【《软土地区邻近地铁隧道基坑工程实例分析》4400字】

I软土地区邻近地铁隧道基坑工程实例分析目录TOC\o"1-3"\h\u10414软土地区邻近地铁隧道基坑工程实例分析 1222331.1工程概述 1141651.1.1工程简介 12811.1.2工程地质与水文地质条件 375711.2设计依据与原则 6267511.2.1设计依据 6157781.2.2设计原则 660731.3基坑定级 6192981.1.1安全等级 6162071.1.2环境保护等级 6309111.3支护设计选型 717801.1.1基坑的特点 7323091.1.2支护方案的选择 7323881.1.3关键技术对策 81.1工程概述1.1.1工程简介紫鑫中华广场位于河西中部奥体与中央商贸区的交汇处，紧邻奥体中心和河西新城中心区，与奥林匹克体育公园和奥体主场馆正对，相距地铁出口1000米，西面相依滨江风光带。紫鑫中华广场三期由主楼和裙房组成，主楼为4栋框架-剪力墙结构高层公寓，裙房为3栋框架结构多层综合商业楼。总用地面积约34921.5m2，总建筑面积约31.34万m2，其中地上总建筑面积约22.94万m2，地下总建筑面积约8.40万m2，裙房商业面积6.38万m2。规划总平面如图3-1所示），设3层地下室，基坑开挖深度14.6~15.6m，基坑周长约777m，基坑面积约25252m2。工程建设信息详见表3-1。项目内容项目名称紫鑫中华广场三期工程工程地址建邺区梦都大街与江东中路交汇处西北隅建筑面积（m2）地下室塔楼（1/2/3/4）裙楼总312115.51m282874.2163685.8865555.43建筑层数（层）-329/29/26/264总高度（m）-14.05102.15/101.1/94.3/94.320.4表3-1工程建设信息图3-1工程规划总平面图1.1.2工程地质与水文地质条件1.1.2.1工程土层分布根据勘察资料得知，拟建场所的土层分布及岩性特点如表3-2所示：表3-2土层分布及岩性特点表土层编号土层名称土层信息厚度①-1杂填土灰黄～褐灰色，松散，由粉质粘土混混凝土块、碎砖、碎石等填积，填龄大于5年，地表散落有少量建筑垃圾。0.9～6.0①-2素填土灰色～灰黄色，可～软塑，由粘土、粉质粘土混少量碎砖填积，填龄大于10年。层顶埋深0.9～6.0m。0.3～4.0①-3淤泥质填土灰色～灰黑色，流塑，含腐植物，夹少量碎砖、碎石，有腐臭味，分布在填塘底部，填龄大于10年。层顶面埋深2.4～4.5m。0.3～2.3②-2粉质粘土、淤泥质粉质粘土灰色，软～流塑，切面稍有光泽，韧性、干强度中等，含少量腐植物，层底夹薄层粉土、粉砂，局部含量较多。层顶埋深1.1～6.9m。4.4～11.6②-3粉土、粉砂灰色，稍密，局部中密，夹层状淤泥质粉质粘土、粉质粘土，级配良好。层顶埋深9.1～14.4m。1.1～7.3②-4粉细砂灰色，中密，含云母碎片，偶夹薄层粉质粘土，级配不良。层顶埋深11.3～18.5m。12.2～16.6②-5粉细砂灰色，密实，含云母碎片，偶夹薄层粉质粘土，层底局部地段夹少量中砂，级配不良。层顶埋深28.6～31.0m。22.2～27.7②-5a粉质粘土灰色，可～软塑，夹薄层粉土、粉砂。切面稍有光泽，韧性、干强度中等。呈透镜体状分布于②-5层中，层顶埋深36.6～41.9m。1.5～5.1④含卵砾石中粗砂灰色，中密～密实，卵砾石含量不均匀，一般在10～30%，局部达40%，粒径一般为0.5～6cm，少量大于10cm，呈亚圆形，为石英质。层顶埋深52.2～57.2m1.1～8.4⑤-1强风化泥岩棕褐色，风化强烈，岩石结构大部分破坏，手捏易散碎，层底部夹少量中风化岩碎块，属极软岩，岩体基本质量等级分类为Ⅴ级，遇水易软化。层顶埋深57.4～62.8m。0.7～1.2⑤-2中风化泥岩棕褐色，局部夹泥质粉砂岩，以极软岩为主，局部夹软岩，岩体较完整，少量闭合裂隙发育，裂隙中充填薄层石膏，基本质量等级分类为Ⅴ级，遇水软化。层顶埋深59.3～64.0m。1.1.2.1地形地貌根据场地历年地形图和现场勘察了解，场地原先地势较为低洼，有多处水塘分布，后经清淤填平。场地地形总体较为平坦，地面高程为7.28～9.22m（吴淞高程系）。场地地貌单元为长江漫滩。浅部土层为南京河西地区典型的二元结构地层，其中②-2层土呈软-流塑状态，压缩性大，流变性、触变性明显，对控制基坑变形较为不利；②-4层粉细砂呈中密状态，土质相对较好，围护结构嵌入该土层，对控制基坑变形和确保基坑稳定较为有利。1.1.2.3水文地质条件场区内主要分布两层地下水：潜水和弱承压水。潜水含水层由①层填土和②-2层软弱粘性土构成，水位埋深1.4~1.3m。弱承压含水层由②-3及其下各层砂性土构成，水位埋深1.6m，根据现场勘察和调查了解，场地场内及周围无地表水体分布，但地下水埋藏浅，有潜水、承压水和基岩裂隙水分布。根据基坑开挖深度分析，按坑底设计标高开挖后，大部分区域已开挖至承压含水层内，北部局部地段承压含水层埋深相对较深的区域，其上覆土厚度已不能满足抗渗流稳定性验算的要求，所以需采取截水和坑内降水措施。1.1.2.4周边环境概况基坑四周均为市政道路，重点保护的对象为东侧的地铁盾构隧道，隧道直径6.2m，顶部埋深约为9.4~11.8m，基坑外边线距隧道结构边线最近约15.9m。基坑与隧道平面关系如图3-2所示。图3-2基坑工程平面布置示意图1.1.2.5气候条件工程处于亚热带季风气候，夏季7月份左右为梅雨季节约持续30～40天，冬季最低温度约-5℃。

1.2设计依据与原则1.2.1设计依据序号名称编号1.《建筑基坑支护技术规程》JGJ120-20122.《建筑桩基技术规范》JGJ94-941.《建筑地基处理技术规范》JGJ79-20024.《土层锚杆设计施工规程》CECS22∶905.《锚杆喷射混凝土支护技术规范》GB50086-20026.《混凝土结构工程施工及验收规范》GB50204-927.《混凝土结构设计规范》GB50010-20018.《建筑地基基础工程施工质量验收规范》GB50202.03-20029.《建筑地基基础设计规范》GB50007-201110.《建筑基坑工程监测技术规范》GB50497-2009其他编制依据1.《紫鑫中华广场三期工程施工图纸》2.《紫鑫中华广场三期工程施工组织设计》表3-3设计依据1.2.2设计原则表3-4设计原则序号原则1满足边坡和支护结构稳定的要求：不产生倾覆、滑移和局部失稳。基坑底部不产生隆起、管涌。锚杆不发生抗拔失效。支撑系统不失稳。2支护结构构件受荷后不发生强度破坏。3降水引起的地基沉降不影响邻近建筑物或重要管线的正常使用。4止水设计应控制因渗漏引起水土流失造成的地面下陷。5支护结构变形不应超过周边环境保护要求的控制值，当作为竖向承重结构时，还需要满足竖向承重结构的变形要求1.3基坑定级1.1.1安全等级本项目工程典型挖深h=15.6m，依照南京市基坑工程技术规程，安全等级二级。1.1.2环境保护等级根据南京市基坑工程技术规程，本基坑工程环境保护等级为三级。1.3支护设计选型1.1.1基坑的特点（1）基坑面积大，开挖深度深，时空效应显著。（2）开挖深度范围内以淤泥质土为主，工程力学性能较差。（3）周边环境复杂，对变形敏感。（4）场区存在深厚的弱承压含水层（40~50m），地下水丰富。1.1.2支护方案的选择本工程基坑开挖面积大、开挖深度深、土质条件很差，存在深厚软土层及含水量丰富的粉细砂。基坑周边环境非常复杂，基坑东侧距地铁轨道仅15m；基坑四周均为市政道路，道路下埋设有大量管线，施工场地非常紧张。基坑开挖过程中要特别注意对周边建筑、管线、地铁的保护，控制其变形，避免支护结构变形过大带来严重的社会影响。综合考虑本工程周边环境条件及基坑特点，制定一系列具有针对性的方案，控制围护结构的变形，采取措施减少基坑开挖对周边环境的影响。1.1.2.1支护墙体选择本项目施工场地非常狭窄，西、南、北三侧地下室距用地红线最近处仅2.1m，若采用钻孔灌注支护桩加三轴深搅止水桩的方案，操作空间、钻孔灌注桩、三轴深搅桩共计需3m的施工空间，必然会超出围墙、用地红线。采用地下连续墙两墙合一不需预留操作空间，可兼做挡土和止水结构，围护结构总厚度较小，且可以入岩形成封闭止水帷幕。东侧地下室距地铁轨道线距仅15.9m，基坑施工、土方开挖及地下室施工期间均不得扰动该范围土体。地下连续墙刚度较大，控制变形较好，有利于对基坑周边道路管线、建筑物，特别是北侧地铁轨道的变形控制，故采用地下连续墙支护方案。鉴于地下连续墙深度范围内以淤泥质粉质粘土为主，土质条件较差，为减少槽段施工引起的土体变形，结合机械正常施工要求，总体上将槽段长度控制在8m以内。1.1.2.2地下水处理影响基坑开挖的地下水主要为浅层孔隙潜水，开挖深度内存在粉土层，坑底以下为粉质粘土与粉细砂互层。如果本基坑采用悬挂式止水帷幕，假设帷幕深度20m，当基坑普遍范围下降到底板下1.0m（坑内水位12.0m）时，根据计算，距离基坑边15m处水位下降约10.0m，水头降深将使地铁隧道产生较大沉降，影响其运营，还可能进一步引发负面的社会反应。因此，本基坑止水帷幕必须进入强风化泥岩，以隔断承压水补给，最大限度减少降水对周围环境的影响。同时，由于是全封闭止水，坑内仅需布设疏干井，降水台班将大大节省，工程总造价也会降低。普通水泥土深搅桩止水帷幕受施工机械设备限制，桩长较短，且成桩质量受土层、深度变化影响很大。本项目挖掘达到15.6m，可使用地连墙作为支护结构。其作为支护结构可采取“二墙合一”形式，即当作挖掘时的挡土以及防水结构，同时当作外墙[39]。该方案对资源节省意义重大。因此，本基坑采用地下连续墙（入岩）作为封闭式止水帷幕，同时坑内设置疏干井。1.1.3关键技术对策1.1.1.1竖向挡土结构采用地下连续墙作为竖向挡土止水结构，其刚度大，整体性好，安全性高。邻地铁侧墙厚适当加大，其中距地铁隧道最近（15.9~17.8m）段墙厚1.2m，东侧其余段墙厚1.0m，南、西、北三侧墙厚均为0.8m。邻地铁侧支护结构剖面如图3-3所示。图3-3邻近地铁侧基坑支护结构剖面示意图1.1.1.2止水帷幕为最大限度降低基坑降水对周边环境的影响，采用“封闭、疏干”的地下水控制方案，即地下连续墙进入中风化基岩不小于1.0m，有效隔断基坑内外承压水的水力联系，基坑实施阶段仅需对坑内地下水进行疏干。1.1.1.3地下连续墙槽壁加固为防止地下连续墙在成槽施工中出现槽壁坍塌现象，对地铁隧道造成不利影响，在邻地铁的地下连续墙两侧设A850@1800三轴深搅桩作为槽壁加固。1.1.1.4主、被动区加固在邻地铁侧主动区设两排A850@1800三轴深搅加固桩。邻地铁侧被动区采用11排A850三轴深搅桩对土体进行格栅式加固；为确保加固体与地下连续墙密贴，在加固体与地下连续墙间采用A800@550高压旋喷桩进行填充。1.1.1.5隔离桩在紧邻地铁侧地下连续墙外侧设置A600@1200钻孔桩作为隔离桩，并最先施工。一方面减轻深搅桩、地下连续墙施工对地铁隧道的影响，另一方面在一定程度上隔离了基坑开挖变形向地铁隧道的传递。1.1.1.6水平支撑体系竖向设3层钢筋混凝土支撑，采用桁架支撑体系，其整体性好，受力明确，具有刚度大、变形小的特点，利于环境保护。各区域支撑相对独立，可实现分块开挖，分段施工支撑梁，施工速度快；逆向工况也可实现分区拆换撑条件，进行流水作业，利于缩短工期，减轻时间效应影响。沿邻地铁侧布置四组对撑，并在距隧道较近处设双排边桁架，以控制变形。同时，结合第1层支撑设置栈桥，进一步增强了支撑刚度。1.1.1.7土方开挖充分利用时空效应原理，土方开挖采用“分层、分段、限时”原则，分层厚度控制在2m以内，分段宽度为20~30m，由西向东隔仓开挖，支撑跟进施工；开挖至各层支撑底标高后，12h内完成垫层施工，邻地铁侧支撑形成时间控制在72h内。第1层支撑以下至第