有相邻竖井的地铁桩锚深基坑方案优化

有相邻竖井的地铁桩锚深基坑方案优化

(中铁十七局集团第二工程有限公司石家庄050000)

摘要:地铁车站多位于城市的中心地段,车站施工过程中,考虑工期、环境等因素,多采用明挖法施工,城市地下管网与地铁车站交叉较多。如何在地铁车站施工过程中,保证自身施工安全和减少对周边管线及周边建筑物的安全成为地铁施工的重难点。该文介绍了桩锚形式明挖基坑与相邻电力竖井的位置关系,分析电力竖井与基坑的支护形式,根据现场实际情况,经济效益及安全质量要求,确定了车站基坑的加强支护措施,为两个建筑物的安全提供了有力的保障,也为后续车站施工提供有效的案例分析。

关键词:地铁基坑;相邻竖井;支护;优化;安全

1工程概况

石家庄市站后地下停车场位于京广东街及胜利大街之间,起讫里程为右YDK11+312.516~YDK11+817.436(左线里程ZDK11+352.924~ZDK11+811.947),紧邻石家庄新火车站,站场周边环境较为开阔。停车场3期,施工里程YDK11+553.536~YDK11+654.836,基坑采用围护桩+锚索支护,明挖法施工。

在本段工程进行施工准备期间,在停车场南侧和汇华路之间的位置,在约右DK11+553.5~11+626.2范围内,新增一处电力工程。该电力工程包括一处电力竖井、一处电力隧道。电力隧道直径约2m,管底深约12m,距离基坑最近约4m。竖井距离基坑最近约3m,深度约12m。围护结构设计须避让该电力工程。

2工程地质及水文地质条件

场区勘探深度范围内所揭示的底层主要为第四系全新统人工填土层(Q4ml)、第四系全新统冲洪积层(Q4al+pl)、第四系上更新统冲洪层(Q3al+pl)、及第四系中更新统冲洪积层(Q4al+pl)。

勘察期间地下水水位埋深34.3m-34.7m,车站基坑开挖深度范围内无地下水。

3原设计基坑支护形式

停车场采用围护桩+竖向3道锚索的桩锚支护体系,竖井范围内不打设锚索,冠梁上部约3m土坡采用挡墙支护。围护桩直径为1m,间距1.5m。网喷混凝土采用C20喷射混凝土,厚度100mm,设置单层φ6@150×150mm,HPB300钢筋网片。在相邻竖井范围内,加设一排围护桩,直径1.0m,间距1.5m,桩长19m。

嵌固深度计算过程:

当地层不够时,软件是自动加深最后地层厚度(最多延伸100m)得到的结果。

1)嵌固深度构造要求:

依据《建筑基坑支护技术规程》JGJ120-2012,

嵌固深度对于多支点支护结构ld不宜小于0.2h。

嵌固深度构造长度ld:3.380m。

2)嵌固深度满足整体滑动稳定性要求:

按《建筑基坑支护技术规程》JGJ120-2012圆弧滑动简单条分法计算嵌固深度:

圆心(-5.158,10.686),半径=13.654m,对应的安全系数Ks=1.367≥1.350

嵌固深度计算值ld=1.500m。

3)嵌固深度满足坑底抗隆起要求:

符合坑底抗隆起的嵌固深度ld=3.400m

4)嵌固深度满足以最下层支点为轴心的圆弧滑动稳定性要求:

符合以最下层支点为轴心的圆弧滑动稳定的嵌固深度ld=11.000m。

满足以上要求的嵌固深度ld计算值=11.000m,ld采用值=5.700m。

嵌固段基坑内侧土反力验算

根据计算,各种工况下,Ps≤Ep土反力满足要求。

式中:

Ps为作用在挡土构件嵌固段上的基坑内侧土反力合力(kN);

Ep为作用在挡土构件嵌固段上的被动土压力合力(kN)。

根据建立数学模型,计算结果满足要求。此方案可行。

5.3对比分析

6结束语

地铁深基坑施工方式较多,不同位置、不同地层采取不同的支护形式,支护形式的变化也容易引起深基坑周边建筑物的安全,如何根据相对位置关系处理相应的支护措施已经变得尤为重要,同时也应考虑实际现场需求。本文通过对地铁深基坑和电力竖井的应力分析,选取合适的施工工艺来确保深基坑和竖井的安全,同时对经济的分析也降低了施工成本,在后续施工中地铁基坑和周边建筑物有影响时提供了案例分析和技术参数,具有一定的指导意义。

参考文献:

[1]王金华,锚索支护传力机制与应力分布的数值模拟,煤炭科学总院,2008(1)

[2]王成华,土力学原理.天津大学出版社.

[3]张金亮,预应力锚索在地铁深基坑支护中的应用.铁道建筑技术.2011

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