广东建材２０１７年第２期 设计与装饰 地铁车站深基坑围护结构设计 徐松 （广州地铁设计研究院有限公司） 【摘 】小爻简蛆介 ｒｊ 波Ｉ 地饮／Ｉ＃ｌＪＪ…护 十勾 窠的波汁，埘…护结ｆｊＪＩ的 ／Ｊ、变形、稳定 埘Ｊ￣ｈ＇Ｃ）ｒ挖仃影响的坑底水Ｊ ｈｌ水 、坑外 址桥梁分圳进ｊ Ｊ ｆ『 厄汁弹，埘 系数 进ｉ Ｊ：厂验算 坑』Ｉ：挖ｌ，ＩｃＪ改汁、施Ｉ． 纵抛ｆｊ．１了 ｒ 的支” ＿ｊ指 。 【关键洲】地铁ｚＩ－，？ Ｉｉ：深Ｊ 坑砹汁：仃 儿 ； Ｉ工程概况 协路站沿 划１＇ｔ９院 ｔ 路东侧南北向设‘ ，站址原 为人消村村 ，村 农 现 琏小拆辽允Ｌ＃。／ｔ：＇２ｋ，２ ｌｆ 尔侧为拆迁 地， 侧为姚划＝ ｆ’： ｉ 人桥，该桥 丌ｌ 建设。 ｆ！Ｊ！ＩＪ『柯 为施ｌ ，部分“楼施【：完 ， 侧北部 为 波休ｆｔ．运动学校。 １ 站为地卜两』 』 站台 站，１ 站范 为ｔ 杞 黏Ｉ：、⑤ Ｊ ： Ｉ ｌ 、⑨｛ＩｌＪ ：粉砂 物 力学 Ｉｌｆ－．￣参数表 １Ｊ ： 表１土层物理力学性质参数 ０ 跨或 跨 形｝１ 架结构，／Ｉ：？ｋ采朋明挖顺作法施 ｒ，Ｚｒ：站巾心顶板 厚度３．０【１１。 站 坑Ｋ ２５４．９００ｍ，十，Ｊ Ｅ段＿Ｊ ｌ坑说ｌ９．７０ｍ，端 Ｊ｝： ２３．８ｍ。１ 站 』Ｌ设３个…入ＬＩ、２纠【风串，午 Ｉｉ Ｊ，南北端均为盾构始发ＪＦ。 ｘ：问均为Ｊ 构Ｉ ｖ 一㈠～．三一 ０一一蚴蚴∞ 瑚ｍ瑚ｍ∞２ ２ ９ ９ 一一一 ｍ瑚∞Ｍ８ ４ 松敞岩类孔隙潜水丰嘤呲 ＿ｆ场区１５乏 填１ 和浅 淤泥质ｆ Ｉｆ１。表 ｆ 甯水性、透水ｔ 及渗透 均较 ，与地农水联系密 ， 接受地 水、管道渗 水用１人气降水的补给。 仃于农 孙｝：、淤 质黏Ｉ Ｊ ÷巾的孔隙潜水， ｌ＾一ｑ一 一０ ５ ５ ８ ５＾ｊ Ｏ ５ 水 及透水性均较 ，渗透系数 ５．０Ｘ １０ ～４．０７× １０ ｃｍ／ ｓ，水量贫乏。 根 场地钻探及１）‘＝域水义地质 Ｌ资料， ｝线埋藏分 Ｋ ｌ一０ ｌ０ 仃深部孔隙承』Ｊｉ水，卡 Ｊ ⑤ ，层粉砂【１１，⑤ 粉砂渗透系数介Ｊ ３．１２×１０ ～４．１ １×１０。ｃｍ／ｓ，属【Ｉ 图１车站站位平面图 透水，水位 深 ３．８０ｍ ２工程水文地质 拟址１ 站琏木成Ｉ 北止向，场地较为、 Ｊ：ｌｌ，地 丌 阔，场地地Ｉｆｉ 标Ｉ ‘般为２．Ｏ０～ｆ｛．ＯＯｍ。场地地形地貌 为 湖 。 ’．３围护结构选型与设计 ３．１工法选择 进行车站设汁汁算之Ｉ）仃， ‘先选择 通的施Ｉ’ ｉ ｝‘』 。ＩＬｔ ｌ 地下结构较为成熟的施上，Ｊ 法仃 挖顺 ， 挖逆作及 挖法。拟矬场地周边环境较 ，场地丁ｒ 卜卜要包含以卜儿 作、阔，尤处构筑物及Ｉｉ 政管线， 小上 特 ・ 、 ，选择地卜 ： 构 多施ｊ ‘法Ｉ｝１较为经济、ｌＩ＿技术安令Ｉ—Ｊ ｎ勺为日Ｊ Ｊ ① ：小ＪＬ ｌ－ｉ￣ｃ１：、① ：鼎１ 、① ：淤泥质黏｝ 、 挖顺作法施作１ 站 休＿ｌ。 ② Ｊ 淤泥质黏Ｉ 、② Ｊ ：淤泥质粉质黏』：、④ Ｊ 弹勘报 ，场地Ｉ１ 设计与装饰 ３．２围护结构选型 广东建材２０１７年第２期 至个月底进行内井点预降水，以疏干并加固土体。本基 坑内土体进行加固，降水深度控制在坑底以下１ｍ。 据统计，已经建成的地下车站围护型式主要有地下 由于本站基坑变形保护等级为…一级，控制标准较为 连续墙、钻孔咬合桩、灌注桩结合连续墙等形式Ｆ 。 地下连续墙技术已经很成熟，其具有刚度火、抗渗 严格，故在坑底进行加固设计，采用 ８５０＠６００三轴搅 拌桩加固，加固深度为３ｍ，水泥掺量不小于２０％，加固体 止水防漏性能好，无振动、噪音低等优点，被广泛应用于 ２８天无侧限抗压强度不小于０．８ＭＰａ。标准段采用抽条 北京、上海、广州等地工程中。它不仅可以很好地用作施 形式，条宽约３ｍ，间距约３ｍ；端头井采用裙边＋大抽条 工期间的基坑挡土止水围护结构，通过优化施工工法能 形式，裙边宽度为４ｍ。搅拌桩与地墙问的缝隙采用 很好地控制地面沉降，特别适合于周边环境保护要求等 ８００＠６００高压旋喷桩进行填缝，与搅拌桩咬合３００ｍｍ， 级较高的区域，比其他围护结构形式更具灵活性，适用 水泥掺量不小于２５％，加固体２８天无侧限抗压强度不 于多种施工工法，同时也作为永久结构的侧墙（或侧墙 的一部分）使用。故本站丰体基坑围护结构采用地连墙 小于１．ＯＭＰａ。基坑标准段与端头井连接的阳角处，开挖时会产生 加内支撑形式。 应力集中，故采用 ８００＠６００高压旋喷桩对坑外土体进 ３．３围护结构设计 行加固，加固深度为地面下５ｍ至坑底３ｍ，水泥掺量 本站基坑成长条形，标准段主体基坑深度约为 小于２５％，加固体２８天无侧限抗压强度不小于１．ＯＭＰａ。 １５．８１ｍ，端头井深约ｌ７．２ｍ，基坑深度范围内从＿卜向下 坑内人部分土体为淤泥质土，为保证开挖的效率， 依次为：填土（硬壳层）、黏土、淤泥质黏十、淤泥质黏士、 采用三轴搅拌桩进行弱加固，水泥掺量不小于８％，加吲 淤泥质粉质黏上、黏土、黏土。淤泥质土层较厚，主体丽 体１４天无侧限抗压强度不小于０．２ＭＰａ，加固平面范围 护选用８００厚地下连续墙，接头采用锁口管柔性接头。 同强加固。 ３．２．１支撑体系 ３．２．３基坑稳定性验算 目前地铁基坑的内撑形式主要有两种：钢筋混凝土 对于长条形基坑，两侧对称开挖时，可视为平面问 支撑、钢支撑。内支撑体系的选择应根据基坑土质情况、 题，取１延米单片墙元，按竖弹性地基梁（或板）法进行 基坑深度、周边环境情况以及围护结构的形式确定。实 计算，基坑开挖面以下的土体对墙的约束作用以一‘系列 施时，也可以将各种内支撑体系结合使用，扬长避短，以 弹簧支座模拟。计算时考虑支撑点的位移、施工况及刚 达￣ｔ！ＤＨ快施工进度，降低工程造价的目的。 度影响，计入结构的先期位移以及支撑的变形，按“先变 根据地区前期已经建成通车的车站经验，结合本站 情况，竖向从上由下共设置５道支撑＋一道换撑，其中 第一道为钢筋混凝士支撑（８００×１０００），其余为钢支撑 （直径６０９或８００ｍｍ，壁厚１６ｍｍ），当钢支撑角撑跨度超 过ＩＧｍ、对撑超过２０ｍ时中间设置格构柱支撑，保证稳 定性。 表２支（换）撑反力范围 ３．２．２基坑加固 基坑环境保护要求较高、地质环境条件较差，叮采 用地基加固，加固方式一般可采用高压旋喷加固、水泥 十搅拌桩等。 。。 为满足设计和施工要求，在基坑开挖前 般超三周 Ｊ）ｔ＇￣７（ｋＮ／ｍ）ｘ１００ ＂证移阳ｍ）ｘ１Ｏ 抗力毡络 Ｋ ＇．４２ ４Ｏ ７６） 位移包络躅（０．２￣２０ ４） 图２位移内力包络图 一６８一 广东建材２（）１７年第２期 设计与装饰 形 史撑”原则进行结构分析。 按照现行的行业及地方 坑规范，应按承找能力极 限状念进行卜列内容的验算：墙元的变形与内力，坑外 地 沉降，整体稳定性、 护结构绕最下一道支撑为圆 心的恻弧滑动抗隆起稳定性、按墙底地基承载力模式验 算坑底抗降起稳定性、 护结构抗倾覆稳定性、 坑开 挖 坑内地琏十的抗渗流稳定性、抗承压水稳定性。 乍站标准段的变形内力汁算结果如图２所示。 根 基坑横向宽度及歼挖深度，计算了 Ｌ个典型横 削而，汁算结果ｊ１：总于农３。 根据计算结果，ｌ可以满足变形保护等级 级 坑的 要求。 图４基坑⑤３ｂ层减压降水坑内外水位降深云线图 （｝＝ｉｆＬ位：ｍ） ３．２．４降水设计 根据详勘报告，本场地深层存在含承压水 ，ｌ１．层 采川ｐｌａｘｉｓ ２ｄ建立模型，按照设计工况逐＿少开挖 较厚，计算坑底抗突涌系数不满足要求，根据上节计算 琏坑，计锋结果如 ５所示： 得出的地墙插入深度未能隔断该层，综合考虑经济性及 周边环境条件，采用“降灌结合”的力‘式进行降水，以保 护 坑的安全 。 采用有限７ 软件，埘１ 站降 过程进行模拟分析。 模拟计算采用含水 三维模型，即水文地质概念模型。 图 地层从 卜剑下，依次概化分为５个水文地质层，平 面计算Ｉ 域为１２００×１２００ｍ。如图３所示： 一 ｝ 爵 目 Ｉ Ｉ ～ ¨“ ■蕾固 Ⅲ № ＿ 誓—＿■■ ～～ 图５开挖至坑底时，水平位移云图 ２／ １ 图３含水层三维模型 ‘＋ 最人水平位移为ｌ７．５ｍｍ，在规范允许的范围内，满 足要求。 按照一卜述计算模型，计 算基坑减 降水划问坑内外 水位降深分布情况参见图４。 ４结论 通过对腊梅路站 护结构设计方案的分忻以及工 ３．２．５风险源分析 程实践，埘于地区地铁基坑工程的设计与施工，总结了 乍站阳侧 ’ 建■官堂大桥，Ｈ前桥桩 施工完 以下几条经验： 成，距离 ｉ站外皮最近处约１３ｍ，小于 倍基坑歼挖范 （１）在旗坑 护设计之前，成对周边环境进行详细的 围，风险源等级较高，需对其进行保护，故进行订限元训 算分析开挖造成的影响 。 梳理，确定‘个合理的保护等级； （２）软十地区的苍坑，宜采川桩墙＋内支撑的体系， ６９一 设计与装饰 广东建材２０１７年第２期 水泥搅拌桩在顺德靖涌水闸 软土地基加固中的应用 孙刘伟 （佛山市顺德区水利水电勘测设计院有限公司） 【摘 要】顺德靖涌水闸地基有较厚的淤泥质土和粉砂层，设计采用了水泥搅拌桩复合地基的处理 方法，有效地提高了地基承载力，解决了沉降和砂土液化问题。在埘比计算沉降值与实际观测沉降值 的基础上，分析了复合地基沉降计算中需要注意的问题。 【关键词】水泥搅拌桩；水闸；软土地基；加固；处理 ４．１ｍ，平均２．９ｍ。②～１淤泥质十：深灰色，流塑，含较多 粉砂，局部为淤泥、粉质粘土或粉砂，顶板埋深１．２～ 靖涌水闸位于顺德齐杏联围的防洪堤上，百安路百 ６．６ｍ，项板标高一０．９４～Ｏ．７ｌｍ，层厚１３．１～ｌ４．４ｍ，平均 丈大桥东侧，内接靖涌大涌，外排顺德支流，主要承担防 １４．０ｍ。②一２粉砂：灰白色，局部灰黄色，稍密，局部松 １工程概况 洪、引排水及简易通航的功能。该水闸始建于前， 散，饱和，石英质，粒度不均匀，局部为细砂、中砂，顶板 １９８９年曾改建前闸，其主要由前闸、船室和后闸三部分 埋深１５．５～２０．３ｍ，顶板标高一１４．９９～～１３．３９ｍ，层厚 组成，闸孔净宽３．５０ｍ，底板顶高程 —１．ＯＯｍ。由于建设 １．８～５．２ｍ，平均４．Ｏｍ。②一３圆砾：灰白色、荻黄色，密 年代久远，建筑物老化病害严重，闸体渗漏严重，闸门采 实，石英质，砾呈次圆状为主，粒径以２￣８ｍｍ为主，最大 用人工启闭，方式落后，可靠性低。因此，该水闸原址拆 粒径约２０ｍｍ，粒度不均匀，局部为砾砂，顶板埋深 除重建。为增加水闸过流能力，重建后水闸净宽扩为 ｌ９．１～２５．５ｍ，顶板标高一１９．８９～一１６．７７ｍ，层厚２．４～ ５．ＯＯｍ，底板顶高程降为 一１．５０ｍ。 ８．８ｍ，平均５．２ｍ。②－４中砂：灰黄色，中密，饱和，石英 质，含较多粘性十，顶板埋深２２．４～３０．７ｍ，顶板标高 ２４．１４～一２０．０７ｍ，层厚１．２～３．７ｍ，平均２．５ｍ。②一５粉 十或粉 根据《佛山市顺德区齐杏联围靖涌水闸重建工程岩 十：灰黄色，中密，湿，十质不均匀，局部为粉质粘＿上工程勘察报告》（２００９年４月，以下简称《勘察报 砂，顶板埋深２５．５～３１．９ｍ，顶板标高一２４．９９～一２３．０７ 告》），靖涌水闸场地岩土层从上至下依次为：①耕植十： 米，层厚２．４～３．４ｍ，平均３．１ｍ。②一６圆砾：灰白色、灰 ２工程地质 －灰黄色，为粘性土，可塑，局部软塑或坚硬，层厚１．２～ 黄色，密实，石英质，砾呈次圆状为主，粒径以２￣８ｍｍ为 １＝木工程学报，２０１２，０６：１４６—１６１． 保证有足够的刚度及整体性、稳定性；采用复合墙形式 ：［２］刘 彬，１ｊ卫东．基坑工程手册（第二版）［Ｍ］．中闭建筑Ｔ、Ｉ 时，地墙能与主体结构一起共同抵抗水浮力； 出版社，２００９． （３）基坑底部土层较差，宜预先进行加固，增强坑底 土体的承载力及稳定性； 工 学报，２００１，３４（２）：８４—８８． （４）深基坑开挖深度较大，需进行降水时，引起的地 ［４］上建秀，吴林高，朱雁ｌ｛Ｉ，唐益群，杨坪，娄荣祥．地铁车站深 面沉降、沉降诱发的建（构）筑物下沉等需要关注，须由 基坑降水诱发沉降机制及计算方法［１】］．岩石力学 Ｉ＝程学报， 专业的降水单位进行分析及施工，保证过程的安全性； ２００９，０５：１０１０—１０１７． （５）在基坑旁侧距离较近处的风险源需要加强监测， ［５］王卫东，徐中华．预估深基坑开挖对周边建筑物影响的简化 Ｊ］．岩土工程学报，２０１０，３２（增１）：３２—３８． 并提前做好应急预案及保护措施，保证整个工程的安 分析办法［—［３］＿占月展飞，周健，杨林德．深基坑基底软上稳定性研究［Ｊ］．Ｌ术 拿。● ［６］李进军，王卫东，邸围恩，吴江斌．基坑工程对邻近建筑物附 加变形影响的分析［Ｊ］．岩土力学，２００７，Ｓｌ：６２３—６２９． ［７］茅燕兵．宁波轨道交通５号线建设与邻近三官堂大桥建殴十Ｉ｛ 影响的数值分析［Ｊ］．汀苏建筑，２０１６，０３：４２—４５． 【参考文献】 ［１］黄茂松，王卫东，郑刚．软土地Ｆ－ＩＬ程与深基坑研究进展［Ｊ］ ——７０——
