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地铁车站基坑围护结构设计

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地铁车站基坑围护结构设计 摘 要:本文以南昌市地铁 1 号线的艾溪湖东站基坑围护结构设计为依据,介 绍了在南昌市地下水位较低的砂层地质地区的明挖基坑, 采用钻孔桩作为深基坑 围护结构的设计方法。最后,对类似环境下车站基坑设计提出了一些建议。 关键词:地铁车站深基坑围护结构钻孔桩,降水 0 引言 针对多数地铁车站周边建筑物较少,场地相对开阔的条件,在车站基坑设计 方案中优先选择明挖法进行施工。南昌市昌东片区地下水位较低的,车站主体基 坑所在地层主要是粗砂层、砾砂层、圆砾层,渗透系数 95m/d,考虑在砾砂层、 圆砾层中止水帷幕施工成果难以保障及造价原因,从可行性、成本等角度考虑, 基坑围护结构采用钻孔桩+基坑外降水方案。目前沈阳、西安、成都等地铁建设 中已广泛采用钻孔桩+基坑外降水, 有可借鉴的经验, 但在南昌市区域尚无实例, 在实施过程中,应充分考虑考虑地质、环境差异,结合前期抽水试验结果对基坑 支护结构进行优化。 1 工程概况 艾溪湖东站位于创新一路与紫阳大道交叉十字路口处,沿紫阳大道敷设,呈 东西走向。 车站东北侧有在建的赞城住宅小区,周边其余现状大多为城市待建区 和村庄用地,有王余家洁纪念小学、仓库(京东粮管所艾溪仓库)等。本站为车 辆段出入线连接站,与瑶湖定修段接轨,同时为远期小交路折返站。标准段结构 形式为地下两层两跨结构, 局部为双柱三跨, 端头出入线段部分为三柱四跨结构。 车站主体结构顶板覆土厚度 3.0m, 标准段基坑宽度 19.0m, 东端头基坑最大 宽度约 39m,标准段基坑深度约 16.11m,盾构加深段基坑深度 17.61m。 2 工程地质、水文地质情况 2.1 工程地质 根据地质勘察报告,本站基坑穿越地层从地面向下地层依次是: ①2 素填土:全场地分布,棕褐、灰褐色,稍湿~湿,主要由粉、粘粒及少 量碎石组成,部分钻孔夹块石、碎砖等,结构较松散。厚度一般为 0.50~4.20m, *均厚度为 1.90m;层底标高为 17.81~21.53m。 ③1 粉质粘土:全场地分布,褐黄、棕黄色,硬塑状,成分以粉粘粒为主。 钻孔揭露厚度为 3.50~7.70m, 层底埋深为 6.00~9.00m, 层底标高为 13.27~15.50m。 ③2 细砂全场地分布,浅黄、浅灰色,湿,中密,成分以石英、云母、长石 等为主, 局部夹粘土薄层。 钻孔揭露厚度为 2.00~7.00m, 层底埋深为 8.50~15.50m, 层底标高为 6.88~9.85m。 ③3 中砂:主要分布于场地东北侧,浅黄、灰黄色,湿,中密,成分以石英、 云母、长石等为主,局部夹粘土薄层。钻孔揭露厚度为 1.00~4.20m,层底埋深为 11.00~15.20m,层底标高为 6.00~9.85m。 ③4 粗砂:全场地分布,浅黄、褐黄色,饱和,中密,成分以石英、云母、 长石及硅质岩等为主,局部夹粘土薄层。钻孔揭露厚度为 1.00~6.00m,层底埋深 为 13.00~17.60m,层底标高为 4.88~8.20m。 图 1 车站站围护结构及支撑*面布置图 ③5 砾砂:全场地分布,褐黄、灰黄色,湿~饱和,中密,成分以石英、云 母、长石及硅质岩为主,含个别卵石,磨圆度较好,呈圆状为主。钻孔揭露厚度 为 2.50~8.60m,层底埋深为 18.00~23.00m,层底标高为-1.74~3.97m。 ③6 圆砾:全场地分布,浅黄、褐黄色,饱和,中密,成分以石英、云母、 长石及硅质岩为主,含少许卵石,磨圆度较好,呈圆状为主。钻孔揭露厚度为 6.90~13.00m,层底埋深为 28.20~31.70m,层底标高为-9.80~-7.34m ⑤3-1 强风化粉砂质泥岩:全场地分布,紫红色,泥质结构,岩石风化强烈, 节理裂隙发育,岩芯破碎,呈碎块状及短柱状,碎块用手可掰断,正常钻进速度 较快,岩芯采取率较低。该层层厚 0.50~2.20m,层底埋深为 28.90~32.30m,层 底标高为-10.65~-7.84m。 ⑤3-2 中风化粉砂质泥岩:全场地分布,紫红色,泥质结构,岩石风化中等, 岩芯较完整,局部见少许垂直裂隙,少数铁、锰质渲染,锤击声哑、无回弹、有 凹痕、易击碎,岩芯多呈柱状或短柱状,局部地段岩芯较破碎,岩芯呈碎块状。 主要地层物理力学参数见下表: 地层物理力学参数表 表 1 2.2 水文地质 根据详勘报告,勘察期间地下水位埋深为 16.15m ~ 18.90m ,水位标高为 3.14~4.51m,该段水位年变化幅度在 1~3m 左右。根据地下水含水空间介质和 水理、 水动力特征及赋存条件, 拟建工程场地地下水按地下水类型可分为上层滞 水、松散岩类孔隙水、红色碎屑岩类裂隙孔隙水三种类型。由于场地下粘性土层 很厚,地表水与地下水无直接联系,勘察场地地下水的补给主要为侧向补给,次 为入渗补给;迳流、排泄方式主要受人工开采影响,集中迳流、排泄于南钢水降 落漏斗。 3 围护结构方案 车站周边开阔,但管线较多,地面道路为南昌东向交通主干道,交通车流量 大,并且有重要管线,基坑保护等级为一级。分别对地下连续墙、SMW 工法桩 和钻孔灌注桩三种围护结构形式进行比较,比较见表 2。 SMW 桩适用于深度小于 15 米基坑;地下连续墙适合地层广泛,墙体刚度 大、防水效果好,但施工泥浆对周边环境影响大,对环境污染严重,且造价高; 钻孔灌注桩适合地层广泛,桩体刚度大、若采用坑外降水,则基坑不存在漏水风 险,造价适中。 根据地质条件及周边环境,基坑深度约 16.11~17.61m,自上而下穿越较厚 的砂层,地下水位较低。从满足结构变形、经济等多方面综合比较,本站主体基 坑围护结构采用钻孔灌注桩+坑外降水。 围护结构经济、技术比较表表 2 4 围护结构设计 4.1 主体围护结构 基坑围护结构采用直径 1000mm 钻孔灌注桩,桩间距一般为 1200mm。基坑 竖向设三道支撑,第一道为钢筋砼支撑,第二、三道为 φ609(t=16mm)钢支撑。


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