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1、上海地铁车站勘探工作量布置的探讨摘 要 随着上海轨道交通的发展,常规车站布孔方式已很难满足目前地铁车站的设计施工需要。采用勘探孔有效控制范围的方法,对勘探孔平面布置形式进行探讨。收集并分析目前地铁车站在桩基设计方面的实例,以探讨地铁车站勘探孔孔深确定的原则。关键词 地铁车站 桩端埋置层 桩长 勘探孔平面布置 孔深1引 言上海市地铁工程勘察工作量布置的主要依据是上海市《岩土工程勘察规范》(DGJ08-37-2002)[1]及上海市《城市轨道交通设计规范》(DGJ08-109-2004)[2]。两本规范对线路区间勘探孔平面位置及孔深的规定较为具体,故在工作中分歧小。而在地铁车站工作量布置时,
2、两本规范对孔距要求未完全统一,孔深确定又受地质条件、设计方案的影响,故工作量布置时有较大的分歧。本文拟对地铁车站勘察工作量布置进行探讨。2地铁车站勘探工作量常规布置方式地铁车站呈长条形,常规布孔方式是在车站两端各布置2个孔,车站中部采用“V”字型交叉布孔,孔距(或投影距)≤35m。已建的地铁车站宽度一般在20m以内,常规布孔方式基本上是合理的。地铁车站埋藏深度大,涉及深基坑开挖,常规按2.5倍开挖深度确定孔深。车站抗浮措施一般有:增加覆土厚度、底板下设置反滤层或设抗拔桩。如已运行的一号线及二号线大部分车站采用增加覆土厚度和设置反滤层解决抗浮问题,即使采用抗拔桩抗浮的车站,由于车站埋深不大,
3、桩入土深度有限,如新闸路车站抗拔桩的桩长约为基坑深度的1.4倍。因此对于先期建设的地铁线路,按2.5倍基坑开挖深度确定孔深已基本满足设计要求。逆作法施工车站,宜设中间支承桩以支承顶板和路面荷载。由于荷载很大,且大多为一柱一桩,需要的单桩承载力高,一般在立柱下设置大直径长桩(钻孔灌注桩)。故逆作施工车站除按基坑开挖深度确定孔深外,在车站两端各布置1个深孔,常进入第⑨层。3目前地铁车站规划、设计方面的特点3.1目前地铁车站特点上海最早建设的地铁一号线、二号线地铁车站一般为地下二层,基坑开挖深度一般在15m以内,非真正意义上的换乘车站(一、二号线换乘距离长)。随着轨道交通的不断建设,目前地铁车站
4、具有如下特点:宽度大:部分车站宽度增大到20m以上,结构形式由原来的单柱双跨变为双柱三跨。换乘车站多:交汇线路不断增多,多条线路换乘的车站越来越多,如地铁2、4、6及9号线在世纪大道站形成"丰"字形;地铁宜山路站有3、4及9号线三条线路换乘;规划建设的地铁10号线在同一车站与8、11、12、13、14号等两条或多条地铁线路交汇。开挖深度大:9号线世纪大道站地下三层,最大深度22m;地铁9号线宜山路站最大深度为29.7m,围护墙深度为62.9m。换乘车站的开挖深度一般都超过20m。3.2地铁车站基础方案由于目前地铁车站规模、开挖深度等均较以前有很大增加,在建地铁车站设置桩的比例越来越高,如某
5、线路23个车站中仅有2个车站不设桩。该轨道线地铁车站基础设计有以下特点:(1)施工工艺:23个车站中有1个采用全逆筑法施工,3个部分采用逆筑法,其余19个均为明挖顺筑法施工。由于造价、施工难度等因素的影响,仅在市中心环境特别复杂的区域采用逆筑法或部分逆筑法,一般情况下大多采用顺筑法施工。(2)布桩形式:一般沿地铁车站中轴线布置,既作为施工期围护体系立柱下的桩,又可作为运行期车站抗浮桩。(3)桩基埋置层的选择:按桩端埋置层⑤2砂质粉土、⑤3粉质粘土、⑦砂质粉土及粉砂、⑧1粉质粘土、⑧2粉质粘土夹砂分别统计,绘制直方图(图1)。从统计结果看,桩端置于第⑦层中的最多,占35.7%;桩端置于第⑤2
6、、⑤3、⑧1、⑧2层的比例相当,约占14%~18%。这说明如第⑦层埋藏适当,厚度较大,设计人员还是首选第⑦层作为桩端埋置层。地铁车站布桩主要起抗浮及施工期围护结构的立柱桩之用,沉降问题不突出,因此采用第⑤2粉土层或第⑤3、⑧层粘性土层均是可行的。(4)桩长的确定:按桩长20m~25m、25m~30m、30m~35m、35m~40m,>40m五种类型分别统计,绘制直方图(见图2)。结果桩长20m~25m最多,约占35%;其次为桩长26m~30m和桩长36m~40m,各占26%(桩长36m~40m范围段共有6个车站,其中3个车站采用逆作法施工);桩长>40m的车站占4.3%,为逆筑
7、法施工且有换乘站车站。经对各车站桩长分析,地下两层车站桩长20m~30m居多,约占60%,开挖深度较大的换乘车站桩长一般为30m~40m。(5)逆作法施工车站的桩基方案:逆作法施工车站,由于施工期荷载很大,需要的单桩承载力高,一般使用大直径长桩,以第⑧2粉质粘土与粉砂互层或第⑨层粉砂层作为桩端埋置层,桩长一般在35m以上。4地铁车站勘探孔工作量布置的探讨4.1地铁车站勘探点平面布置地铁车站常规布孔方式是四个角点各布置1个
