砂土复杂地质条件下地铁站基坑围护结构方案优化

砂土复杂地质条件下地铁站基坑围护结构方案的优化摘要：地铁车站基坑围护结构承担着基坑支护、止水等不可或缺的重要地位，因此围护结构方案具有十分特殊的意思，方案的优劣程度直接影响着施工的进度、成本、安全、质量甚至影响整个车站能否成功运营。本文以广州地铁X号线北延段12标xx车站为例，就砂土复杂地质条件下，基坑围护结构方案的优化作一个比较直观的分析。关键词：砂土围护结构支护优化前言：随着国家经济、科技的发展，城市地下轨道技术不断成熟，各种型式的地铁车站在大量涌现。围护结构工程无疑是保证车站基坑顺利实施开挖的关键。基坑开挖是一个土体应力的释放过程，此过程打破了原有地层的应力平衡体系，扰动后的土体进步流变和固结，基坑支护结构在坑内外土体的不平衡压力作用下向坑内移动。因此围护结构方案应考虑土方开挖和开挖方式、顺序对支护结构系统变形的影响。由此推之，阐明和发展基坑围护结构工程的理论，改进和优化深围护体系设计的思路和施工开挖的工艺，加深基坑系统工程的研究和认识是十分必要的。一、简述依据理论分析和施工经验，基坑围护体系失效一般主要有三个方面原因造成：一是因为内在设计不合理因素导致支护体系失稳（如整体稳定、抗倾覆、抗隆起安全性小，支护结构强度、刚度不足破坏等）而引起基坑失稳；二是因为外界环境变化（如雷雨天气、超载、水渗入）引发基坑失稳；三是因为施工因素（如支护结构施工质量达不到设计要求、挖土不合理、挖土扰动支护结构等）引发的基坑失稳。据上述原因分析，基坑围护结构体系的选择主要依据于基坑工程要求（平面尺寸和深度）、场地工程地质条件和水文条件，以及场地周遍环境条件等资料，通过上述资料对影响基坑围护体系安全的主要矛盾进行量化分析，据此进行方案合理性选择和结构稳定性的理论计算分析，并参考地区性经验判断，最终确定基坑围护体系类型。二、工程实例广州市轨道交通X号线北延段12标段【X站】，位于广州市XX机场高速公路附近、白云区积阴庄凤和村一队东侧的花圃园地，途经盆景种植园和两处鱼塘。X站是X号线北延段的第x座车站，为地下站，设站后折返线和停车线，全长484.2m。基坑位置目前为农田、荒地及花圃，地形较平坦，地面高程为15.4米左右。地表地质多为杂填土和素填土，部分地段地表为耕植土。在地貌单元为盆地冲积平原。三、原围护方案3．1原基坑围护方案原招标设计方案的围护结构工程采用φ800钻孔桩结合内支撑支护组合结构体系，基坑安全等级二级，围护桩嵌固深度6.5(5.5)m。支撑体系采用Φ600、壁厚14mm钢管支撑，对基坑采用二道钢管支撑支护加固，钢管支撑间距4m。钢围檩采用2根45C工字型钢组合而成。钻孔桩间采用φ550的双重旋喷桩止水。3．2地质及周边环境调查前面已经叙述过围护结构的选择主要取决于基坑深度，地质及周边环境三个方面的因素。中标进场后，项目部即对周边的施工环境进行了调查，发现X站附近地质比较复杂，局部有砂层，车站的南北两端还存在溶洞风险，施工难度较大，工期保证易受影响。其次，由于X号线北延段是亚运会配套工程，总关门工期已经卡死，也造成了X站总体工期紧张。此外，X站所处位置比较偏僻，前期供电可能无法保障，工期也可能因此而受到延误。飘但同时忌，防X欠站基坑所壮处位置场割地开阔，厅深度较浅腿（寇约扭1刊0米米），距西最近的建猪筑物通（芝3调B系）月138寒m抽，距机场印高晋速恨92废m垂。当即辣3亦倍基坑深口度范围内热没有重要画的建构筑唯物和重要氏管线、周鱼边环境对评基坑的沉宣降、变形谦不敏感。区3隙．躁3饱优化设想影基坑开挖刃的影响范通围取决于达开挖的平惜面形状、狗开挖深度重和土质条会件以及临悲近地下建喜筑物等因赤素。陈综合考虑叠了沙X钉站的利弊贤因素影响言，在保证叛安全及质榨量的前提家下，对原俱招标设计性方案进行壮了优化，定具体方案值如下：槐车站主体矮部分基坑哪（箭YCK-娘25-7起27.8尝00昨～宏YCK-堆25-9棚69.7暖00婶），护长本241.愚9北m四，由于砂武层较厚，敞地质条件准复杂，因骆此仍然沿辞用原招标明设计方案茶，采用排困桩妈+裤内支撑支管护方案。劣即车站主库体部分基事坑围护结转构方案不许变。鹿折返线部闯分基求坑顿(棕YCK-断25-9离69.7堵00低～摄YDK-捕26-2鉴12.0棋00凶)丙，棉长泡242.铅3率m尽，砂层厚设度浅，而播且中间部猜分（屿YDK-夏26-锄085蝶.000棋～冠YDK-芦26-障135惜.000茄）戚约三50鄙m缸范围没有捆砂层。其脏次，考虑侍到现场具草备放坡场肆地毙、怒3冒倍基坑深细度范围内叮没有重要愤的建构筑治物和重要庆管线。另役外，放坡箱方案工期毫短，而且这所需费用处较原方案鹿降户低盒15合%宗。因此，奴折返线部白分拟采用浇水泥搅拌蒜桩油+斤放坡方案陆。撑四、优化刻后的方案饿4水．忆1避方案说明榜①霉、在砂层喂分布范围眯内的坡顶伪设置双排开搅拌留桩秃(悄Φ烘500@装350拉)窜止水，隔迎断基坑内置外地下水胶的连通。里②巨、为防止食坡面涌水舟涌砂，保挠证坡面的刚稳定，对使坡面处于姥砂层的范祸围内采用困搅拌赏桩坏(祖Φ慕500@爆800X井80攻0贞梅花型布榆置糊)斗对边坡砂次层进行处研理。窗③旺、放坡坡尤度精按细1泻：逼1.鸣2院考虑，分悲两级进行皆放坡，坡跟高控制乞在赖5帮m这左右，为泳防止基坑屡边坡坡面针的砂土塌案落和遭雨卸水冲刷，揭开挖面网甘喷混凝土三面赌层峡100m哈m棋。坡顶设命置排水沟烂，隔断地组表水灌入绿基坑；坡议脚设置排贪水沟，将开土体中的秧渗水及时木排出。渐④湿、采用放州坡方案后财，桩顶压俊顶梁抗浮橡不能实施金，考虑到阿抗拔桩造娃价高、施橡工工期也绵较长，拟纵采用在底艰板设置抗伪浮趾板的念措施，利耗用回填土每的压重解训决抗浮问弹题。杠4货．乒2庄方案分析凑4鼻．犁2薯．碗1方放坡计算右（见颤图井4-1赞效基坑放坡社简图）矛图五4-1序耀基坑放坡娇简图稿----跪----金----教----冰----判----闪----呀----传----闷----泡----朵----钥----聚----舞----旷----姨----上--尖[油基本信息赚]命----妖----协----哨----肌----颂----锋----塞----秀----撤----抛----荣----配----框----央----累----励----奏--启规范与规冒程铁《建筑基肆坑支护技率术规程》撞JGJ片120丹-99冈基坑等级渴二级齐基坑侧壁礼重要性系筐数关γ颠0岸1.00母基坑深度泡H(m)顽10.3久17乳放坡级数朋2仓超载个数忆1表----起----嘴----倾----畅----冈----继----肯----吴----浓----控----款----锅----模----崭----租----铸----则--苗[窝放坡信息济]顶----盒----烂----哭----裁----恭----起----吩----号----上----浪----启----枣----滥----杯----守----袋----漠--懂坡号追台宽挪(乐m)虏坡高突(桐m)辰坡度系数塑1帜2.00乖0枣4.00搞0峡1.50盖0批2扮1.00谣0惜6.31某7去1.20项0叹----帐----风----面----较----沙----晃----涂----宅----诱----坊----邻----零----抚----凤----意----担----滨--已[佩超载信息刷]盆----隔----珍----施----饿----蹲----粥----拴----弓----桥----标----必----饥----件----洒----巨----削----耍--佛超载累类型误超载值垄作用深度同作用宽度录距坑边距过形式蹲长度宿序号丙(爆kPa,吨kN/m四)快(魂m)云(轮m)咱(适m)沃(庸m)拴1拆20.0渠00马---冤---留---遇---盘---絮----玻----妖----轮----写----奖----疯----炸----讨----流----晶----沫----工----汉----暑----继----正----抽--丹[疫土层信息赖]钓----剥----枪----纱----汁----恭----法----秧----谱----稼----牢----谋----扶----名----篇----堪----伤----提--后土层数漫4笑坑内加固即土滔否辰内侧水位影深度着(曾m)疑10.8庙17言外侧水位笑深度粱(礼m)垄0.22特0凯[芒土层参数历]鲜----曾----摘----群----眉----栋----招----捎----娱----阵----职----顺----枪----侮----未----箩----士----垫--谁层号皱土类名称蜡层厚竿重度访浮重度踏粘聚力希内摩擦角睁粘聚力葵内摩擦角艘(循m)界(幸kN/m声3)龟(范kN/m雁3)吸(索kPa)创(径度撑)饰水下陡(乡kPa)爱水下陡(句度惑)念1痛杂填土皆0.88圈18.9陵8.9干5.00露8.00芬26.0盟0澡13.0薄0互2嘉粘性土动1.50久18.8握8.8嘉30.8馆0贞20.6遭0脑30.8揉0芝20.6历0宰3摩细砂贷8.20积19.3侍9.3泪30.8兰0笼20.6蓬0底30.8北0贷20.6翻0狠4浩强风化岩胃6.90殖22.3柳12.3透60.0斤0慕28.0舟0乌60.0战0散28.0勺0拥----培----饱----滋----哗----搭----潜----长----才----熄----召----蔑----自----菠----律----递----紫---通[煌整体稳定愉验算优]慌----惯----蓬----趴----两----帮----愉----弦----炕----眉----老----且----仇----希----替----恩----私----睬--骆天然放坡槽计算条件凡：偷计算方法查：瑞典条茅分法庸应力状态设：总应力线法腐基坑底面龙以下的截液止计算深芳度插:0.瘦00m塑基坑底面貌以下滑裂溪面搜索步饲长酸:5.我00m高条分法中草的土条宽筒度中:0.暖40m父天然放坡僚计算结果冠：宴道号照整体稳定刘半径注圆心坐标摸圆心坐标宿安全系数遗R(m)勿Xc(m画)盾Yc(m晚)肿1考1000泰0000地000.侵000滑0.00规0也0.00衔0均0.00状0兵2虏3.12政9索5.03表6黎12.9性87修13.9渗31挣3较3.10哭0洒6.43政6妨11.9掩42旁14.2扭83访4厘2.62乒8融9.16趟5影11.0单03风15.4酿72父5饿1.72紧1镰20.1择46赵2.38侮8商20.0值98心6似1.76洋0爬18.7肺51戒3.12迟3棵18.4引89撑4童．者2起．馋2榜计算结果晓分析腊基坑最大嘱水平变由形抹16.8充7群mm非，小涌于抵50些mm吐及努0.4%龙H林（矮47m跑m恒），满足加要求。涌放坡结构缩整体稳定卫、坑底抗夸隆起验算吃，均满足追稳定安全色系数的要舒求。水泥锯搅拌梁桩榴+达放坡方案赛可行。女4顾．金2贞．瞧3围方案优劣弦分析汉通过车站杏基坑配线扇区间的围沾护结构方朽案优化，肌明显的降箩低了工期曾压力，同距时放坡方篮案也使设流备的用电购量大大降巨低，前期菌施工得到舍保障，削婆弱了不利碰因素的影温响，充分忘的利用楼了夫X寻站现有场膨地开阔，朽周边环境厘对基坑沉愈降、变形顽不敏感等释实际有利殊因素。长五、结束酿语算基坑工程态是一个复妻杂的系统鲁工程，而半围护方案仗关系整个渔基坑施工厘的命脉，计因此对围骑护结构的庙优化应着数眼于项目维全局，综纲合考虑多值方面的利彩弊因素。联在施工过影程中应加姨强超前预斤防，分派墙专人负责占对开挖坡