DCS地铁车站维护方案设计.doc

城市地铁建设的全面铺开带来了深基坑工程的飞速发展。深基坑工程是一个复杂的综合性岩土工程问题，几乎涉及到岩土力学与工程的各个方面。本文以黄土地区某大型地铁车站深基坑工程为背景，结合具体工程环境和施工要求，对深基坑的围护结构进行选型论证，确定围护结构形式，并对围护结构进行计算，以期为类似深基坑工程的设计和施工提供参考。1工程简介1.1工程概况大差市车站位于东大街与解放路十字的南北方向的解放路、和平路现状道路上，东北部为西安市第四医院的门诊、住院区的部分多层建筑物；东南角为阿房宫凯悦大酒店；西北侧为很多连体的砖混2～3层的居民住宅；西南侧为正在建设的万达广场、已建的和平银座大厦、金鼎大厦、碑林区东羊市小学。根据总体单位2011年6月27日下发的线路总图，该四号线车站起点里程YAK15+239.066，中点里程YAK15+598.500，终点里程YAK15+776.025，车站全长约537.0m，宽约23.1m，底板埋深设计16.87m；西北部设风亭与主体埋深相同，北侧和南侧共设三个出入口，其横通道埋深约10m，拟采用明挖法施工。该车站与6号线换乘，换乘部分未提供相关参数。6号线的车站位于大差市十字的东西方向，长度约205m，宽度约23m,底板埋深设计17.07m。1.2工程地质及水文地质条件拟建大差市车站地貌单元属二三级冲湖积台地。位于大差市的解放路南北方向的现状道路，东西两侧均有建筑物，道路中有较多管线，解放路西侧及东大街北侧均有碑林区的人防工程，地形基本南高北低。拟建工程场地在勘探深度40.0m范围内的地层主要为第四系堆积物，即由全新统人工填土（Q4ml）、上更新统风积（Q3eol）新黄土、残积古土壤（Q3el）、洪积（Q3pl）粉质黏土，中更新统风积（Q2eol）老黄土、残积古土壤（Q2el）、湖积（Q2l）粉质黏土夹薄层中砂组成。该场地地下水潜水位埋深7.0～8.8m，水位高程397.97～401.29m，根据勘察及区域地质资料，含水层主要为弱透水的黏性土夹砂层透镜体，潜水含水层厚度大于50m。本地区地下水的总体流向与地形一致，由东南流向西北。依据陕西工程勘察研究院《西安市地铁四号线工程（航天城～草滩生态产业园）抗浮抗渗水位研究报告》，大差市车站的抗浮水位为402m。2围护结构比较选型2.1常见围护结构形式常见的围护结构形式有四种,其优缺点及使用范围如表1所示。2.2常见围护结构支撑体系支撑体系的作用是维持支护墙体的受力平衡，根据支撑(或拉锚)系统所处位置的不同，坑外称为拉锚系统，坑内叫做支撑系统，示意图分别如图1，图2所示，其特点和适用范围如表2所示。3围护结构设计3.1围护桩和钢支撑设计车站深基坑标准段钻孔灌注桩直径1200mm，桩心间距1500mm，车站主体标准断面自上而下设置四道钢支撑，第一道支撑设在基坑的冠梁处，第二道支撑设在-5.0m处，第三道支撑设在-9.0m处，第四道支撑设在-13.0m处。标准段的第一道支撑水平间距为9.0m，其余为4.0m。第一道支撑均采用630，t=12mm厚钢管，其余采用630，t=16mm厚钢管。钢管支撑设活动端头，以便施加预应力，预加应力按不大于支撑设计轴力的40%~60%计。3.2围护桩入土深度及基坑稳定性验算围护桩的入土深度主要综合考虑车站所处环境条件、地质条件以及围护结构的抗隆起、抗滑移、抗倾覆及稳定性等因素，并结合黄土地区深基坑的施工经验确定：车站主体标准段围护桩入土深度为8.0m。桩底最深处位于粉土层。根据DGJ08-109-2004城市轨道交通设计规范的有关规定进行基坑稳定性验算：1)围护桩底地基承载力验算：KWZ=3.23>2.5；2)基坑底部抗隆起验算：KL=1.5>1.1；3)围护桩体土体抗渗流稳定性验算：KS=2.6>1.5；4)围护结构抗倾覆稳定性验算：KQ=1.8>1.2；5)整体抗滑移稳定性验算：KZ=1.58；车站深基坑稳定性验算满足规范和施工要求。4结语1)进行地铁车站深基坑围护结构设计前，应对基坑周边环境以及施工要求进行全面详细的调查，确定合理的围护结构设计方案。2)钻孔灌注桩+止水帷幕形式是地铁车站深基坑常用的围护结构形式，而水平钢管支撑是常用的内支撑形式，施工简便，经济环保，应用较广。3)基坑开挖时，由于坑内土体被挖出后，地基的应力场和变化场发生变化，可能会导致地基失稳，所以在地铁车站深基坑围护结构设计中，需要验算基坑的稳定性，必要时可以采取适当的加强防范措施，使地基的稳定性具有一定的安全度。4)基坑开挖前进行坑内(或坑外)降水处理,使得地下水位位于开挖面以下0.5m~1.0m。开挖应严格按照“时空效应”理论，分层分段挖土,做到随挖随撑，减少无支撑暴露时间，并应加强信息化施工监测，及时排除隐患，保证施工安全。