浅谈东莞地铁线网控制中心基坑支护结构设计.doc

1、1浅谈东莞地铁线网控制中心基坑支护结构设计摘要：结合东莞地区深基坑实例，对本工程深基坑开挖对周边地铁车站变形及构件应力分析，制定围护结构设计方案及风险控制措施，对深基坑的施工的顺利进行及保护临近地下建（构）筑物具有一定的实际意义 关键词：深基坑；应力分析；设计方案 Abstract: combining with an instance of dongguan area deep foundation pit, this project of deep foundation pit excavation on surrounding subway station deformation and

2、 stress analysis, components for retaining structure design scheme and risk control measures, the smooth progress of construction and protection of deep foundation pit near the underground building, has a certain practical significance Key words: deep foundation pit; Stress analysis; Design scheme.

3、中图分类号： TV551.4 文献标识码：A 文章编号：2095-2104（2013） 1、引言 在城市改造与建设中，深基坑开挖引起的周边建筑物变形问题越来2越受到人们的重视。基坑开挖是一个复杂的地质工程问题。它涉及基坑自身的强度、变形和稳定性，又包含了地质环境和社会影响问题。在基坑开挖过程中，除了要注意基坑的安全，使坑内坑外的各种工程顺利进行，还要避免因土体变形造成周边建（构）筑物、地下管线及其他市政设施的破坏而造成的损失。本文结合东莞地线网控制中心基坑开挖时周边地铁车站变形及构件应力分析，制定合理的围护结构设计方案及相应的风险控制措施。 2、工程概况 拟建场地东侧为在建的东莞地铁 R2 线

4、西平站，南侧为在建的莞惠线新城中心站，西平站为地下二层岛式车站，新城中心站为地下三层岛式车站，两站在拟建场地东南角呈 T 字换乘。东侧为东莞大道，地下室负四层外墙边线距离基地红线 2.5m，距在建的地铁 R2 号线西平站围护结构外边约 13.9m。地下一、二、三层商业开发考虑退西平站围护结构 2.5m建设。南侧由于新城中心站局部围护结构已侵入基地红线，该侧地下室外墙边线距离新城中心站围护结构外边 2.5m。 3、基坑概况 本方案基坑平面形状较为规则，整个基坑周长约 530 米，面积约17500 平方米，共设四层地下室。主楼地下室底板厚 900mm，核心筒地下室底板厚 3000mm，垫层按 20

5、0mm 考虑。则本工程基坑开挖深度分别约为21m 和 24.5m(核心筒深坑区域)。 4、工程地质及水文地质条件 场址范围上覆地层主要为第四系全新统人工填筑土（Q4ml） ，全新统3冲洪积（Q4al+pl）粉质粘土、砂土，第四系残积（Qel）砂质粘性土，下伏基岩为震旦系大绀山组（Zd）混合片麻岩。 残积土及全强风化混合岩的均匀性、自稳性一般。同时具有遇水软化、崩解，强度急剧降低，自稳性差的特点；全、强风化岩与中微风化岩接触面具有上下、左右软硬不均的特点。当动水压力过大时，容易产生管涌、流土等渗透变形现象。 地下水主要有第四系孔隙水、基岩裂隙水。 根据岩土工程勘察报告，本场地土层基坑围护设计参数

6、大致如表4.1： 表 4.1 基坑围护设计参数建 5、 工法及基坑支护设计方案 根据目前收集的拟建场地周边 R2 线西平站及莞穗线东莞新城中心站的地质资料，基坑范围局部存在砂层，基岩为混合片麻岩，混合片麻岩的残积土以及全、强风化岩层具有遇水软化、崩解，强度急剧降低的特点；全、强风化岩与中微风化岩接触面具有上下、左右软硬不均的特点。地质初勘揭示本基坑基底所处地层为全风化混合片麻岩。考虑到地下连续墙具有刚度大、变形小、整体性好，施工技术成熟、既可挡土又可止水。为尽量减小基坑变形，保证相邻地铁车站的安全，本工程拟采用800mm 厚地下连续墙围护。 连续墙插入深度原则：基底位于混合片麻岩残积层、全风化

7、时不小于 7.5m；位于强风化混合片麻岩时不小于 5m；位于混合片麻岩中风化层时不小于 3.0m；位于混合片麻岩微风化层时不小于 1.5m。 46、基坑支护设计计算 本基坑围护结构横断面具体的设计参数如下： 图 6.1 围护结构断面图 本基坑围护墙变形及内力，按侧向地基上的杆系有限元法计算，计算连续墙的位移、弯矩设计。采用理正深基坑支护结构设计软件 6.5进行模拟计算，计算结果如下： 图 6.2 内力位移包络图 表 6.1 连续墙主要计算结果一览表 本基坑开挖时莞惠线新城中心站及 R2 线西平站的土体位移及应力分析采用岩土工程有限元计算软件 plaxis 进行分析计算，计算结果如下 （1）基坑

8、开挖时莞惠线新城中心站土体位移及应力分析 图 6.3 基坑开挖时新城中心站侧土体水平位移图 表 6.2 基坑开挖时新城中心站主要构件内力验算一览表 5新城中心站围护结构采用的是 1000mm 的地下连续墙，内衬墙 800mm厚，顶板 1000mm 厚，中板 450mm 厚，底板 1200mm 厚，经核算本工程基坑开挖时新城中心站的围护结构及主体结构的强度、裂缝均能满足规范要求。 （1）基坑开挖时 R2 线西平站土体位移及应力分析 图 6.4 基坑开挖时西平站侧土体水平位移图 表 6.3 基坑开挖时西平站主要构件验算一览表 西平站围护结构采用的是 800mm 的地下连续墙，内衬墙 700mm 厚

9、，顶板 800mm 厚，中板 400mm 厚，底板 900mm 厚，经核算本工程基坑开挖时西平站的围护结构及主体结构的强度、裂缝均能满足规范要求。 8、基坑施工风险控制措施 1对局部砂层地段，在连续墙成槽之前，对基坑外侧土体采用600450 密排咬合旋喷桩对地层预加固，防止成槽时塌孔，危及相邻地铁站的安全。 2对于地下室底板位于砂质粘性土或全风化混合片麻岩（具有遇水易软化崩解的性质） ，设置注浆防渗墙防止渗水引起混合片麻岩残积土及全、强风化土软化崩解，通过参考已经施工的 R2 线试验段的工程经验，6防渗墙注浆采用自上而下孔口封闭分段注浆法（前进式注浆法） 。如连续墙底部已穿透全、强风化混合片麻

10、岩层并进入中、微风化层不小于 1.5m的情况，则可取消注浆防渗墙。 3基坑施工过程中应该加强对莞惠线新城中心站及东莞 R2 线西平站围护结构变形监测和车站主体变形监测，相应部位监测尽量采用车站既有监测测点。还需要对新城中心站主体和西平站主体进行沉降变形监测，直至基坑施工完成； 9、结语 1基坑开挖过程中必然要扰动周边土体，土体的形状及稳定性发生变化，直接影响基坑的稳定，进行合理的基坑支护设计显得尤为重要。 2基坑支护设计过程中，不仅要对基坑支护体系进行应力分析计算，还需对临近建（构）筑物重要构件的强度、裂缝及变形进行验算，确保临近建（构）筑物的安全。 3基坑临近建（构）筑物变形及沉降监测实测数据收集是很重要的工作，它为合理的基坑支护设计及准确预测分析周边建（构）筑物变形及沉降提供了数值依据。 参考文献 1 建筑基坑支护技术规程 （JTG 120-2012）.北京：中国建筑工业出版社，2012 2 广州地区建筑基坑支护技术规定 （GJB 02-98）.广州 3 混凝土结构设计规范 （GB 50010-2010）北京：中国建筑工业出版社，2010 7