所屬欄目:建筑設計論文 發布日期:2014-06-25 16:41 熱度:
該工程為某市軌道交通一號線公園站和B30地塊分區緊鄰,其中B30地塊圍護灌注樁和該公園車站的圍護結構外墻之間的凈間距在2.1-5.25米區間,B30地塊隔水帷幕和該公園車站的圍護結構外墻之間的凈間距在1.1-4.15米區間。其中B30地塊是地下兩層,其基坑的開挖深度為11.5米,靠近該公園車站站的是B30地塊分區1-1,其支護結構為φ900毫米灌注樁,插入比為0.983,且入土的深度為22.8米。
【摘要】隨著社會經濟水平的提升,城市進程的加快,地鐵建設也隨之增多。為深入研究地鐵深基坑交叉施工支護,文章結合某工程實例,就其設計方案的優化與實踐進行探討。
【關鍵詞】核心期刊論文發表網,地鐵,深基坑,交叉施工,支護,設計方案,實踐
1工程概述
在基坑豎向進行兩道支撐的設置,其中第一道支撐是混凝土支撐,第二道支撐是雙拼鋼管支撐,型號為φ609毫米。該公園車站的主體設計成為地下兩層,圍護結構采用的是厚度為600毫米地下連續墻,其中連續墻入土的深度為27米,且插入比為0.82。在主體結構中,頂板的厚度為800毫米,中板的厚度為400毫米,底板的厚度為900毫米,且覆土為2米。端頭井采用的是厚度為800毫米的地下連續墻,其入土的深度為29.5米,且插入比為0.78,其開挖的深度為16.525米,而標準段的開挖深度為14.82米。此外,在本次工程中,所用支撐系統為鋼筋混凝土支撐于與鋼管支撐,其中在標準段的豎向一道鋼筋混凝土支撐中加設了三道鋼管支撐,且鋼管支撐之間的水平距離大約為3米,而在端頭井段的豎向一道鋼筋混凝土支撐中加設了四道鋼管支撐。
2工程前期設計方案的明確與施工過程中方案的優化
2.1設計前期
在本次施工過程中,B30地塊先施工。在施工中為將B30地塊的施工對于該公園車站所造成的影響降到最低,基于安全評估報告與專家審查建議中所明確B30地塊的施工內容,即B30地塊中底下結構施工到設計高程以后,才可實施車站基坑的開挖,不然很容易對車站變形造成影響。因兩相鄰工程項目深基坑在施工上存在著一定的特殊性,在進行基坑圍護方案的設計與評審中,相關專家對上述這些結論進行了著重地強調,同時并把其作為了設計公園車站與B30地塊基坑支護結構的首要條件。
2.2B30地塊的施工流程順序調整與優化
因B30地塊的工期已滯后,使得公園站節點工期與地鐵工程項目整體的工期進度受到了嚴重的影響。基于該市軌道交通一號線工期的安排,結合當前B30地塊工期滯后這一現狀,考慮到B30地塊與公園車站施工實際進度,認為應對B30地塊基坑施工流程順序進行適當地調整,即先進行分區1-2與1-3基坑的施工,這樣盡管兩基坑相鄰,但是其卻可符合同步施工安全距離的需求。同時在此基礎上將之前所明確的B30地塊施工改變為地鐵車站先施工,當車站的地下結構已施工到設計高程以后,可跟進實施相鄰1-1基坑的施工。通過合理且科學地調整,基于統籌兼顧原則,不僅可使該市軌道交通工期得到保障,同時又不會對B30地塊基坑的整體工期造成任何的影響。
3地鐵深基坑交叉施工支護設計方案的同步優化
3.1施工安全距離的明確
在B30地塊的原設計方案中,其圍護結構最大的水平位移是25.1毫米,其基坑開挖所引起地鐵車站的最大附加水平位移是23.19毫米,且車站頂板的最大附加沉降是17.43毫米,從上述這些數據來看,都基本上大于15毫米,由此可知,原支護結構設計滿足不了地鐵保護的需求。公園站的北端頭井和相鄰的這一B30地塊的最北端之間的距離是20.5米,B30地塊中分區1-1這一基坑在初始開挖時,其開挖的距離為30米。通過基坑開挖對于車站結構所造影響、幾何尺寸、支撐結構體系的設置、基坑規模、施工條件、基坑加固以及圍護墻體等各方面因素的綜合考慮,以此來進行安全距離的明確。
首先對在無B30地塊開挖這一條件下,分析車站結構本身內力狀況,以此獲得該地塊基坑開挖對于已經建設的公園車站底下結構可能造成的各種影響,并基于此對上述提出的工程措施的切實可行性與可靠性進行驗算,得出了施工安全距離,即當施工安全距離為30米,且設計高程距離為80.5米的時候,B30地塊中分區1-1這一基坑的開挖卸載可將已建公園車站結構所產生的這種附加內力值控制在10%這一范圍內,同時在通過加固以后,對于已建車站所產生的這些附加位移以及沉降能控制在15毫米范圍內。
3.2已建地鐵車站保護措施
在施工中,因B30地塊中分區1-1基坑圍護結構已施工結束,公園地鐵車站連讀墻還沒有正式的施工,鑒于上述這些情況,通過以往工程施工經驗的總結,為更好地保護已建的公園地鐵車站,采取以下幾項工程措施:
第一,加厚地鐵車站支護結構中標準段的連續墻。要想降低地鐵車站沉降以及附加位移,其中最為有效的一種方式就是提高結構剛度。對此,在該工程設計中,將公園車站中標準段的地下連續墻厚度從之前所設計的600毫米加大到800毫米,且與端頭井相一致,從結構自身強度增強這一角度來對已建公園地鐵車站自身結構附加變形進行主動地控制。
第二,在B30地塊中分區1-1基坑加設一道相應的水平支撐。在原有的設計中,B30地塊中分區1-1基坑為兩道水平支撐,其中第一道為鋼筋混凝土支撐,第二道是雙拼鋼管支撐,基于這一基礎,現增加一道雙拼雙管支撐,且圈梁用雙拼型鋼,從而在此基礎上降低圍護結構的側向位移,在源頭上對已建車站結構附加變形進行控制。
第三,分區1-1和地鐵車站間土體的加固,所采用的加固技術為三軸攪拌樁滿堂加固法,其加固的范圍從地表至B30地塊的基坑底高程,從而提升這一區域土體物理力學指標,繼而進一步提高土體抗沉降以及抗側移能力,并在傳遞路徑這一角度來控制已建車站結構附加變形。
3.3實踐結論
第一,基于設計方案的優化與調整,在確保軌道施工工期的同時,對B30地塊整體工期也不會造成任何影響。第二,由于原設計方案滿足不了地鐵保護的需求,于是采取了相應的工程措施,即在B3地塊分區1-1位置加設一道相應的鋼支撐,其地鐵車站結構中標準段的地下連續墻厚度加至800毫米,同時在地塊和地鐵間進行土體的加固,通過這些工程措施,不僅使支護結構自身剛度得到了提升,同時還有效減少了因B30地塊基坑的開挖對車站結構所產生的水平位移以及附加沉降,可有效控制施工風險。第三,通過支護結構的設計方案與計算結果來看,把B30地塊圍護結構的最大水平位移是10.4毫米,引起的最大附加沉降是6.78毫米,且最大的附加水平位移是9.55毫米,從這些數據來看,均低于15毫米,且符合地鐵保護需求。第四,借助于有限元計算與分析,明確了相鄰基坑交叉施工安全距離,加強了基坑施工的穩定性與安全性。
3.4施工中相關注意事項
第一,在基坑開挖過程中,要注意時空效應,注意基坑周圍地層的沉降與位移,以及基坑支護結構變形問題等,可采取先撐后挖的方式來實施,堅決不可出現超挖現象。
當基坑開挖至降水效果達到預期的效果以后,可采取分層分段的方式來實施,且分層厚度不可大于2.5米,若開挖深度大于4米時,應設置相應的多級平臺來實施開挖,控制好五個要點,即分層、限時、分塊、平衡以及對稱。
第二,在施工之前,應將基坑范圍內的這些障礙物清理干凈,明確相應的排水措施,做好基坑內的排水工作。同時在開挖中還要注意地層變化情況,做好相應的監控量測工作,邊挖邊刷坡,確保其坡度滿足設計要求,加強坡面的防護。
第三,在雨期施工時,開挖之前應在基坑頂設置相應的截水溝;在冬期施工時,由于外界的氣溫相對較低,因此在混凝土噴射之前應做好相應的保溫養護工作,確保噴射混凝土強度達到要求,同時還要采取相應的防滑措施與防凍措施。
參考文獻:
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[2]唐作鳳.緊鄰規劃地鐵線的深基坑工程設計與施工[J].四川建筑,2013(3).
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