抗拔桩对地下车站主体结构内力影响分析.docxVIP

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抗拔桩对地下车站主体结构内力影响分析

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摘要：本文以天津市地铁8号线一期工程六里台站主体结构设计为例，结合本工程盖挖逆作法的特点，通过sap2000结构计算软件对几种不同的抗拔桩计算模型进行分析，得出各种模型的受力变形差异，为今后类似带抗拔桩的车站结构计算提供借鉴和参考。

关键词：抗拔桩；大刚度弹簧；支座；地下车站

中图分类号：XX文献标识码：XX文章编号：XX

Analysisoftheinfluenceofupliftpileontheinternalforceofthemainstructureofundergroundstation

WuShuangshuang

（ChinaRailwayLiuyuanGroupCo.,Ltd.，Tianjin，300000）

Abstract:TakingtheLiulitaistationofTianjinmetroline8forexample,combinedwiththecharacteristicsofthetop-downinversemethodinthisproject,severaldifferentcalculationmodelsofupliftpilesareanalyzedbySAP2000structuralcalculationsoftware,andthedifferenceofstressanddeformationofeachmodelisobtained,whichprovidesreferenceforthesimilarstationstructurecalculationwithupliftpilesinthefuture.

Keywords:upliftpile;largestiffnessspring;abutment;undergroundstation

0引言

由于天津地区地下水位较高，且地铁车站埋深较深，通常仅靠结构自重不能满足抗浮要求，需通过地连墙参与抗浮或设置抗拔桩才能满足抗浮要求。

本文以天津地铁8号线一期工程六里台站为例，采用sap2000软件进行建模分析，研究抗拔桩的设置以及不同抗拔桩计算模型对地下车站构件内力的影响，为后续盖挖逆作车站受力及配筋计算提供参考。

1工程概况

六里台站为天津地铁8号线一期工程的中间站，与地铁7号线车站采用通道换乘。车站主体结构标准段为地下四层双柱三跨矩形框架结构，总长度316.43m，标准段宽度23.7m，底板埋深30.954m，顶板覆土厚度约4m。车站主体采用盖挖逆作法施工。车站结构尺寸为：顶板厚800mm，中板厚400mm，底板厚1200mm，负一层～负四层侧墙分别厚700、800、800、1000mm，中柱采用直径1.1m壁厚25mm永久钢管柱，内填充C50微膨胀混凝土，钢管柱下设置桩基兼抗拔桩。根据天津地区工程地质和水文地质条件及地铁建设经验，本站采用内衬墙与围护结构间设置柔性防水层的复合墙结构，围护结构采用1200mm厚地下连续墙。车站抗浮水位取地面。车站标准断面如图1所示。

图1车站主体标准断面图

2车站结构设计

2.1桩基桩长确定

本站采用盖挖逆作法施工，钢管柱下桩基在施工阶段作为抗压桩受力，使用阶段作为抗拔桩参与受力。桩基采用φ2.2m～3.5m扩孔桩，通过对施工阶段桩基承载力进行计算，确定桩长取为40m。

2.2桩基兼做抗拔桩改善结构受力

抗浮水位按现状地面大沽高程3.00考虑。结构所受的浮力较大，对结构按最不利水位进行抗浮验算结果为：在不考虑侧壁摩阻力时，抗浮安全系数小于1.05。需采取抗浮措施。具体措施为：车站主体结构各层板与地连墙连接，依靠地连墙自重及摩阻力帮助抗浮，以满足抗浮要求。仅考虑地连墙侧摩擦力提供抗浮力的条件下，本站标准段抗浮安全系数＞1.15，满足要求。

车站标准段按横断面简化为二维平面有限元模型，车站宽度23.7m，覆土4m，在30.954m满水头工况下，如不做抗拔桩，仅考虑地连墙作为抗浮措施，结构变形、弯矩如图2、3所示。可以看出，车站中部整体朝上变形，底板变形值达到了24mm，出现在跨中位置；底板呈整体单跨受力，底板跨中、底板与侧墙支座、底板与中柱支座、顶板与中柱支座弯矩出现异常。几个控制点处计算结果详见表1。

图2变形图

图3基本组合弯矩图

表1不设抗拔桩竖向变形和弯矩计算结果

项目

位置

不设抗拔桩

变形

（mm）

底板

24

基本组合弯矩

（KN·m）

底