规范及规程：1）地铁设计规范（GB50157-2003）2）地下铁道工程施工及验收规范（GB50299-2003）3）建筑结构荷载规范（GB500092001） 2006年版4）建筑抗震设计规范（GB50011-2001） 2008年版5）建筑地基基础设计规范（GB50007-2002）6）膨胀土地区建筑技术规范（GBJ112-87）7）建筑基坑支护技术规程（JGJ120-99） （GB

2、50108-2001）8）混凝土结构设计规范（GB50010-2002）9）混凝土结构工程施工质量验收规范（GB50204-2002）10）钢结构设计规范（GBJ17-2003）11）钢管混凝土结构设计与施工规程（CECS28:90）12）锚杆喷射混凝土支护技术规范（GB50086-2001）13）铁路隧道设计规范（TB10003-2005、J449-2005）14）铁路工程抗震设计规范（GB50111-2006）15）铁路隧道喷锚构筑法技术规范（TB10108-2002、J159-2002）16）建筑桩基技术规范（JGJ94-2008）17）建筑抗震设防分类标准（GB50223-2008）1

3、8）地下工程防水技术规范（GB50108-2008）19）混凝土结构耐久性设计规范（GB/T50476-2008）20）岩土锚杆（索）技术规程（CECS22:2005）21）地下防水工程质量验收规范GB 50208-200222）地铁杂散电流腐蚀防护技术规程（TCJ49-92）23）合肥市深基坑开挖与支护技术实施细则征求意见稿，2009年5月其他现行国家、当地、行业有关设计规范与规程1.3本设计范围：4号线以北部分1、5号线主体围护结构设计及4号线主体围护结构设计。2、工程概况拟建高铁站是轨道交通1号线、4号线、5号线三线换乘车站，站址位于国铁合肥南站站房北侧下方， 其中地铁4号线沿东西方向穿

4、过国铁合肥南站站区，地铁1、5号线南北方向穿过站房区，位于站房中心线 上，3条轨道交通线呈“T”字换乘。地铁换乘车站与国铁合肥南站主体结构同期建设。车站地处合肥市包河 区，位于包河大道以西、宿松路以东，徽州大道与机场专用线之间，地势西高东低。目前合肥南站周边已 有庐州大道、徽州大道、繁华大道，以及规划的美和路。根据相关规划要求，车站周边建、构筑物将全部拆除，车站影响范围内暂未发现控制性管线。3、工程地质及水文地质条件及评价3.1工程地质场址范围内上覆第四系全新统人工填土 （Q4ml）杂填土（碎石、块石、生活垃圾等）、冲洪积粘土 （Q4al+pl）；上更新统冲积层（Q3al）粘土（膨胀土）；中更

5、新统冲积层（Q2al）粘土；下伏基岩为第三系 粉砂岩。地层岩性分述如下：&】人工杂填土（Q4ml）：由碎砖块、碎砼块、瓷砖碎块、生活垃圾等组成，色杂，松散、干燥稍湿， 分布于场址范围内地表，厚0.52m。粘土（膨胀土）（Q4al+pl）:褐、褐黄夹黑色斑点，硬塑状，有水浸泡下为软塑状，中压缩性，含 少量植物根茎，干强度高，厚15m，层底标高为20.8329.75m。粘土（膨胀土）（Q3al）：棕黄、黄褐、褐黄色，夹黑色斑点，硬塑状，中压缩性，含氧化铁、少量 铁锰结核，干强度高，厚1532m，层底标高为-6.404.58m。粘土（膨胀土）（Q2al）：黄、棕黄色，夹杂灰白、灰色斑块，硬塑状，中压

6、缩性，断面光滑，干强 度高，部分含灰岩质砾石，钙质、泥质胶结，较硬，厚18m，层底标高为-14.70-1.36m。全风化粉砂岩（E）：棕红色，泥质胶结，半成岩作用，中厚层状，岩芯呈短柱状，主要矿物成分 为长石、石英等，敲击易碎，岩质较软，胶结不同，岩质软硬差别明显，钙质胶结，岩芯稍硬。分布于整 个测区地表覆土下部，埋深大于30m。钻探揭示全风化带（W4），厚度010m。2强风化粉砂岩（E）：棕红色，泥质、钙质胶结，半成岩作用，中厚层状，岩芯呈短柱状，可见成 岩结构，主要矿物成分为长石、石英等，敲击易碎，岩质较软，胶结不同，岩质软硬差别明显，钙质胶结， 岩芯稍硬。分布于整个测区地表覆土下部全风化

7、带（W3）以下，厚度大于15m。根据岩土工程勘察规范（GB50021-2001）和建筑地基基础设计规范（GB50007-2002）等的有关规 定，以及本次勘察的各种原位试验统计成果表综合分析，提供各土层地基承载力特征值见表各层土物力力 学指标见下表3-1，基坑设计参数见表3-2：地基十设计h参数建议值表表3-1层次岩土名称状态天然密度p（g/cm3）压缩模量ES（MPa）承载力特征值f, ak（kPa）1人工杂填土稍湿/120膨胀土（粘土）硬塑1.9/120膨胀土（粘土）硬塑1.9210.7220膨胀土（粘土）硬塑1.92102301全风化粉砂岩W2.0/2302强风化粉砂岩W32.2/300

8、地层代号岩性名称直接快菌固结快菌土体与锚 固体极限 摩阻力标 准值qlk （kPa）试验值建议值试验值建议值粘聚力C（kPa）摩擦角P（ ）粘聚力C（kPa）摩擦角P（ ）粘聚力C (kPa)摩擦角P（ ）粘聚力C（kPa）摩擦角P（ ）人工杂 填十108108膨胀土（粘土）13401023421265膨胀土（粘十）13421014451270膨胀土（粘十）4210451270基坑支护设计参数律议值表表3-21.2水文地质合肥地区地下水类型主要有上层滞水、第四系松散岩类孔隙裂隙水、基岩裂隙水。上层带水主要赋存 于人工填筑土层中，水位不连续、变化幅度较大，主要接受大气降雨和地表水体的补给。第四系

9、松散岩类孔隙裂隙水，类型分为潜水、弱承压水。拟建场区内地下水主要为：上层滞水、第四 系孔隙潜水，埋深多在0.51.5m,接受侧向径流补给，水量较丰富，年水位变化幅度约1.03.0m。基岩裂隙水主要赋存于粉砂岩中，具微承压性、水量较小、水位埋深多较基岩面高1.02.0m。拟建区地下水出露高程为24.5029.30m （水位埋深在0.51.5m）间。按岩土工程勘察规范（GB50021-2001）标准判定：地下水、地表水对混凝土结构有弱微腐蚀性， 对钢筋混凝土结构中的钢筋在长期浸水条件下无腐蚀性，在干湿交替条件下有弱腐蚀性，对钢结构具微腐 蚀性。1.3不良地质、特殊岩土评价地勘资料显示场区内无泥石流

10、、崩塌、地裂缝等不良地质现象。特殊岩土为膨胀土，场区分布的、 、层粘土均具有膨胀性，其具有吸水膨胀和失水收缩的变形性能，即使在荷载作用下仍能浸水膨胀，产 生膨胀压力，同时具有胀缩变形的可逆性，在吸水膨胀、失水收缩后，有再吸水再膨胀、再失水再收缩的 特性，在膨胀力及其反复收缩变形条件下，易造成建（构）筑物结构发生变形、开裂。膨胀土具有超固结特性，使土体中存储较高的初始应力。具弱中等膨胀潜势。拟建场地各土层膨胀性指标如下表3-3:十孱膨胀悴指标表表3-3地层、代号岩性名称自由膨胀率6 ef（%）膨胀率6 e50(%)收缩系数A s膨胀力Pe (kPa)（2）膨胀十（粘十）500. 290. 346

11、1膨胀十（粘十）550. 490. 3773膨胀十（粘十）500. 400. 39604、围护结构类型及结构设计1围护结构形式1、5号线标准段围护结构采用&10001500钻孔桩围护结构，局部采用&10001800,竖向设置4道支撑,第一道为钢筋混凝土支撑，第24道为预应力锚索。5号线明挖段围护结构采用&10001500钻孔桩，竖向 设置3道支撑，第一道为钢筋混凝土支撑，第24道为&609, t=16mm钢管支撑。3号风亭竖向设置3道支撑, 第一道为钢筋混凝土支撑，第二、三道为&609, t=16mm钢管支撑。基坑开挖深度表表4-基坑长度（m）标准段基坑（未含外放）宽（m）标准段基坑深（m）端

12、头井基坑深（m）1、5号线标准段16449.216.416.45号线明挖段116.316.125.325.33号风亭103.243.1104.2围护结构设计标准1）车站结构主要构件设计使用年限为100年，安全等级为一级，防火等级为一级。2）车站结构抗震设防烈度为7度，设防分类为丙类，抗震等级为三级。3）车站主体基坑安全等级为一级，变形控制保护等级为一级。地面最大沉0. 10%H；围护结构最大 水平位移0. 15%H,且不大于30mm。4）荷载永久荷载a）结构自重：钢筋混凝土重度Y =25kN/m3ob）土压力：竖向土压力按计算截面以上全部土柱重量考虑；施工阶段为水土合算的主动土压力，水 平土压

13、力采用朗肯土压力理论。可变荷载a）地面超载引起的侧向土压力：基坑开挖回筑工况的地面超载按20kN/m2计算，端头井在盾构使用期 间按30kN/m2计算。b）施工荷载：4kN/m23材料1）混凝土：钻孔桩、压顶梁为C30；混凝土支撑C30。2）钢筋：HPB235钢筋和HRB335钢筋；预埋件为Q235钢。3）焊条：HPB235钢采用E43XX型，HRB335钢采用E50XX型。4）型钢、钢板：Q235钢。5）预应力锚索：1X7股（15.2、fp亍1220N/nw）预应力钢绞线4. 4钻孔灌注桩施工要求1）基坑内国铁站房桩基详图详国铁施工图，本设计图中为示意。2）桩身混凝土强度等级为C30,钢筋：

14、HPB235, HRB335焊条采用E50型。主筋保护层厚度为50mm。3）箍筋采用螺旋式箍筋，与主筋点焊。cp 201500的加劲箍筋应电焊为封闭箍，且与主筋焊接。4）主筋接头采用焊接，主筋接头应间隔错开且间距大于1000mm,在同一连接区段内接头面积不得超 过纵向钢筋总面积的1/2。5）钢筋笼吊放前，应对孔径作测量，确保孔径准确，并作好记录，桩位容许偏差80mm,桩身垂直 度偏差1/200桩长。6）灌注桩钢筋笼定位钢筋（护壁环）间距宜小于3m。7）主筋与箍筋焊成钢筋笼骨架，钢筋笼吊放时应防止变形，放入桩孔后，应采取措施保证其标高和 保护层厚度的准确，并应尽快浇灌混凝土，应连续施工，确保混凝

15、土的强度和密实性。8）钢筋笼在制作、运输、安装过程中应采取措施，防止变形。9）灌注桩孔底沉渣厚度必须 100mm,并应在此基础上尽量减少沉渣厚度，以降低桩基的沉降。10）本图中的钻孔灌注桩施工工艺及要求不详之处应按建筑桩基技术规范（JGJ 94- 2008）中规 定执行。4.5锚索施工工艺及要求：1）钻孔：钻孔直径为150mm。钻孔不得扰动周围地层。钻孔前，根据设计要求，定出孔位，作出标记, 锚索水平方向、垂直方向孔距误差不应大于lOOmmo钻孔孔深不应小于设计尺寸，也不宜大于设计长度的 500mm,钻孔轴线偏斜率不应大于锚索长度的2%,向钻孔中安放锚索前，应将孔内土屑清洗干净。如遇易塌 孔地

16、层，采用带护壁套管钻进。2）锚索的组装：锚索选用低松弛预应力钢铉线，每根锚索由4 （3）束（pl5.2钢铉线组成。钢铉线应 严格按设计尺寸下料，每股长度误差不大于50mm。将自由段与锚固段分别作出标记，在锚固段范围内的锚 索每隔Im穿一个架线环，两架线环之间扎一道箍筋环。自由段的钢铉线应放入塑料管内并涂黄油，在锚固 端头部安好导向帽后，平顺放好待用。3）锚索的安放：锚索放入钻孔之前，需确认锚索与孔位一致，将注浆管与锚索绑在一起一同放入钻 孔中，注浆管底口距孔底宜为3050cm；注浆管1底口用黑胶布封住，注浆管2底口封堵严密，锚固段做成 花管（孔眼!6!8,间距0.5m）孔眼用黑胶布封口。杆体放

17、入角度与钻孔角度保持一致，放送用力要均匀， 不要左右摇摆，检查止浆密封装置定位是否准确，损坏者必须更换，经常检查排气管是否畅通。4）注浆：锚索安设后，用注浆管1进行一次常压注浆，注浆材料采用水泥砂浆（灰砂比为1： 0.5-1：1）或水泥浆（水灰比为0.450.50）。待一次注浆体初凝，浆体强度达IIJ5. OMPa后，即可用注浆管2进行 二次高压注浆，注浆材料采用纯水泥浆（水灰比为0.450.50）。二次注浆时间可根据注浆工艺通过试验 确定。为了提高浆体的早期强度，可加入适量的早强剂。锚固段注浆采用孔底返浆法，将注浆管插入到距 孔底3050cm处，用压浆机将水泥（砂）浆通入注浆管注入孔底，水泥

18、（砂）浆从钻孔底口向外依次充满 并将孔内空气压出，而水泥浆则由孔眼处挤出并冲破第一次注浆体。浆体强度M不应低于20MPa, 28d不应 低于3 OMPa o5）锚索张拉前，在钻孔灌注桩桩身设计高程处安设支撑钢支架，将格构式工字钢腰梁安放在钢支架 及锚索自由端（应保证锚索自由端不受力），并将腰梁与桩身紧贴，无法密贴处，应用C20细石混凝土填 充，将钢垫块固定于工字钢腰梁上，并保证钢垫块的上表面与锚索垂直。6）张拉锚索：当锚固体强度大于15. OMPa后，方可进行张拉。锚索张拉前，应对张拉设备进行标定。 正式张拉前，应取设计值的0.10.2倍，预张拉12次，使其各部分接触紧密，锚索杆体完全平直。锚

19、索 张拉应按一定程序进行，张拉顺序应考虑邻近锚索的相互影响。对于钢铉线的松弛、地层的徐变等因素造 成的预应力损失，在张拉后可进行补张拉，然后锁定。7）施工注意事项：钢铉线应无损伤，并应调直、除锈，同一孔的钢铉线必须等长，切断后的钢铉线两端应用铁丝捆 扎牢固。钢铉线的选择试验（选择试验、验收试验），质量的要求以及锚索的张拉等，应严格按有关规范、 规程进行，禁止盲目操作，以免发生危险。锚孔内的水泥浆应有足够的养护时间，在养护期内不得移动锚索。锚索施工完后，外露锚头应用沥青涂封。设计与现场实际情况有出入时，经设计单位同意后，可酌情调整。8）本图中的锚索施工工艺及要求不详之处应按岩土锚杆（索）技术规程

20、（CECS22： 2005）中规定执行。4. 6基坑开挖1）在基坑周边设置安全防护栏。2）在开挖过程中如采用机械挖掘施工，在开挖至最终基坑垫层标高以上300mm时，应进行基坑验收， 然后采用人工挖除剩余地层，严禁超挖。3）开挖到设计标高后应及时施做桩基承台、垫层，浇筑主体结构。4）土方开挖前，施工单位应根据围护结构设计方案编制详细的土方开挖施工组织设计，挖土机械的 通道布置，挖土顺序，土方驳运以及材料的堆放须以避免引起对围护结构的不利影响为原则。土方开挖时， 弃土堆放应远离基坑顶边线距离基坑深度）m以外。5）当施工期较长时，开挖边坡时宜及时采用边坡保护措施。4.7基坑回填1）回填土随顶板防水层

21、施工完成后立即施作，材料宜用粘土、粉土或砂土，不得含有垃圾、腐殖物 等杂质。2）填土应分层夯实，每层厚度为250300mm。填土密实度应满足路面下600mm内不小于0.95, 600mm 以下不小于0. 93；对于作为铁路路基填方的，尚应符合相关规范的规定。3）结构两侧需要回填土方的，应在两侧同时回填。8排水系统1）边坡顶部设置截水沟，护坡处应适当高于外地面；地表裂缝处应予封堵，注意排走地势凹处的集 水，防止地表水流入基坑内和冲刷边坡。坑外设置不窄于2m的散水宽度。2）喷射混凝土面层中设置泄水管，排除面层中的积水。3）坡脚设置排水沟，及时排除渗水。4）坑内集水井的设置依据施工分段及水量大小妥善

22、确定，如在雨季施工必须准备足够的抽水设备， 做到雨季能及时排除。钢筋及新浇混凝土不得浸泡于积水中。5、环境监测及保护周边环境的稳定与否直接关系到工程的成败，而现场监控量测则是环境控制的重要手段。现场监控量 测作为信息化施工的重要组成部分，不仅可监视分析围岩、支护及周围环境的安全稳定性，保证施工安全 及环境稳定，还可判断支护设计及施工方法是否合理，确认和修正设计参数，从而提高经济效益。因此， 施工过程中建立全面、严密的监测体系是完全必要的，通过及时的监测信息反馈指导施工，不仅可保证结 构自身的安全稳定，还可对周边环境影响进行有效控制，减少施工对周边建（构）筑物、路面及管线等周 围环境的影响，从而有效地将施工控制在安全范围之内。1施工监测要求1）为确保监测数据的可靠性，应有专业单位承担监测工作。2）监测项目的测点布置、观测频率应符合相关规范的技术要求。3）为确保工程与周围建筑物及地下管线的安全，应通过施工监测及时反馈数据，以实现信息化施工,做到随时预报，及时处理，防患于未然。4）施工单位应根据工程情况编制监测方案。5）在基坑开挖和主体结构施工过程中，若监测发现超过允许值或出现异常情况，应立即停止施工， 并通知有关人员现场研究处理。6）本站基坑开挖深度大，工程地质地质复杂，不安