武汉地铁smw工法围护结构施工及设计(公司技术交流)

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1、浅谈武汉地铁金色雅园站出入口ＳＭＷ工法基坑围护设计与施工邓涛（中铁航空港集团第二工程有限公司长沙4130000）［摘要］ＳＭＷ工法以工程造价低、施工周期短、止水效果好、占地小、环境污染小等优点，被越来越广泛的应用于地铁车站出入口的基坑围护设计中。本文以武汉地铁金色雅园站Ⅵ号出入口为例，对在长江一级阶地ＳＭＷ工法设计与施工进行探讨。［关键词］地铁出入口、ＳＭＷ工法、基坑围护一．工程及地质概况Ⅵ号出入口位于金雅二路与常青五路“十”字路口东南角，为单层单跨框架结构，出入口宽度4.5m，净高3.6m。紧邻该出入口西侧为已完工的车站主体，东侧为某小区1号楼以及6

2、号楼。基坑距6号楼最近距离为2.5米。该出入口场地地形平坦，地面高程为21.2米，在地貌单元上属长江北岸II级阶地前缘，I级阶地后缘。场地内的地下水有上层滞水，孔隙承压水两种类型。1）上层滞水主要赋存于人工填土层，无统一自由水面，大气降水、地表水和生产、生活用水渗入是其主要的补给来源。勘察期间测得其初见水位埋深为1.0～3.6m，稳定水位埋深为1.2～4.3m。2）本场地孔隙承压水为赋存于I级阶地第四系全新统冲积（Q4al）粉质粘土、粉土、粉砂互层土（(3-4)、(3-5)）层及局部分布的(4-1)粉细砂层中弱孔隙承压水，与长江、汉江具有一定的水力联系

3、，其上覆粘性土层及下伏残积土、基岩为相对隔水顶、底板。在勘察期间，于2006年11月10日在Jz-JSYY-W1号抽水试验孔中测得承压水水头在地面下4.65m，相当于绝对标高16.37m（黄海高程），汉口地区长江I级阶地承压水测压水位标高最高为20.0m左右，承压水头标高年变化幅度在3.0～4.0m之间。作者简介：邓涛，男，1984年出生，中铁航空港集团二公司益阳项目部总工，助工，电话18873700880第14页共14页二．围护结构设计2.1设计概况Ⅵ号出入口采用明挖顺作法施工，基坑开挖宽度6.45m，最大开挖深度约为12.7m。基坑围护结构采用SM

4、W工法，水泥土深层搅拌桩桩径φ650mm，间距450mm，桩间咬合200mm，桩长17.5m～26.5m。搅拌桩密插H500×300型钢，型钢腹板厚度11mm，翼缘厚度18mm。型钢长17m～26m。基坑竖向设置2道（集水坑加深处设置4道）φ609mm，壁厚12mm的钢支撑，通过钢腰梁设置在搅拌桩上。钢支撑水平间距为3m～1.75m。基底采用φ650三轴搅拌桩进行加固处理。第14页共14页2.2围护结构设计计算1）计算原则（1）结构计算简化模型应根据结构的实际工作条件确定，并反映结构与周围地层的相互作用。（2）根据场地的地质状况、周边环境安全的重要程度

5、和坑内永久性变形等因素，本基坑的保护等级为一级，地面最大沉降量及围护结构水平位移控制要求如下：地面最大沉降量≤0.3%H，一级基坑支护结构的最大水平位移值应≤30mm。（3）围护结构应进行稳定、强度、变形验算，基坑抗滑移的整体稳定性安全系数不小于1.3；基底土体抗隆起安全系数不小于1.8；坑底抗渗流稳定系数不小于1.5；基底以下承压水的稳定性等安全系数不小于1.2。（4）为减少围护结构在基坑开挖期间的位移，对钢支撑应施加预应力，其值可按设计轴力的30～60%采用，其内力计算应考虑支撑预应力作用。（5）浅埋结构在底下水位以下，整体结构还要考虑水浮力，进行

6、抗浮稳定性验算。不考虑侧壁摩阻力时，结构抗浮安全系数≥1.5。2）计算模型围护结构内力计算沿车站结构纵向取单位长度按弹性地基梁计算，按基坑开挖、支撑架设及出入口结构浇筑的施工过程和完成后的使用阶段进行内力计算。围护结构开挖阶段计算时必须计入结构的先期位移值以及支撑的变形，按“先变形，后支撑”的原则进行结构分析。围护结构荷载及计算图示见下图。第14页共14页3）计算选取基坑开挖最深处进行验算如下：（1）围护结构整体稳定性验算围护结构整体稳定性采用瑞典条分法确定最危险滑动面进行验算，整体稳定安全系数Ks=1.31≥1.3满足要求。（2）抗隆起安全系数第14

7、页共14页坑底抗隆起安全系数按照考虑围护墙体抵抗弯矩的圆弧滑动面抗隆起验算方法可得Ks=1.97≥1.8满足要求。（3）抗管涌稳定安全系数K=（（2t+h）×γ，）/（h×γw）=2.701≥1.5满足要求。γ，—土的平均浮重度（KN/m3）γw—水重度（KN/m3）h—侧壁含水层水位至基坑底的深度（m）t—墙入土深度（m）（4）ＳＭＷ桩中型钢承载力验算根据上海市工程建设规范《型钢水泥土搅拌墙技术规程（试行）》ＤＧＪ08-116-2005中规定，型钢水泥土搅拌墙的弯矩、剪力全部由型钢承担。经设计软件计算最不利工况下围护结构受力结果如下：第14页共14页

8、设计软件计算结果第14页共14页型钢的抗弯强度验算公式：M/W≤fM—型钢水泥土墙的弯矩设计值