明挖法地鐵車站基坑支護結構及主體結構設計

1、 摘要】地鐵車站作為地鐵線路整體設計施工中的重要環(huán)節(jié)，在建設過程中存在各種困難如環(huán)境污染、地址條件差等等。本次設計的目的是在已有的資料基礎上進行，按照各規(guī)范對寧波軌道交通一號線望春站進行結構設計。本課程設計主要進行車站圍護結構或主體結構設計。設計的主要內容包括：確定基坑的保護等級、圍護結構選型（考慮結構受力、工程投資等）、圍護結構入土深度的確定（基坑抗隆起、抗管涌、抗傾覆驗算）、支撐的選型及布置方式、圍護結構內力及支撐內力計算、圍護結構變形計算、圍護結構配筋計算、主體結構內力。在車站基坑支護結構設計、車站附屬基坑結構支護結構設計中，主要工程地質條件、根據車站建設要求的初步設計以及支護結構的類型

2、和尺寸、典型斷面和基坑插入比相關數(shù)據已經在基本資料中給出，在此資料基礎上對基坑進行穩(wěn)定性驗算和變形驗算。依據驗算結果進行驗證，變形與穩(wěn)定性均達到設計規(guī)范要求。根據支護結構和車站主體結構設計類型與尺寸，利用sap2000軟件分別對不同工程施工階段進行模擬驗算。對基坑開挖、回筑過程的計算，得到最大應力，進行鉆孔灌注樁以及地下連續(xù)墻配筋。對主體結構用使用階段內力的模擬計算，得到各結構的彎矩。配筋結束后進行裂縫控制驗算等工作。最后對結構的防水進行設計，完成寧波軌道交通一號線望春站結構設計?！娟P鍵詞】支護結構；主體結構；鉆孔灌注樁；地下連續(xù)墻；內力計算；配筋計算TOC o 1-5 h z HYPERLI

3、NK l bookmark2 o Current Document 前言4 HYPERLINK l bookmark4 o Current Document 一工程概述5 HYPERLINK l bookmark6 o Current Document 設計背景5 HYPERLINK l bookmark8 o Current Document 工程概況6 HYPERLINK l bookmark10 o Current Document 1.3車站周邊環(huán)境6 HYPERLINK l bookmark12 o Current Document 工程地質及水文地質概況81.4.1各巖土層地層巖性

4、81.4.2水文地質概況12 HYPERLINK l bookmark14 o Current Document 1.5車站建設規(guī)模確定13 HYPERLINK l bookmark16 o Current Document 二設計依據與設計標準14 HYPERLINK l bookmark18 o Current Document 2.1設計依據14 HYPERLINK l bookmark20 o Current Document 2.2設計規(guī)范14 HYPERLINK l bookmark22 o Current Document 2.3設計原則與設計標準152.3.1主要設計原則152

5、.3.2主要設計標準16 HYPERLINK l bookmark24 o Current Document 2.4設計思路17 HYPERLINK l bookmark26 o Current Document 三車站主基坑支護結構設計18 HYPERLINK l bookmark28 o Current Document 3.1確定基坑的安全等級18 HYPERLINK l bookmark30 o Current Document 3.2確定主基坑的環(huán)境保護等級18 HYPERLINK l bookmark32 o Current Document 3.3斷面選擇19 HYPERLINK

6、 l bookmark48 o Current Document 3.4主體支護結構選型213.4.1圍護結構選型213.4.2支撐結構選型23 HYPERLINK l bookmark52 o Current Document 支撐豎向布置24 HYPERLINK l bookmark54 o Current Document 支撐水平布置25 HYPERLINK l bookmark56 o Current Document 圍護插入比及地下連續(xù)墻厚度的初步擬定25 HYPERLINK l bookmark58 o Current Document 3.8基坑穩(wěn)定性分析26整體穩(wěn)定性驗算2

7、63.8.2鉆孔灌注樁抗傾覆穩(wěn)定性驗算26抗滑移穩(wěn)定性驗算32抗隆起穩(wěn)定性驗算32抗?jié)B流穩(wěn)定性驗算35抗突涌穩(wěn)定性驗算36 HYPERLINK l bookmark70 o Current Document 3.9基坑開挖階段圍護結構內力計算36彈性地基梁法概述363.9.2計算參數(shù)38 HYPERLINK l bookmark72 o Current Document 3.9.3計算工況393.9.4圍護結構工況計算流程40 HYPERLINK l bookmark114 o Current Document 3.10基坑開挖階段軸力59 HYPERLINK l bookmark116 o

8、Current Document 四主體結構設計59 HYPERLINK l bookmark118 o Current Document 主體結構尺寸59 HYPERLINK l bookmark120 o Current Document 4.2主體結構設計荷載604.2.1荷載參數(shù)設置60 HYPERLINK l bookmark122 o Current Document 4.2.2荷載計算61 HYPERLINK l bookmark124 o Current Document 4.3荷載組合61 HYPERLINK l bookmark126 o Current Document

9、4.4主體結構施工階段圍護結構內力計算62 HYPERLINK l bookmark134 o Current Document 4.5主體結構內力計算684.5.1主體結構工況68主體結構內力計算694.5.3變形與支撐構件軸力計算824.5.4主體結構抗浮穩(wěn)定性分析84 HYPERLINK l bookmark210 o Current Document 五車站圍護結構配筋86 HYPERLINK l bookmark212 o Current Document 5.1工程材料86 HYPERLINK l bookmark214 o Current Document 5.2地下連續(xù)墻配筋計

10、算86 HYPERLINK l bookmark244 o Current Document 5.3鉆孔灌注樁配筋計算89 HYPERLINK l bookmark252 o Current Document 六結語90前言本次課程設計的主要內容是地鐵車站設計，目的是掌握地鐵車站設計流程和主要方法，鍛煉并提高設計能力以及基本的科研工作能力。目前，我國城市軌道交通發(fā)展迅速，北京、上海、深圳、天津等城市地鐵仍在緊張施工中。隨著軌道交通的日益普及，有關方面的研究也進一步加深。因城市軌道交通系統(tǒng)與人們日常出行生活密切相關，所以軌道交通的設計施工應按照車站設計符合城市總體規(guī)劃，并與車站所在區(qū)域的城市規(guī)劃

11、相互協(xié)調，以人為本，以滿足客流要求、乘降安全、疏導迅速、環(huán)境舒適、布置緊湊、便于管理的基本功能要求。并結合地形條件，綜合考慮施工技術、建筑藝術、先進設備和運營管理的現(xiàn)代設計理念。城市地鐵設計中地鐵車站的設計是關鍵。地鐵車站在設計時要受到各種既有條件的限制而選擇不同的方案。根據城市軌道交通線路與地面之間關系可分為地下工程、地面工程和高架工程，武漢市三號線體育中心南站為地下車站，而地下車站橫斷面類型主要有矩形、拱形和圓形等形式。結構形式的選擇與車站規(guī)模、施工方法等有關，我國地下車站多采用矩形和拱形。國內外修建地鐵車站的方法主要有明挖、蓋挖以及明挖蓋挖相結合三種。明挖法具有施工方便、施工速度快、施工

12、質量容易保證等優(yōu)點；但當對地面交通和地下管線的干擾過大而采用明挖法不可行時或在車站埋深較大、地質條件較好時常采用蓋挖方案；在明挖和蓋挖方案均受到限制時，充分利用現(xiàn)場的邊界條件采用明挖、蓋挖相結合的設計方案有時也能取得意料不到的效果。本次課程設計將以寧波地鐵車站為背景，通過分析提供的車站地質資料（包括工程地質、水文地質、工程周邊建筑物及管線等環(huán)境）、車站平面圖、剖面圖的基礎上進行設計。對寧波地鐵一號線望春站主體結構、支護結構進行內力計算、配筋等工作。同時對其進行圍護結構的穩(wěn)定性驗算和主體結構裂縫控制驗算等計一工程概述1.1設計背景目前，我國城市軌道交通發(fā)展迅速，北京、上海、深圳、天津等城市地鐵仍

13、在緊張施工中。隨著軌道交通的日益普及，有關方面的研究也進一步加深。因城市軌道交通系統(tǒng)與人們日常出行生活密切相關，所以軌道交通的設計施工應按照車站設計符合城市總體規(guī)劃，并與車站所在區(qū)域的城市規(guī)劃相互協(xié)調，以人為本，以滿足客流要求、乘降安全、疏導迅速、環(huán)境舒適、布置緊湊、便于管理的基本功能要求。并結合地形條件，綜合考慮施工技術、建筑藝術、先進設備和運營管理的現(xiàn)代設計理念。城市地鐵設計中地鐵車站的設計是關鍵。地鐵車站在設計時要受到各種既有條件的限制而選擇不同的方案。根據城市軌道交通線路與地面之間關系可分為地下工程、地面工程和高架工程，武漢市三號線體育中心南站為地下車站，而地下車站橫斷面類型主要有矩形

14、、拱形和圓形等形式。結構形式的選擇與車站規(guī)模、施工方法等有關，我國地下車站多采用矩形和拱形。國內外修建地鐵車站的方法主要有明挖、蓋挖以及明挖蓋挖相結合三種。明挖法具有施工方便、施工速度快、施工質量容易保證等優(yōu)點；但當對地面交通和地下管線的干擾過大而采用明挖法不可行時或在車站埋深較大、地質條件較好時常采用蓋挖方案；在明挖和蓋挖方案均受到限制時，充分利用現(xiàn)場的邊界條件采用明挖、蓋挖相結合的設計方案有時也能取得意料不到的效果。本次課程設計將以寧波地鐵車站為背景，通過分析提供的車站地質資料（包括工程地質、水文地質、工程周邊建筑物及管線等環(huán)境）、車站平面圖、剖面圖的基礎上進行設計。對寧波地鐵一號線望春站

15、主體結構、支護結構進行內力計算、配筋等工作。同時對其進行圍護結構的穩(wěn)定性驗算和主體結構裂縫控制驗算等計1.2工程概況寧波軌道交通1號線為東西向的基本骨干線，由主線和東延伸線組成，連接了城市西部的工業(yè)園區(qū)，通過高橋地區(qū)、望春橋地區(qū)、汽車西站、大卿橋、西門口居住區(qū)，天一廣場三江口商業(yè)中心，東部新城中心區(qū)、北侖中心區(qū)等大型客流集散點。1號線主線全長21.3公里，其中高架線7.3公里，地下線14公里，共設車站19座，其中高架站5座，地下站14座。1號線東延伸線全長23.4公里，其中高架線15.3公里，地面線8.1公里，共設車站7座，其中地面站1座，高架站6座。望春站，是地下軌道交通車站，為寧波軌道交通

16、1號線和6號線的換乘樞紐，遠期小交路折返站。望春站位于海曙區(qū)機場路西側，望春橋北面，望春路南側綠帶內。車站長458.5米，凈寬19.7米，埋深14.755米，地下建筑面積20528平方米。本站為地下兩層車站，基坑開挖深度14.3米，采用明挖法施工，圍護結構采用鉆孔灌注樁法+止水帷幕，插入比1.03。本站覆土約1.35m底板埋深位于層淤泥質粉質粘土中，需采取抗浮措施，經計算除采取壓頂梁形式解決外還需設置1000抗拔樁，設于柱下。風道、出入口采用明挖法施工，圍護結構采用SMW工法樁。主體結構為雙層三跨箱型框架結構，設4個出入口，2個風亭。車站預留與遠期六號線的換乘通道，與遠期六號線形成通道換乘。1

17、.3車站周邊環(huán)境望春站位于望春小區(qū)附近，主體結構位于望春路南側，后塘河北側，距河邊310m。車站南側為密集的13層民房，小店鋪林立，北側以民房和多層廠房。望春路路面較小，僅為2車道公路，交通流量大。車站主體位于望春路和規(guī)劃支路的路口東南角，沿望春路東西向布置，大部分位于南側的道路紅線外。望春路站西端是配線明挖段、及由地下向地面段過渡敞口段。設4個出入口，2個風亭。車站預留與遠期六號線的換乘通道，與遠期六號線形成通道換乘。其平面圖如圖1-1所示。起劃建幣IT.毀代曲丸口雋M5喚證迷卄nri鬲：和人口二丄汩加賀*開世血人Ira-#齢曲黠粗辭躅hJM.4I.UTUlfI.*S-wm-*MI-l-fr

18、lftHR.IWJVLHFIEBa.*4剛:iii|*Fnj：hHm息_一】皿0帖孔*莊茫護*iAW*鐮寂浦姑tfAAP-jZz=i1TTQ寧渥抽床交ifi號4駆工程總悼諭計蠱春站結晦攤工落平畫匝-2-2-1密T1汾雨通略甘2FH1興口I號皿*圖1-1望春站總平面圖車站南側約一倍基坑深度范圍內有市級文物望春橋。望春橋位于西郊西塘河與中塘河的合流處，淺基礎，是寧波僅存的石拱橋。由于望春橋距車站基坑僅12m，設計施工時須考慮地鐵車站開挖施工對其帶來的不利影響。望春站位于望童路以東望春路上，沿線建筑物眾多，地下管線密布，縱橫交錯，但地下管線分布復雜，設計施工時應充分重視。施工前應予以遷移與有效保護，

19、設計與施工時各管線具體情況詳見“寧波市軌道交通1號線一期工程”地下管線物探報告由于望春站位于寧波西大門，且望春路經過多次改造，地下障礙物較多，主要為建筑物老基礎，老基礎分布復雜，設計、施工時應充分重視。望春站根據管線資料分析估算本站地下管線遷改見表1-1序a.類型材質規(guī)格測點標局地血標咼埋探處理方式處理長度與車站關系1雨水fifeDN600YS0141.133.11.97臨時改移200m縱穿2電信塑600X300DX0241,693.11.41臨吋改移200m縱穿3天然塑DN110TRA072.420.97臨時改移200m縱穿表1-1望春站地下管線3 3 #4 1.4工程地質及水文地質概況1.

20、4.1各巖土層地層巖性（1）1-1層：雜填土（mIQ）雜色，以灰黃色為主，松散稍密，望春路上部為中密，成份雜，主要由碎塊石、磚瓦片、粘性土、建筑垃圾等組成，局部混少量生活垃圾，碎塊石大小混雜，均一性差。碎塊石徑一般約515cm,大者大于50cm,般上部碎石含量高，下部粘性土含量高。表部在機動車道上為混凝土路面，人行道表部為大理石地磚或普通地磚。該層場地均有分布，土質不均，厚度為1.33.3m，平均2.08m。（2）2層：粘土（al-IQ3）4灰黃色，軟塑，厚層狀構造，含有鐵錳質斑點，粘塑性好，韌性高，干強度很高，無搖震反應。該層場地局部分布，大部份地段缺失，物理力學性質較好，俗稱“硬殼層”，具

21、中高壓縮性，頂板標高-0.451.45m,厚度較小，為0.51.3m。（3）3層：淤泥質粘土（mQ3）4灰色，流塑，厚層狀構造，粘塑性好，局部相變?yōu)橛倌?，偶見半碳化物腐殖質，韌性高，干強度高，無搖震反應。該層場地內均有分布，層位穩(wěn)定，物理力學性質差，具高壓縮性，頂板標高-0.990.66m，厚度0.93.9m。（4）1層：粘土（mQ2）4灰色，軟塑，厚層狀構造，含少量植物碎屑，粘塑性好，韌性高，干強度很高，無搖震反應。該層場地分布，層位較穩(wěn)定，高壓縮性，頂板標高-2.90-1.34m，厚度較小，為0.61.3m。（5）2-1層：淤泥（mQ2）4灰色，流塑，鱗片狀構造，局部厚層狀，土質較軟，均一

22、性好，粘塑性好，韌性高，干強度很高，無搖震反應。該層場地內局部分布，層位穩(wěn)定，物理力學性質差，具高壓縮性，頂板標高-5.99-2.09m，層厚1.55.2m。（6）2-2層：淤泥質粘土（mQ2）4灰色，流塑，似鱗片狀構造，局部為厚層狀，土質較軟，均一性好，粘塑性好，韌性高，干強度很高，無搖震反應。巖性以淤泥質粘土為主，局部相變?yōu)橛倌噘|粉質粘土。該層場地內均有分布，層位穩(wěn)定，物理力學性質差，具高壓縮性，頂板標高-8.99-2.44m，層厚2.711.5m。（7）2層：粉質粘土（al-mQi）灰色，流塑，厚層狀構造，粘塑性中等，性質不均勻，夾粉土團塊較多，韌性中等，干強度中等，無搖震反應。該層場地

23、大部份地段有分布，具高壓縮性，頂板標高-12.94-10.13m，層厚0.72.5m。（8）1-1層：淤泥質粉質粘土（mQi）4灰色、流塑，鱗片狀構造，含粉團塊，土質較均一，局部巖性為淤泥質粘土。韌性中等，干強度中等，無搖震反應。該層場地均有分布，物理力學性質差，具高壓縮性，頂板標高-15.60-12.01m,層厚1.26.2m。（9）2層：粘土（mQi）4灰色，軟塑，細鱗片狀構造，土質較均一，韌性高，干強度高，無搖震反應。含少量半碳化物，粘塑性較好，巖性總體以粘土為主，局部為粉質粘土。該層分布零星，物理力學性質差，具高壓縮性，頂板標高-19.81-15.10m,層厚2.76.9m。（10）1

24、層：粘土（al-lQ2）3灰綠色、灰黃色，可塑，局部硬塑，厚層狀構造，含鐵錳質結核，韌性高，干強度高，無搖震反應，巖性以粘土為主，局部為粉質粘土。該層場地基本均有分布，物理力學性質較好，具中等壓縮性，頂板埋深和厚度變化均較大，頂板標高-22.51-14.54m，層厚1.99.4m。（11）1T層：砂質粉土（mQi）4灰黃色，稍密中密，濕，厚層狀，含較多粉細砂和粘性土薄層，韌性低，干強度低，搖震反應明顯，土面粗糙。該層為1層相變夾層，零星分布，物理力學性質較好，具中等壓縮性，頂板標高-21.93-16.21m，層厚1.53.7m。（12）2層：粉質粘土（al-lQ2）3灰黃色，可塑，局部軟塑，一

25、般上段厚層狀，下段薄層狀構造，薄層厚26mm，層間夾粉土薄膜，含鐵錳質結核，韌性中等，干強度中等，無搖震反應。該層場地基本均有分布，物理力學性質較好，具中等壓縮性，頂板埋深和厚度變化均較大,頂板標高-25.51-15.04m,層厚1.813.5m。該層分布零星，物理力學性質好，頂板標高-34.15-31.04m，層厚1.24.2m。（13彳層：粉質粘土（mQ2）3灰色，軟塑，局部流塑，局部粉粒含量較高，韌性中等，干強度中等，無搖震反應。該層場地基本均有分布，物理力學性質一般，具中偏高壓縮性，頂板標高-31.25-24.20m，層厚1.110.6m。（14）1層：粘土（al-lQ2） 2 黃灰色

26、，可塑，局部硬塑，含少量鐵錳質結核，粘塑性較好，韌性高，干強度高，無搖震反應。局部為粉質粘土。該層場區(qū)基本均有分布，層位穩(wěn)定，物理力學性質較好，具中等壓縮性，頂板標高-41.75-27.29m，層厚1.610.7m。（15）3層：粉質粘土（mQ2）3灰色，軟塑可塑，薄層狀構造，層厚26mm，局部層面附粉土，部份地段下部為厚層狀，粘塑性一般，韌性中等，干強度中等，無搖震反應。局部粉粒含量較高。該層場區(qū)基本均有分布，層位穩(wěn)定，物理力學性質較差，具中偏高壓縮性，頂板標高-44.75-33.52m，層厚2.015.2m。（16）1層：粉質粘土（al-IQi）3灰黑色、灰黃色、灰綠色，可塑，厚層狀為主，

27、韌性高中等，干強度中等高，無搖震反應。粉粒含量較高，局部地段相變?yōu)楹承酝练凵埃↙T）該層場地大部份地段有分布，物理力學性質較好，具中等壓縮性，頂板標高-48.18-43.09m，層厚一般1.05.7m。（17）爐2層：粉質粘土（mQi）3淺灰色、灰色，軟可塑，厚層狀構造，層間夾較多粉土或粉砂薄層，韌性高中等，干強度中等高，無搖震反應。該層分布局限，物理力學性質一般，具中等偏高壓縮性，頂板標高-49.01-44.63m，層厚2.47.2m。（18層：粉砂、細砂（alQi）3淺灰色，中密，飽和，厚層狀構造，局部地段上部夾粘性土薄層，砂土顆粒一般上細下粗，含少量礫石。該層分布零星，物理力學性質好，

28、實測標貫平均擊數(shù)為30擊，頂板標高-47.84-45.59m，層厚2.44.7m。（19）3層：圓礫、含粘性土礫砂（al-plQi）3灰褐色，中密密實，飽和，厚層狀構造，礫約0.53.0cm,含量約2555%，余者為砂，少量粘性土充填。該層場地均有分布，層位穩(wěn)定，物理力學性質好，頂板標高-52.54-47.45m，層厚2.411.9m。（20）1層：粉質粘土（al-lQ2）2灰綠色、灰蘭色，可塑硬塑，厚層狀構造，局部粉粒含量較高巖性相變?yōu)樯百|粉土，粘性土韌性中等高，干強度高，無搖震反應。該層場地均有分布，層位穩(wěn)定，物理力學性質好，中等壓縮性，層頂標高一60.19-57.11m，揭露最大層厚3.

29、9m，大部分鉆孔未揭露。（21）1T層：粉砂、細砂（alQ2）雜色，以淺灰色、灰褐色為主，中密密實，飽和，厚層狀構造，砂質較純，上細下粗。該層分布零星，是1層硬土層的相變夾層，物理力學性質好，頂板標高-61.80-58.13m，未揭穿。詳細數(shù)據及計算設計建議參數(shù)值見表1-2，表中僅列舉了本組設計的標準段截面土層參數(shù)及各設計建議值。土層編號巖性名稱層厚(m)天然重度Y(kN/m3)靜止側壓力系數(shù)K0內摩擦角()內聚力c(kPa)水平基床系數(shù)Kh(Mpa/m)垂直基床系數(shù)Kv(Mpa/m)水平滲透系數(shù)Kh(cm/s)垂直滲透系數(shù)Kv(cm/s)比例系數(shù)m(MN/m累計土層厚度壓縮模量Es0.1-0

30、.2(MPa)2粘土(硬殼層)1180.515.5339.310.64.40E-072.21E-07323.173淤泥質亞粘土16.517.10.6610.7174.64.92.76E-071.05E-071.7-14.52.492-2淤泥質亞粘土1.9180.581420673.63E-061.27E-062.2-16.43.742亞粘土8.618.60.517.52814.416.85.31E-073.28E-074.2-252.481亞粘土10018.60.516.42814.416.85.31E-073.28E-074.2-1252.9表1-2標準段截面巖土物理力學參數(shù)設計建議值一覽表

31、注：表中層厚、內摩擦角、內聚力值參數(shù)根據望春站標準段截面圖內數(shù)據取用，天然重度、基床系數(shù)等參數(shù)根據望春站地質報告提供。1.4.2水文地質概況根據地下水含水層介質、水動力特征及其賦存條件，場地范圍內與工程有關的地下水可分為松散巖類孔隙潛水和孔隙承壓水兩類。松散巖類孔隙潛水主要賦存于場區(qū)表部填土和粘土、淤泥質土層中。表部填土富水性和透水性均較好，水量較大；淺層粘土和淤泥質土富水性、透水性均差，滲透系數(shù)為1.0X10-64.07X10-7cm/s之間，水量貧乏，單井出水量小于5m3/do場地內孔隙潛水主要接受大氣降水豎向入滲補給和地表水的側向入滲補給，多以蒸發(fā)方式排泄。水位受季節(jié)及氣候條件等影響，但

32、動態(tài)變化不大，潛水位變幅一般在0.51.0m之間。勘察期間測得潛水位埋深一般為1.63.0m,標高0.211.34m，潛水最低水位按本次勘察實測水位向下1.0m。根據本區(qū)鉆探及附近水文地質孔資料，擬建場地埋藏分布有二層孔隙承壓含水層，分別為第I含水層組(Q3)和第II含水層組(Q2)。I層孔隙承壓水：第I層孔隙承壓水賦存于層粉砂、細砂、粗砂、礫砂和圓礫層中，透水性好，平均滲透系數(shù)約30.5m/d，水量豐富，單井開采量5001000m3/d，含水層頂板埋深一般為45.062.0m左右，含水層厚度510m，層位穩(wěn)定，水位埋深5.5m左右，動態(tài)變化不明顯，基本不流動。透水性較好，水溫為19.520.

33、0C，水質為微咸水,水化學類型以ClS04NaCa型為主。II層孔隙承壓水：第II層孔隙承壓水賦存于3、2層圓礫、卵石和中粗砂層中，透水性較好，水量較大，單井開采量一般為1000m3/d左右，是市區(qū)主要淡水開采層之一，水溫為20.521.0C,原始水位略高于第I含水層，水位埋深3.55.0m。根據相鄰工點水質分析成果，場地內孔隙潛水為低礦化度淡水，水化學類型以HC03Cl-CaNa型和ClHC03-Na為主。按照巖土工程勘察規(guī)范(GB50021-2001)進行判定，淺部的孔隙潛水對混凝土結構一般無腐蝕性；對鋼筋混凝土結構中的鋼筋在長期浸水條件下無腐蝕性，干濕交替段具弱腐蝕性，對鋼結構具弱腐蝕性

34、，應采取相應的防腐蝕措施。場地地下水位埋深淺，地基土基本位于地下水位以下或地下水位的變動范圍，地基土對建筑材料的腐蝕性，與孔隙潛水的腐蝕性相近，地基土對混凝土一般無腐蝕性，對鋼筋混凝土結構中的鋼筋具弱腐蝕性。根據土壤電阻率測試成果判定，土壤對鋼結構具強腐蝕性，需采取相應的防腐措施。1.5車站建設規(guī)模確定望春站中心里程為K6+356。設計為地下兩層島式站臺車站。車站西端是配線明挖段、及由地下向地面段過渡敞口段。車站東端采用盾構法施工。本站覆土為1.346m、底板埋深位于層淤泥質粉質粘土中。本站為地下兩層車站，基坑開挖深度14.286米，采用明挖法施工，圍護結構采用鉆孔灌注樁法+止水帷幕，插入比1

35、.03。本站覆土厚度小需采取抗浮措施，經計算除采取壓頂梁形式解決外還需設置1000抗拔樁，設于柱下。風道、出入口采用明挖法施工，圍護結構采用SMW工法樁。車站長458.0米，凈寬18.3米，埋深14.755米，地下建筑面積20528平方米。主體結構為雙層三跨箱型框架結構，設4個出入口，2個風亭。車站預留與遠期六號線的換乘通道，與遠期六號線形成通道換乘。該車站覆土較淺，因此帶來抗浮不夠的問題，建議將車站埋深適當加大從而節(jié)省造價。島式站臺寬度根據資料中的設計值為11米。其余安全疏散驗算及出入口通道驗算均可根據資料已有的驗算驗證，此處不做具體驗算過程。二設計依據與設計標準2.1設計依據(1).寧波市

36、軌道交通一號線一期工程總體設計(2).寧波市軌道交通一號線工程可行性研究報告，北京城建設計研究總院有限責任公司，2007.10.寧波市城市快速軌道交通建設規(guī)劃工程地質勘察報告，浙江省工程勘察院，2006.01.寧波市城市快速軌道交通一號線地質災害危險性評估報告(送審稿)，浙江省工程勘察院，2006.09.寧波市軌道交通一號線沿線建(構)筑物資料.寧波市軌道交通1號線一期工程勘察標段一望春站2.2設計規(guī)范地鐵設計規(guī)范(GB50157-2003)混凝土結構設計規(guī)范(GB50010-2002)水工混凝土結構設計規(guī)范(SL/T191-96)鐵路隧道設計規(guī)范(TB10003-2005)地下工程防水技術規(guī)

37、范(GB50108-2001)鋼結構設計規(guī)范(GB50017-2003)建筑地基基礎設計規(guī)范(GB50007-2002)人民防空工程設計規(guī)范(GB50225-2005)建筑樁基技術規(guī)范(JGJ94-94)建筑結構荷載規(guī)范(GB50009-2001)(2006版)建筑抗震設計規(guī)范(GB50011-2001)建筑結構可靠度設計統(tǒng)一標準(GB50068-2001)建筑基坑支護技術規(guī)程(GB503002002)建筑基坑工程技術規(guī)范(YB9258-97)錨桿噴射混凝土支護規(guī)范(GB50086-2001)鋼管混凝土結構設計與施工規(guī)程(CECS28:90)型鋼混凝土組合結構技術規(guī)程(JGJ138-2001)

38、鐵路橋涵鋼筋混凝土和預應力混凝土結構設計規(guī)范(TB10002.3-2005)浙江省標準建筑地基基礎設計規(guī)范(DB33/1001-2003)浙江地區(qū)建筑基坑工程技術規(guī)程(DB33/T1008-2000)軟土地基深層攪拌加固法技術規(guī)程(YBJ-225-91)混凝土外加劑應用技術規(guī)范(GB50119-2003)建筑與市政降水工程技術規(guī)范(JBJ/T111-98)地下鐵道工程施工及驗收規(guī)范(GB50299-1999(2003版)混凝土結構工程施工質量驗收規(guī)范(GB50204-2002)2.3設計原則與設計標準2.3.1主要設計原則結構設計應根據其使用功能、環(huán)境條件、工程地質、水文地質等條件，同時滿足行

39、車運營、環(huán)境保護、抗震、防護、防水、防火、防腐蝕、防淹、防雜散電流及施工等對結構的要求，本著結構安全、技術先進、經濟合理的原則進行設計。地下結構設計使用年限按如下原則確定：主要構件的設計使用年限為100年，包括構成主體框架的結構頂、底板和各層樓板、側墻、框架梁、框架柱等；支護結構構件作為永久構件的一部分，在考慮剛度、強度折減的基礎上，其設計使用年限為100年；其它內部構件的設計使用年限為50年，包括自成結構體系的站臺板、樓梯及其梁、柱、墻等。以上構件的設計基準期為50年。結構的凈空尺寸除滿足限界、建筑設計、設備使用功能、施工工藝等要求外，尚應考慮施工誤差、測量誤差、結構變形及后期沉降等因素的影

40、響，可根據類似工程經驗確定。結構設計應根據線路埋深及沿線不同地段的工程地質和水文地質條件及城市總體規(guī)劃要求，結合周圍地面建筑物和構筑物、管線及道路交通狀況，通過對技術、經濟、環(huán)保及使用功能等方面的綜合比較，合理選擇施工方法和結構型式。結構設計應盡量減少施工中和建成后對環(huán)境造成的不利影響，并應考慮城市規(guī)劃引起的周圍環(huán)境的改變對地下結構的影響。軌道交通結構在施工、使用期間應具有足夠的強度、剛度、穩(wěn)定性及耐久性。應結合結構類型、施工方法和受力工況、選擇合理的計算圖式進行承載力計算，以及抗傾覆、滑移、抗浮、變形、裂縫寬度驗算。結構的設計荷載分為永久荷載、可變荷載和偶然荷載，在結構設計時，應根據結構整體

41、或單個構件可能出現(xiàn)的最不利荷載組合進行計算。地下結構設計按最不利情況進行抗浮穩(wěn)定驗算。在不考慮側壁摩阻力時，抗浮安全系數(shù)Kf三1.05;當考慮側壁摩阻力時，抗浮安全系數(shù)Kf三1.15。鋼筋混凝土結構的最大裂縫寬度允許值應根據結構類型、使用要求、所處環(huán)境條件等因素確定。結構設計時，按荷載的短期效應組合并考慮長期效應組合影響的最大裂縫寬度允許值應符合如下規(guī)定：結構背水面W0.3mm；結構迎水面W0.2mm。當?shù)孛娼煌ň哂锌煞至骰蛐拗R時道路的條件，且地下管線懸吊及改遷費用不高時，宜優(yōu)先采用明挖法施做地下結構，盡可能把施工中的支護結構作為主體結構的一部分加以利用。凡是在近期站與遠期站交匯處，近期站的

42、設計與施工應為遠期站修建創(chuàng)造有利條件。奉化江隧道兩端的地下車站應采取防淹措施。明挖基坑保護等級應根據基坑深度、基坑周邊的環(huán)境如管線、建構筑物等距離基坑的距離綜合確定。寧波地區(qū)抗震設防烈度為6度。設計應根據場地條件、結構類型和埋深等因素選用能較好反映其地震工作性狀的分析方法，并采取相應的抗震構造措施。地下結構須具有戰(zhàn)時防護功能并做好平戰(zhàn)轉換功能。人防工程設計標準：地下車站按六級抗力標準進行驗算，并設置相應的防護設施。當與既有地下結構連通時，尚應保證不降低既有結構的設防標準。重要站防化等級為丙級，戰(zhàn)時作為人員掩蔽部，次要站防化丁級，戰(zhàn)時只作為人員臨時待蔽場所。2.3.2主要設計標準車站主要結構應按

43、設計使用年限100年的要求進行耐久性設計?？拐鹪O防烈度為6度，人防防護等級為六級。地鐵結構安全等級為一級。地鐵結構中主要構件的耐火等級為一級。設計洪水頻率，跨越河流橋跨設計洪水位滿足1/100洪水頻率。地下結構防水應遵循“以防為主、剛柔結合、多道防線、因地制宜、綜合治理”的原則進行設計。防水等級：車站I級，區(qū)間II級。防水混凝土的抗?jié)B等級一級設防時不得小于S10,二級設防時不得小于S8。技術指標如下：1）車站有效站臺長度118m2）公共區(qū)裝修后凈高三3000mm3）內部管理區(qū)走道凈高2400mm4）內部管理區(qū)走道凈寬度：單面開門1500mm；雙面開門1800mm5）島式站臺：島式站臺寬度三80

44、00mm島式站臺側站臺寬度三2500mm6）側式站臺：側式站臺（長向范圍內設梯）的側站臺寬度三2500mm側式站臺（垂直于側站臺開通道口）的側站臺寬度三3500mm7）站廳層公共區(qū)裝修層厚度150mm站臺層公共區(qū)裝修層厚度100mm8）站臺裝修面至軌頂面1050mm9）結構底板頂面至軌頂面560mm10）線路中心線至有效站臺站臺邊緣1500mm11）線路中心線至側墻凈距（直線段）2150mm12）曲線段線路中心線至側墻和站臺邊緣凈距應根據限界要求分別加寬。13）地下車站應設0.2%的縱坡。2.4設計思路根據水文地質條件、開挖深度、周邊環(huán)境等確定基坑安全等級和環(huán)境保護等級。根據資料中給出的斷面以

45、及支護結構尺寸，斷面的插入比和基坑支撐位置。對斷面的穩(wěn)定性進行驗算。根據驗算結果，對連續(xù)墻插入比進行調整、確定。確定適合的圍護結構形式和圍護結構插入比，確定支撐加撐位置。擬定主體結構結構類型與尺寸，開始基坑開挖、回筑施工。用sap2000軟件對基坑開挖到主體結構施工結束整個過程進行內力計算。將施工階段分成基坑開挖和主體結構施工兩個階段來設計。sap計算得到最大應力，以此進行地下連續(xù)墻以及鉆孔灌注樁配筋。用sap2000對主體結構使用階段進行內力計算。僅對基本荷載組合進行sap計算。得到各構件的彎矩包絡圖。最終完成寧波地鐵一號線望春站的整個結構部分設計。三車站主基坑支護結構設計3.1確定基坑的安

46、全等級根據設計方案，望春站基坑擬采用明挖順作法施工，開挖深度標準段開挖深度為14.6m，西端基坑最深處為15.37m,東端始發(fā)井處基坑深度為16.2m，基坑周邊地下管線縱橫交錯，周圍環(huán)境復雜，地下水水位高，對施工影響較大，基坑破壞后果很嚴重。因此，本工程基坑工程安全等級為一級。3.2確定主基坑的環(huán)境保護等級設計基坑支護結構時，應根據周邊建筑物和構筑物的重要性和分布情況，制定基坑的保護等級，依據保護等級所要求的變形允許值對基坑的變形進行控制，并設計相應的支護系統(tǒng)，以確保臨近建筑物和重要管線的正常使用。應根據基坑保護等級和變形允許值提出監(jiān)測要求。保護等級地面最大沉降量及圍護結構水平位移控制要求周邊

47、環(huán)境保護要求特級地面最大沉降量W0.1%H；圍護結構最大水平位移W0.1%H,或W30mm，兩者取最小值離基坑0.75H周圍有煤氣管、大型壓力總水管重要建筑市政設施必須確保安全；開挖深度三18m，且在1.5H范圍內有重要筑、重要管線等市政設施或在0.75H范圍內有非嵌巖樁基礎埋深WH的建筑物；級地面最大沉降量W0.15%H；圍護結構最大水平位移W0.2%H,且W30mm；離基坑周圍H范圍內設有重要管線、在使用的大型構筑物、建筑物或市政設施；開挖深度三14m且在3H范圍內有重要建筑、管線等市政設施或在1.2H范圍內有非嵌巖樁基礎埋深WH的建筑物；級地面最大沉降量控制在W0.3%H圍護結構最大水平

48、位移W0.4%H,且W50mm；僅基坑附近H范圍外有必須保護的重要工程設施；級地面最大沉降量控制在W0.6%H；圍護結構最大水平位移W0.8%H,且W100mm；環(huán)境安全無特殊要求表3-1基坑工程環(huán)境保護等級軌道交通深基坑變形控制保護等級及變形控制標準見表3-1，上表是根據對國內軌道交通深基坑的調查和工程類比，參照上海、杭州、廣州、南京深基坑的保護等級和控制標準制定的。圍護結構最大側移和坑外地表最大沉降要求如表3-2所示。根據設計資料，望春站設計基坑開挖深度H=14.286m14m，距重點保護對象望春橋s=12m，Hs，按照優(yōu)秀歷史建筑的保護條件，基坑環(huán)境保護等級應為一級。33斷面選擇車站兩個

49、端頭井、標準段基坑開挖深度及開挖寬度不一致，按照課程設計要求，本小組選擇基坑標準段斷面作為典型斷面，如圖3-1、3-2,及表3-2。5曲lMl#I7.OKP5-1450空*77冬mi6DU=1屈I刮MhlDCO利托W25m14AC(i520044Q02150”7電+3,0D耳席S：總SJ爲ss匸CiJ4雷.C=16.KFa圖3-1標準段圍護結構橫斷面圖BOTrlOOOgr6J0V1IOOWIQOO&OCIk11DOML?KKh1l70zx.+OJ054O100i20M-1C.18.f艸WOO23n5200A4QQ陀Q215floiE耕阿棒軸黠耐I;型圖3-2標準段內部結構橫斷面圖項目標準段斷面

50、所在位置標準段*3.00直弋手8?-占J-.C1乂PQC世雜厲無塔t*-!./-,C-1/.0KFO地質；期*=20C=14.QKPg剖面一怖芒示意圖如KM?a-2S_,G-l7.5KFa-25.00co.蓋粘七#-20*C-1m)垂直基床系數(shù)Kv(Mpam)水平滲透系數(shù)Kh(cm/s):垂直滲透系數(shù)Kv(cm/s)比例系數(shù)m(MN/m累計土層厚度壓縮模量Es0.1-0.2(MPa)2粘土(硬殼層)1180.515.5339.310.64.40E-072.21E-07323.173淤泥質亞粘土16.517.10.6610.7174.64.92.76E-071.05E-071.7-14.52.4

51、92-2淤泥質亞粘土1.9180.581420673.63E-061.27E-062.2-16.43.742亞粘土8.618.60.517.52814.416.85.31E-073.28E-074.2-252.481亞粘土10018.60.516.42814.416.85.31E-073.28E-074.2-1252.9表3-10土壓力系數(shù)土層編號巖性名稱含水量(%)含水率waE天然重度Y(kN/m3)e干重度Gs有效重度2粘土(硬殼層)320.4705882350.753.19181.392512.242.9881836738.1438662493淤泥質亞粘土420.7241379311.0

52、12.417.11.4249.9182.4531869395.875095712-2淤泥質亞粘土390.6393442620.832.855181.3696510.982.6549752046.8443681562亞粘土350.5384615380.316.4118.60.987112.092.4514325517.1581898241亞粘土350.5384615380.316.4118.60.987112.092.4514325517.158189824采用水土分算計算土壓力，過程如表3-11、3-12、3-13所示:各項分布圖見圖3-5、3-6、3-7.土層重度18內聚力c33內摩擦角15

53、.5主動土壓力系數(shù)0.578235006深度m0主動土壓力kpa-38.62粘土（硬殼層）183315.50.5782350061-28.2117.11710.70.6868147711-2.0817.11710.70.6868147711.64.97淤泥質亞粘17.11710.70.68681477111.28653.53土17.11710.70.68681477114.28668.5717.11710.70.68681477115.28673.5917.11710.70.68681477117.584.69淤泥質亞粘1820140.61040720217.569.06土1820140.61

54、040720219.478.57亞粘土18.62817.50.53762670219.455.6618.62817.50.5376267022896.35亞粘土18.62816.40.5596469728101.1518.62816.40.5596469729106.07表3-11主動土壓力計算過程根據規(guī)范要求，按照最后一道支撐下的土壓力分布來進行計算，故主動土壓力分布圖見下圖圖3-5主動土壓力分布圖主動土壓力造成的力矩計算得M、12591.198kN-m主動被動土壓被動土壓土層重度內聚力c內摩擦角力系數(shù)深度力淤泥質亞17.11710.71.6689054914.28647.78粘土17.11

55、710.71.6689054915.28676.3217.11710.71.6689054917.5103.30淤泥質亞1820141.98677860717.5129.50粘土1820141.98677860719.4160.45亞粘土18.62817.52.41926629319.4220.1918.62817.52.41926629328403.28亞粘土18.62816.42.27064154328380.2718.62816.42.27064154329400.26表3-12被動土壓力計算過程-1011Illi11050100150200250300350400450-11=.熠.7

56、81J476-32103-30*29-50-?ri160.4520-19-25380.27X403.28-30400.26圖3-6被動土壓力分布圖被動土壓力造成的力矩計算得M被動44357-540kN-m深度m水壓力kpa00.0010.0010.001.60.0011.28694.9214.286124.3215.286134.1228134.1228134.1229134.12 表3-13水壓力計算水壓力造成的力矩計算得圖3-7水壓力分布圖M水=20833-409kN-m則通過以上計算數(shù)據可得：抗傾覆力矩M=FxZ=44357.540kN-mRCPP傾覆力矩M=FxZ=33434.607k

57、N-mOCaaMK=rc=1.321.2QOC所以，標準段處鉆孔灌注樁的抗傾覆穩(wěn)定性滿足要求。3.8.3抗滑移穩(wěn)定性驗算抗滑移穩(wěn)定性驗算主要考察重力式圍護墻體沿底面滑動的可能性。本車站圍護結構為板式有支撐圍護結構，可不作抗滑移穩(wěn)定性驗算。3.8.4抗隆起穩(wěn)定性驗算A地基承載力模式IIIIIIIIIIIIIIIIIL4：41111D.Il|圖耳8圍護墻底地基承載力模式抗隆起驗算示意圖將墻底面作為求極限承載力的基準面，參照Prandtl和Terzaghi的地基承載力公式，不考慮基坑尺寸的影響，對計算公式進行了化簡。_計叫+tNc廠h(H+D)+G式中D入土深度(m)；H基坑開挖深度(m)；q一地面

58、超載(kN/m2)；Y1坑外地表至圍護墻底，各層土天然重度的加權平均值(kN/m3)；Y2坑底以下至圍護墻底，各層土天然重度的加權平均值(kN/m3)；Nq、Nc一地基承載力系數(shù)?；孜挥谡惩翆又?，可認為基底光滑，用Prandtl公式，Nq、Nc分別為:%=嚴71恤+專)肌(叫l(wèi))/tan(pc,:分別為基坑底部土體的粘聚力和圍護墻底地基土的內摩擦角。K:圍護墻底地基承載力安全系數(shù)。一級基坑取2.5,二級基坑取2.0，三級基坑a取1.7。B圓弧滑動抗隆起穩(wěn)定性檢算模式圖3-8圍護墻底圓弧滑動抗隆起驗算示意圖根據圓弧滑動抗隆起穩(wěn)定性分析:MrlRiKatan&+/?zta7i0+/?3CMSl=

59、燉+（i）D2式中：亠M抗滑動力矩RLM隆起力矩SLK抗隆起安全系數(shù)L標準段基坑抗隆起驗算A地基承載力模式標準段處：H=14.286m；D=14.714m；q=20kPa；計算參數(shù)見表3-14。D(m)H(m)r1(kN/m2)r2(kN/m2)q(kN/m2)C(kPa)申（）NqNcKa14.71414.28617.68718.195201716.44.50411.9072.643表3-14標準段地基承載模式檢算驗算結果有K=2.6432.5，所以標準段處地基承載模式檢算抗隆起穩(wěn)定性a滿足要求。B.圓弧滑動模式計算參數(shù)見表3-15。Y(kN/m2)d(m)*()c(kPa)Kah0(m)h

60、0(m)a1（）a2()17.68714.71415.4924.560.5914.28611.2860160.5qR1R2R3qfMrlMsl安全系數(shù)20124388.7075151112.4341816.6806069219.61548281876.9847223773.573143.44表3-15標準段圓弧滑動法檢算驗算結果有K=3.442.5，所以標準段處圓弧滑動法檢算抗隆起穩(wěn)定性滿足L要求。 3.8.5抗?jié)B流穩(wěn)定性驗算圖3-9圍護結構抗?jié)B流穩(wěn)定性驗算圖抗?jié)B透穩(wěn)定性分析包括抗?jié)B流以及抗承壓水的突涌驗算?？?jié)B流穩(wěn)定性計算主要針對基坑坑底土體在外水頭差作用下是否會發(fā)生流土現(xiàn)象；當坑下存在不透