地铁基坑工程设计施工的问题的几个问题解决方案.ppt

提纲 关于地铁基坑工程设计、施工中 几个问题的探讨 演 讲 人：广州地铁总公司副总工程师 莫庭斌 中国·苏州 二○○八年七月 主办单位：中国建筑工程技术研究中心 全国地铁与地下工程技术及风险管理高级讲座咨询会 四、内支撑与锚杆的选择 五、基坑事故的几种原因 一、理想的基坑支护模式 二、基坑支护计算的几个问题 三、围护结构形式的选择 六、周边地表、建构筑物的沉降问题 七、基坑监测问题 八、安全风险管理的相关问题 一、理想的基坑支护模式 一层板一道支撑 二层车站围护、主体结构和 支撑体系布置图 地铁车站基坑一般呈长条形，深十几米至二十几米，多采用支护开挖工法 理想的支护模式：一层板一道支撑，支撑设在板的上方；这样就可以在回筑时每做一层板后拆一道支撑，免去中间换撑的工序 二、基坑支护计算的几个问题 模拟基坑从开挖到回筑的全过程 按每道工序的工况计算支护结构的受力、变形 下一工况的计算以上一工况计算结果作为初始条件，从开挖—支撑—开挖……回筑—拆撑—回筑……至顶板完成 以支护结构受力、位移计算包络线作为结构刚度、强度设计依据 增量法 二、基坑支护计算的几个问题 增量法 工况1：开挖1 工况2：加撑1 工况3：开挖2 工况4：加撑2 各工况简图 开挖阶段 工况5：开挖3 工况6：加撑3 工况7：开挖4 二、基坑支护计算的几个问题 增量法 工况8：加刚性铰1 各工况简图 回筑阶段 工况9：拆撑3 工况10：加刚性铰2 工况11：拆撑2 工况12：加刚性铰3 工况13：拆撑1 二、基坑支护计算的几个问题 流塑、软塑态软土的侧压系数 流变的时间因子影响显著，实际上不可能存在形成主动土压力的第一破裂面，后面的土体流动很快把侧压传递过来 支护结构的墙背土压力按主动土压力计算是危险的，建议按静止土压力计算，即：侧压系数 K=1-sin φ ’，考虑到开挖过程中墙外土体没有固结的时间条件，φ’ 取快剪指标 墙背土压力的取值问题 二、基坑支护计算的几个问题 墙背土压力的取值问题 花岗岩风化土的侧压系数 含砂率高，粘粒成分中含有伊利石、蒙脱石，有膨胀特性 广州地区花岗岩风化土样品颗粒分析反映，含砂率50%～60%，自由膨胀率11%～15%，遇水崩解，当地下水补给充足时，很快成泥浆状流淌，其物理力学指标随含水率增加迅速衰退 基坑支护结构计算和开挖需注意花岗岩风化土的这种特性，不可简单套用工程地质勘探所取岩芯在实验室土工试验的物理力学指标作支护计算 二、基坑支护计算的几个问题 墙背土压力的取值问题 严格限制水平位移的基坑墙背土压力 由于围护结构水平位移受到严格限制，墙背土压力大于主动土压力，宜取静止土压力 二、基坑支护计算的几个问题 细长压杆临界力 有中间支柱的内支撑容许轴力 内支撑长细比过大时，一般设中间支柱，虽约束了支撑竖向变形，但未限制其水平变形，计算支撑容许轴力时不能简单把长度折减，否则易发生水平失稳，这主要是针对钢支撑而言的 对于混凝土支撑一般不易出现失稳问题，中间支柱的作用主要是减少混凝土支撑自重导致的弯矩 三、围护结构形式的选择 间隔排桩、密排桩、连续墙、水泥土墙的比较与选择 淤泥、淤泥质土、粘土、粉质粘土、粉土、素填土 工艺要求高、对操作人员素质要求高 整体止水效果良好、速度快、成本低、 水泥土墙 各种地质条件，某些特殊地质条件除外（如很软的淤泥质土、含漂石的冲积层和超硬岩石 泥浆污染、墙幅接缝处易漏水、施工中对周边环境变形有一定影响、成本高 整体性好、防漏效果好 连续墙 各种地质条件，周边环境要求较严格 各桩的联系较好（设帽梁） 整体刚度较大、防渗效果较好 密排桩 各种地质条件，周边环境要求不十分严格 各桩的联系差（设帽梁）、桩间易漏水（桩间加固） 单桩刚度大、施工方便、速度快、成本较低 间隔排桩 适用条件 缺点 优点 围护结构 三、围护结构形式的选择 挖孔桩、钻孔桩、咬合钻孔桩的比较与选择 各种地质条件，特别是连续墙成槽困难，在施工中严格限制周边地基变形的地段 工艺要求高、造价较高、入岩困难 地层扰动小、无泥浆污染、防水效果好、对周边环境影响很小 咬合 钻孔桩 各种地质条件 泥浆污染，成桩质量不够稳定 振动小、噪声低、对周边环境影响较小 钻孔桩 土质较好、地下水位较低的（亚）黏土、含少量砂、卵石的黏土 作业条件差、环境恶劣、劳动强度大、施工安全风险较大 占用场地小、施工方便、速度较快、成本低、成桩质量可靠、对周边环境影响较小 挖孔桩 适用条件 缺点 优点 围护结构 四、内支撑与锚杆的选择 地铁深基坑多处于城市繁华地段，周边建构筑物、地下管线多，对环境保护要求越来越高 内支撑整体刚度大，基坑变形小，对周边环境影响小