武汉地铁车站深基坑支护结构选型研究.pdf

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1、第28卷第1期土木工程与管理学报Vol_28No．12011年3月JournalofCivilEngineeringandManagementMar．2011武汉地铁车站深基坑支护结构选型研究吴翔天，丁烈勇，周诚，余群舟。(1．西安科技大学土木工程学院，陕西西安710054；2．武汉光谷建设投资有限公司，湖北武汉430074；3．华中科技大学a．土木工程与力学学院；b．控制结构湖北省重点实验室，湖北武汉430074)摘要：地铁工程包含地铁车站和区间隧道两大部分，其中地铁车站深基坑支护结构的选型设计，是确保地铁车站深基坑施工安全的首要任务和重要环节。为了降低设计过程中造成的施工安全风险，地铁车站

2、深基坑工程的设计选型应根据地质水文条件，周边建筑物及地下管线等工程环境以及支护类型的特点和要求综合确定，才能实现安全、经济、合理的设计方案。本文根据武汉地区三种典型地貌形态，结合武汉地质水文条件分布特点，通过武汉地铁二号线一期几个典型的车站深基坑工程支护结构的分析，讨论了基坑加固范围与深度、地下连续墙深度、降水方式等对车站深基坑施工的影响，进一步阐明了地铁车站深基坑支护选型的方法及施工中需注意的问题。关键词：地铁车站；深基坑；支护；结构选型中图分类号：U231．3文献标识码：A文章编号：2095-0985(2011)01-0043-05我国的城市轨道交通尤其是地铁建设正处于高速发展期。迄今为止

3、，全国已经拥有地铁的城1车站深基坑支护型式特点及选型市是10个，共有l9个城市57条地铁线路同时在建。2015年前后，将建成89条地铁线路、总里程武汉地处江汉平原东部，地势为东高西低，南2495km，2010至2015年地铁建设投资规划总额高北低，中间被长江、汉江呈Y字形切割成三块，将达1l，568亿元。由于地铁工程建设风险高，周即武汉三镇。武汉地区的长江最高洪水位为期长，规模大，地质水文环境复杂，加上管理失误，29．73m(吴淞高程系统)，最低枯水位8．87m，水地铁工程施工安全事故呈明显上升趋势。地下工位升降幅度2O．86m。长江水与其两岸承压水有程发生事故的原因是多方面的，由于设计失误导

4、密切的水力联系，互补关系明显。武汉地区地貌致的风险责任界定不清，而这些风险往往到施工形态主要有三种类型J，如图1所示。时才反映出来¨，因此，加强地铁设计风险管理，特别是地铁车站深基坑支护结构的选型设计，是确保地铁车站深基坑施工安全的重要环节。地铁车站深基坑支护设计中首要的任务就是结合地质水文条件，周边建筑物及地下管线等工程环境，选择安全、经济、合理的支护型式J，然后进行支护结构的力学计算分析，根据计算分析结果进行支护结构的详细设计，包括围护结构截面、配筋、支撑或锚杆尺寸、人土深度等的设计。同一个地铁车站深基坑，若采用不同的支护型式，～#广*安全性能和综合造价相差可能是巨大的。本文通一过武汉地铁

5、二号线一期工程几个典型的车站深基Z曩坑工程支护型式的分析，阐明地铁车站深基坑支图1武汉长江阶地分布护型式选型的具体方法，供参考。收稿日期：2010—12—16作者简介：吴翔天(1974一)，男，河南温县人，高级工程师，博士研究生，研究方向为岩土工程(EmaJl：wxt78026@126．tom)·44·土木工程与管理学报2011年(1)剥蚀丘陵区：主要分布在武昌、汉阳地效果好，是支护结构中最强的支护型式，适用于地区，丘陵呈线状或残丘状分布，如武昌的磨山、珞质条件差和复杂、基坑深度大、周边环境要求高的珈山、汉阳的扁担山等，丘顶高为80～150nl，组深基坑支护，但造价较高，施工要求专用设备。若成

6、残丘的地层为志留系与泥盆系的砂页岩。能与地下结构结合使用，即施工后成为地下结构(2)剥蚀堆积垅岗区：主要分布在武昌、汉阳的一个组成部分则较为理想。在汉口长江I级阶的平原湖区与残丘之间，地形波状起伏，垅岗与坳地的地铁车站深基坑基本使用这种支护方式。通沟相间分布，高程为28～35rtl(相当于长江Ⅲ级常连续墙的厚度为600mm、8O0mm、1000mm，也阶地)。组成垅岗的地层主要为中、上更新统粘有厚达1500mm的，但较少用，例如武汉地铁越性土(老粘土)。地层地质大部分粘土、粉质粘土江隧道江南、江北风井基坑开挖深度分别为38in夹碎石，属老粘土，遇水有可塑性、膨胀性的特征，和46m，均采用150

7、0mm的地下连续墙。在武昌失水干裂遇水膨胀，膨胀土中裂隙较发育，裂面光长江Ⅲ级地，环境复杂要求基坑开挖变形小的条滑。裂隙中富水时可能导致基坑失稳。总体土质件下，部分车站围护结构也采用地连墙，如武昌的较好，围护结构一般选用排桩支护。中南路车站，本车站地连墙设计成为车站永久结(3)堆积平原区：分布于整个汉口市区及武构的组成部分，做到了节约投资。昌、汉阳沿江一带，主要为由长江、汉江冲洪积物(4)支撑形式