深大基坑工程施工对紧邻地铁车站变形影响.pdf

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1、第2期(总第158期)2012年4月中圄幸丛z农CHINAMUNICIPALENGINEERINGNo．2(SerialNo．158)Apt．2012DOI110。3969／i．issn．1004-4655．2012．02．027深大基坑工程施工对紧邻地铁车站变形影响彭基敏(上海市城市建设设计研究总院，上海200125)摘要：为保证既有地铁车站的正常运营和结构安全，在紧邻的基坑开挖过程中需要严格控制车站结构的变形。围绕对紧邻已有地铁车站侧边进行大面积地下空间基坑开挖的数值模拟及现场实测结果分析，提出了合理的设计方案及技术措施，为今后类似工程问题的

2、设计及施工提供参考性建议。关键词：深大基坑工程；地铁车站；数值分析；逆筑法；变形中图分类号：U231．4文献标志码：A文章编号：1004—4655(2012)02-0074—03随着城市及地铁建设的高速发展，对地铁周边地下空间开发和利用的要求越来越高，同时伴随着地下空间基坑深度及面积的不断扩大。如何确保T-程实施期间对已有地铁车站及区问正常运营和安全也日益成为关注的焦点¨。31。本文主要围绕对紧邻已有地铁车站侧边进行大面积地下空间基坑开挖的数值模拟及现场实测结果分析HJ，并提出相应的设计方案及处理措施，以深化基坑开挖对地铁车站的安全影响认识，为今

3、后相似工程的设计、施工提出参考性建议。1工程概况与难点分析1．1工程概况卜海西站南广场地下综合交通枢纽(一期)工程位于普陀区中部，主体建筑为1个局部含夹层的地下2层的结构，基地面积约为13500n12，基坑开挖深度约为13．25m。基坑北侧紧邻已建成的上海市轨道交通1I号线上海西站站。该地铁车站为地下2层框架结构，埋深约为14．80Ill。与地铁车站相互关系平面图见图l。图1与地铁车站相互关系平面图收稿日期：2011—08—02741．2难点分析基坑工程与既有地铁车站仅一墙之隔；地铁车站纵向连接长度长，共约140m；基坑开挖面积大、深度深。基于上

4、述因素，并确保施工期间对既有地铁的保护，本文在围护结构没计阶段采用多方案对比，并采用有限元软什对各方案进行分析和论证。2对周边环境影响性对比分析2．1计算模型及土层分类拍。71本文分析时采用HardeningSoil(HS)塑性本构模型，围护结构与士休的相互作用采用接触而(Goodman单元)来模拟，地下墙采用梁单元来模拟，水平支撑采用弹簧单元来模拟。土体的物理力学参数见表1。表1土体的物理力学参数表黏聚力内摩擦重度∥弹性模昂泊松层号上层名称kN．m3E／MPa比“c／kPa角4,／(o)②一l黄一灰黄色1922．018．74．5O．35粉质黏土

5、②3砂质粉土53l018．88．50’32③一，淤泥质粉质黏土1316．017．33．4O35④淤泥质黏土1412．516．72．4O．35⑤ll黏土1812517．63．6O．32⑤1一j粉质黏土1519018．04．6032暗绿草黄⑥4719．O19．76．80．32色黏件十弹簧刚度取为50～60MN／m2。车站结构采用实体单元模拟，其弹性模量E和泊松比肛分别为3X1010Pa和0．2。有限元计算模型见图2。中l习彳苍z有彭基敏：深大基坑工程施工对糸i寸p地驮千，ax-，pt彬F响2012年第2期图2有限元计算模型2．2基坑围护设计对比分析1

6、)基坑分区筹划对比分析。考虑到本工程地铁车站纵向连接长度约140m，为减少施工期间对既有地铁车站的位移和沉降的影响，工程设计时靠近地铁车站一侧约20m左右设置l道临时封堵墙把基坑划分为近、远2个基坑，同时近侧基坑横向也设置了2道分隔墙(见图3)。是否设置分隔墙状态下的地铁车站主要变形指标见表2。图3基坑分区平面图表2地铁车站主要变形指标15号线西站站变形指标竖向位移／nun水平位移／ram附加弯矩／kN·m无分隔墙14．09．6550设分隔墙10．37．9390减小幅度26％17．7％29％2)围护结构设计方案对比分析。南侧大基坑由于面积大、开挖

7、深度深，且基坑形状非常不规则，综合考虑工期、技术及经济效益，采用结构楼板直接作为基坑支撑的逆筑法进行施工(见图4)，北侧为狭长型基坑，则采用钢管对撑方案。图4逆筑法设计方案平面图采用明挖+逆筑法施工，车站的最大沉降、水平位移以及附加弯矩减少8％一12％。对比采用顺筑法与逆筑法的围护结构设汁方案(见图5)。3)近地铁侧是否地基加固对比分析。由于基坑底主要位于④层灰色淤泥质黏土中，且与既有地铁车站仪有一墙之隔，为了减少基坑开挖对既有车站的影响，于靠近地铁车站的一侧设置了裙边(宽8m)+抽条(间距6m)加固方案，加固深度为底板下4In。是否采用地基加固

8、的对比见图6。图5围护结构设计方案对比图．菁抽基加晤：遣錾孺倒“_]中国彳盛z柱彭基敏：深大基坑工程施丁对紧邻地铁车站变形影响2012年