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城市軌道交通工程完整資料)(可以直接使用,可編輯優(yōu)秀版資料,歡迎下載)>r/T--tV第一章

城市軌道交通工程結(jié)構(gòu)與特點(diǎn)第一節(jié)地鐵車(chē)站結(jié)構(gòu)與施工方法地下鐵道(簡(jiǎn)稱(chēng)地鐵)工程,包括輕軌交通,已成為城市基礎(chǔ)設(shè)施的重要組成部分.一、地鐵車(chē)站形式與結(jié)構(gòu)組成地鐵車(chē)站根據(jù)其所處位置、埋深、運(yùn)營(yíng)性質(zhì)、結(jié)構(gòu)橫斷面、站臺(tái)形式等進(jìn)行不同分類(lèi),見(jiàn)下表:分類(lèi)方式分類(lèi)情況備注車(chē)站與地面的相對(duì)位置高架車(chē)站車(chē)站位于地面高架結(jié)構(gòu)上,分為路中設(shè)置和路測(cè)設(shè)置兩種地面車(chē)站車(chē)站位于地面,采用島式、側(cè)式均可,路塹為其特殊形式地下車(chē)站車(chē)站位于地面之下,分為淺埋和深埋車(chē)站兩種運(yùn)營(yíng)性質(zhì)區(qū)域站在一條軌道交通線(xiàn)中,由于各區(qū)段客流的不均勻性,行車(chē)組織往往米取長(zhǎng)、短交路(也成大、小交路)的運(yùn)營(yíng)模式,設(shè)于兩種不冋行車(chē)密度交界處的車(chē)站,稱(chēng)之為區(qū)域站(即中間折返站,短父路列車(chē)在此折返)換乘站位于兩條及兩條以上線(xiàn)路交叉點(diǎn)的上的車(chē)站,具有中間站的功能外,還可以讓乘客在不同線(xiàn)路上換乘樞紐站由此站分出另外一條線(xiàn)路的車(chē)站?該站可以接送兩條線(xiàn)路上的列車(chē)。聯(lián)運(yùn)站指車(chē)站內(nèi)設(shè)有兩種不同性質(zhì)的列車(chē)線(xiàn)路進(jìn)行聯(lián)運(yùn)及客流換乘,聯(lián)運(yùn)站具有中間站和換乘站的雙重功能終點(diǎn)站設(shè)在線(xiàn)路兩端的車(chē)站,就列車(chē)上下行而言,終點(diǎn)站也是起點(diǎn)站(始發(fā)站。終點(diǎn)站設(shè)有可供列車(chē)全部折返線(xiàn)和設(shè)備,也可供列車(chē)臨時(shí)停留檢修.按結(jié)構(gòu)斷面矩形車(chē)站中最常用的形式,一般用于淺埋、明挖車(chē)站。車(chē)站可設(shè)計(jì)成雙層,跨度可米用單跨、雙跨、三跨等形式。拱形多用于淺埋暗挖車(chē)站,有單拱和多跨連拱等形式,單拱斷面由于中部起拱較高,而兩側(cè)拱腳相對(duì)較低,中間無(wú)柱因此建筑空間顯得高大寬闊,如建筑處理得當(dāng),常會(huì)得到理想的建筑藝術(shù)效果,明挖車(chē)站采用單跨結(jié)構(gòu)時(shí)也有采用拱形斷面的.圓形原型車(chē)站為盾構(gòu)法常見(jiàn)的形式其他馬蹄形、橢圓形站臺(tái)形式島式站臺(tái)站臺(tái)位于上下行線(xiàn)路之間,具有站臺(tái)面積利用率高,提升設(shè)施公用,能靈活調(diào)劑客流,使用方便,管理集中等優(yōu)點(diǎn),常用于較大客流量的車(chē)站,其派生形式有曲線(xiàn)式、雙魚(yú)腹式、單魚(yú)腹式、梯形式和雙島式等.側(cè)式站臺(tái)位于上下行線(xiàn)路的兩側(cè)。側(cè)式站臺(tái)的高架車(chē)站能使高架區(qū)間斷面更趨合理常見(jiàn)于客流量不大的地下車(chē)站和咼架的中間站,其派生形式有曲線(xiàn)式、單端喇叭式、雙端喇叭式、平行錯(cuò)開(kāi)式和上下錯(cuò)開(kāi)式等形式島側(cè)混合式站臺(tái)將島式車(chē)站及側(cè)式車(chē)站同設(shè)在一個(gè)車(chē)站內(nèi),常見(jiàn)的有一島一側(cè)、或一島兩側(cè)形式。此種車(chē)站可在同時(shí)在兩側(cè)站臺(tái)上下車(chē),共線(xiàn)車(chē)站往往會(huì)出現(xiàn)此種形式(二)構(gòu)造組成地鐵車(chē)站通常由車(chē)站主體(站臺(tái)、站廳、設(shè)備用房、生活用房),出入口及通道,通風(fēng)道及地面通風(fēng)亭等三大部分組成.車(chē)站主體是列車(chē)在線(xiàn)路上的停車(chē)點(diǎn),其作用既是供乘客集散、候車(chē)、換車(chē)及上、下車(chē);又是地鐵運(yùn)行設(shè)備設(shè)置的中心和辦理運(yùn)營(yíng)業(yè)務(wù)的地方.出入口及通道(包括人行天橋)是供乘客進(jìn)、出車(chē)站的建筑設(shè)施。通風(fēng)道及地面通風(fēng)亭的作用是保證地下車(chē)站有一個(gè)舒適的地下環(huán)境。二、施工方法(工藝)與選擇條件地鐵工程通常是在城鎮(zhèn)中修建的,其施工方法選擇受到地面建筑物、道路、城市交通、環(huán)境保護(hù)、施工機(jī)具及資金條件等因素影響。因此,施工方法的確定,不僅要從技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、修建地區(qū)具體條件考慮,而且還要考慮施工方法對(duì)城市生活的影響。(一)明挖法施工明挖法施工時(shí)先從地表面向下開(kāi)挖基坑至設(shè)計(jì)標(biāo)高,然后在基坑內(nèi)的預(yù)定位置由下而上建造主體結(jié)構(gòu)及其防水措施,最后回填土并恢復(fù)路面。明挖法是修建地鐵車(chē)站的常用施工方法,具有作業(yè)面多,速度快、工期短,易保證工程質(zhì)量、工程造價(jià)低等優(yōu)點(diǎn),因此,在地面交通和環(huán)境條件允許的地方,應(yīng)盡可能采用.明挖法基坑可以不設(shè)圍護(hù)敞口開(kāi)挖,可以設(shè)置圍護(hù)結(jié)構(gòu).若基坑所處地面空曠,周?chē)鸁o(wú)建筑物或建筑物間距很大,地面有足夠的空地能滿(mǎn)足施工需要又不影響周?chē)h(huán)境時(shí),則采用放坡基坑施工。這種基坑施工簡(jiǎn)單,速度快,噪聲小,無(wú)需做維護(hù)結(jié)構(gòu)。如果因場(chǎng)地限制,基坑邊坡坡度稍陡于規(guī)范規(guī)定時(shí),則可采用適當(dāng)?shù)募庸檀胧?如土釘加混凝土噴抹面對(duì)邊坡加以支護(hù);也可設(shè)置重力式擋墻后垂直開(kāi)挖。即便如此,該方法的造價(jià)仍然是較低的。如果基坑很深,地質(zhì)條件差,地下水位高,特別是又處于繁華市區(qū),地面結(jié)構(gòu)密集,交通繁忙,無(wú)足夠空地滿(mǎn)足施工需要,沒(méi)有條件采用敞口基坑時(shí),則應(yīng)采用有圍護(hù)結(jié)構(gòu)的基坑。4.明挖法基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)選擇時(shí),應(yīng)綜合考慮基坑周邊環(huán)境和地質(zhì)條件的復(fù)雜程度,先確定基坑安全等級(jí),然后根據(jù)等級(jí)選用基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)?!督ㄖ又ёo(hù)技術(shù)規(guī)程》JGJ120-2012的基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的安全等級(jí)劃分見(jiàn)下表安全等級(jí)破壞后果一級(jí)支護(hù)結(jié)構(gòu)失效,土體過(guò)大變形對(duì)基坑周邊環(huán)境或主體施工安全的影響很?chē)?yán)重二級(jí)支護(hù)結(jié)構(gòu)失效,土體過(guò)大變形對(duì)基坑周邊環(huán)境或主體施工安全的影響嚴(yán)重三級(jí)支護(hù)結(jié)構(gòu)失效,土體過(guò)大變形對(duì)基坑周邊環(huán)境或主體施工安全的影響不嚴(yán)重對(duì)于同一基坑的不同位置,可以采用不同的安全等級(jí),依據(jù)該等級(jí),基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)按下表選型。地鐵車(chē)站基坑形式有所差異,可參考《建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程》進(jìn)行基坑設(shè)計(jì)和施工。結(jié)構(gòu)類(lèi)型使用條件安全等級(jí)基坑深度、環(huán)境條件、土類(lèi)和地下水條件支擋式結(jié)構(gòu)拉錨式一級(jí)二級(jí)三級(jí)適用于較深基坑1排樁適用于可米用降水或截水帷幕的基坑;2地下連續(xù)墻可同時(shí)用于截水;3錨桿不宜用在軟土層和咼水位的碎石土、砂土中;4當(dāng)臨近基坑有地下室、地下構(gòu)筑物等,錨桿的有效長(zhǎng)度不足時(shí),不應(yīng)米用錨桿;5當(dāng)錨桿施工會(huì)造成基坑周邊建(構(gòu))筑物的損害或影響城市地下空間規(guī)劃等規(guī)定時(shí),不應(yīng)采用錨桿。支撐式適用于較深基坑懸臂式適用于較深基坑雙排式當(dāng)拉錨式、支撐式和懸臂式結(jié)構(gòu)不適用時(shí),可采用雙排樁土釘墻單一土釘墻二級(jí)三級(jí)適用地下水位以上或降水的非軟土基坑,深度不大于12米當(dāng)基坑潛在滑動(dòng)面內(nèi)有建筑物、重要地下管線(xiàn)時(shí),不宜采用土釘墻。預(yù)應(yīng)力錨桿符合土釘墻適用地下水位以上或降水的非軟土基坑,深度不大于15米水泥土符合土釘墻適用于非軟土基坑,且基坑深度不宜大于12米,用于淤泥質(zhì)土基坑時(shí),基坑深度不宜大于6米,不宜用于咼水位的碎石土、砂土層中微型樁符合土釘墻適用于地下水位以上或降水基坑,用于非軟土基坑時(shí),基坑深度不宜大于12米,用于淤泥質(zhì)土基坑時(shí),基坑深度不宜大于6米重力式水泥土墻二級(jí)三級(jí)適用于淤泥質(zhì)土、淤泥基坑,且基坑深度不宜大于7米放坡三級(jí)施工場(chǎng)地滿(mǎn)足放坡條件,放坡與支護(hù)結(jié)構(gòu)形式結(jié)合(二)蓋挖法施工蓋挖法施工也是明挖法施工的一種形式,與常見(jiàn)的明挖法施工的主要區(qū)別在于施工方法和順序的不同:蓋挖法時(shí)先蓋后挖,即先以臨時(shí)路面或結(jié)構(gòu)頂板維持地面交通,再向下施工。施工基本流程:在現(xiàn)有道路上按所需寬度,以定型標(biāo)準(zhǔn)的預(yù)制棚蓋結(jié)構(gòu)(包括縱、橫梁和路面板)或現(xiàn)澆混凝土頂(蓋)板樁結(jié)構(gòu)置于樁(或墻)柱結(jié)構(gòu)上維持地面交通,在棚蓋結(jié)構(gòu)支護(hù)下進(jìn)行開(kāi)挖和施做主題結(jié)構(gòu)、防水結(jié)構(gòu),然后回填土并恢復(fù)管線(xiàn)、路或埋設(shè)顯得管線(xiàn)、路,最后恢復(fù)路面結(jié)構(gòu).蓋挖法具有諸多優(yōu)點(diǎn):圍護(hù)結(jié)構(gòu)變形小,能夠有效控制周?chē)馏w的變形和地表沉降,有利于保護(hù)臨近建筑物和構(gòu)筑物,基坑土體穩(wěn)定,隆起小,施工安全;蓋挖逆作法用于城市街區(qū)施工時(shí),可盡快恢復(fù)路面,對(duì)道路交通影響較小.蓋挖法也存在一定缺點(diǎn):施工時(shí),混凝土結(jié)構(gòu)的水平施工縫處理較為困難,蓋挖逆作法施工時(shí),暗挖施工難度大,費(fèi)用高;蓋挖法每次分部開(kāi)挖與澆筑或襯砌的深度,應(yīng)綜合考慮基坑穩(wěn)定、環(huán)境保護(hù)、永久結(jié)構(gòu)形式和混凝土澆筑作業(yè)等因素來(lái)確定.蓋挖法可分為蓋挖順做法、蓋挖逆作法和蓋挖半逆做法,目前城市中施工采用采用最多的是蓋挖逆做法.1)蓋挖逆做法:具體施工流程見(jiàn)下圖a.構(gòu)筑連續(xù)墻;b構(gòu)筑中間支承樁;c。構(gòu)筑連續(xù)墻及覆蓋板;d。開(kāi)挖及支撐安裝;。開(kāi)挖及構(gòu)筑底板;f.構(gòu)筑側(cè)墻、柱;g。構(gòu)筑側(cè)墻及頂板;h.構(gòu)筑內(nèi)部結(jié)構(gòu)及路面復(fù)舊。蓋挖順做法主要依靠堅(jiān)固的擋土結(jié)構(gòu),根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)條件、地下水位高低、開(kāi)挖深度以及周?chē)ㄖ锏呐R近程度可選擇鋼筋混凝土鉆(挖)孔灌注樁或地下連續(xù)墻,對(duì)于飽和的軟弱地層應(yīng)以剛度大、止水性能好的地下連續(xù)墻作為首選方案.目前,蓋挖順做法中的擋土結(jié)構(gòu)常用來(lái)作為主體結(jié)構(gòu)邊墻體的一部分或全部。2)蓋瓦逆作法具體施工流程見(jiàn)下圖圖』蓋崔辿作袪起匚圖』蓋崔辿作袪起匚庠坯爪恿A.構(gòu)筑圍護(hù)結(jié)構(gòu);b。構(gòu)筑主體結(jié)構(gòu)中間立柱;c。構(gòu)筑頂班;d?;靥钔?、恢復(fù)路面;e。開(kāi)挖中層土;f.構(gòu)筑上層主體結(jié)構(gòu);g。開(kāi)挖下層土;h。構(gòu)筑下層主體結(jié)構(gòu)。蓋挖逆做法施工時(shí),先施做車(chē)站周邊圍護(hù)樁和結(jié)構(gòu)主體樁柱,然后將結(jié)構(gòu)蓋板置于樁(圍護(hù)樁)、柱(鋼管柱或混凝土柱)上,自上而下完成土方開(kāi)挖和邊墻、中隔板及底板襯砌施工。蓋挖逆做法是在明挖內(nèi)支撐基坑基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的,施工過(guò)程中不需要設(shè)置臨時(shí)支撐,而是借助結(jié)構(gòu)頂板、中板自身的水平剛度和抗壓強(qiáng)度實(shí)現(xiàn)對(duì)基坑圍護(hù)樁(墻)的支護(hù)作用.其工法特點(diǎn)是,快速覆蓋,縮短中斷交通時(shí)間;自上而下的頂板、中隔板及水平支撐體系剛度大,可以營(yíng)造一個(gè)相對(duì)安全的作業(yè)環(huán)境,占地少、回填量小,可以分層施工,也可以左右兩幅施工,交通導(dǎo)改靈活,不受季節(jié)影響、無(wú)冬季施工要求,低噪聲、擾民少;設(shè)備簡(jiǎn)單、不需大型設(shè)備,操作空間大,操作環(huán)境相對(duì)較好。蓋挖逆做法沒(méi)有太復(fù)雜的技術(shù),他是將若干簡(jiǎn)單的、原始的技術(shù)巧妙地有機(jī)結(jié)合,形成的一套完整的施工方法,蓋挖逆作法對(duì)鋼管樁的加工、吊裝、運(yùn)輸、就位要求精度極高,不論是旋挖樁鋼管基礎(chǔ)或條形基礎(chǔ)都有一套完整的工藝流程。3.蓋挖半逆作法

Itu屈4蠱挖半述作陸施匚茹意類(lèi)似逆做法,Itu屈4蠱挖半述作陸施匚茹意a構(gòu)筑連續(xù)墻中間支承樁及臨時(shí)擋土設(shè)備;b。構(gòu)筑頂板1;c。打設(shè)中間樁、臨時(shí)性擋土及構(gòu)筑頂板2;d.構(gòu)筑連續(xù)墻及頂板3;e.依次向下開(kāi)挖及逐層安裝水平支承f。構(gòu)筑側(cè)墻、柱及模板;h.構(gòu)筑側(cè)墻及內(nèi)部之其余構(gòu)筑物。在半逆作法施工中,一般都需設(shè)置橫撐并施加預(yù)應(yīng)力。采用逆做或半逆作法施工時(shí)都要注意混凝土施工縫的處理問(wèn)題,由于它是在上部混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后再接著向下澆筑的,而混凝土的收縮及析水,施工縫處不可避免地要出現(xiàn)3~10mm寬的縫隙,將對(duì)結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度、耐久性和防水性產(chǎn)生不利影響.在逆做和半逆作法施工中,如主體結(jié)構(gòu)的中間立柱為鋼管混凝土柱,而柱下基礎(chǔ)為鋼筋混凝土灌注樁時(shí),需要解決好兩者之間的連接問(wèn)題。一般是將鋼管柱直接插入灌注樁的混凝土內(nèi)1米左右,并在鋼管柱底部均勻設(shè)置幾個(gè)孔,以利于混凝土流動(dòng),同時(shí)也可加強(qiáng)樁、柱間連接。有時(shí)也可以在鋼管柱和灌注樁之間插入H型鋼加以連接。(三)噴錨暗挖法噴錨暗挖法(又稱(chēng)為礦山法)對(duì)地層的適應(yīng)性較廣,適用于結(jié)構(gòu)埋設(shè)較淺、地面建筑物密集、交通運(yùn)輸繁忙、地下管線(xiàn)密布,以及地面沉降要求嚴(yán)格的城鎮(zhèn)地區(qū)地下構(gòu)筑物施工。新奧法:以維護(hù)和利用圍巖的自承能力為基點(diǎn),使圍巖稱(chēng)為支護(hù)體系的組成部分,支護(hù)在圍巖共同變形中承受的是形變能力。因此,要求初期支護(hù)有一定的柔度,以利用和充分發(fā)揮圍巖的自承能力。而作用在淺埋隧道上的地層壓力時(shí)覆蓋層的全部或部分土柱重,其地層壓力和支護(hù)剛?cè)岫汝P(guān)系不大,從減少地面沉降的城市要求角度出發(fā),還要求初期支護(hù)有一定的剛度.設(shè)計(jì)時(shí)并沒(méi)有充分考慮利用圍巖的自承能力,這是淺埋暗挖法與“新奧法”的主要區(qū)別。淺埋暗挖法在城鎮(zhèn)軟弱圍巖地層中,在淺埋條件下修建地下工程,以改造地質(zhì)條件為前提,以控制地表沉降為重點(diǎn),以格柵(或其他鋼結(jié)構(gòu))和錨噴作為初期支護(hù)手段,遵循“新奧法”的大部分原理,按照“十八字”方針(管超前、嚴(yán)注漿、短開(kāi)挖、強(qiáng)支護(hù)、快封閉、勤量測(cè))進(jìn)行隧道的設(shè)計(jì)和施工,稱(chēng)之為淺埋暗挖技術(shù).淺埋暗挖技術(shù)從減少城市地表沉陷考慮,還必須輔之以其他配套技術(shù),譬如地層加固、降水等.淺埋暗挖法十分講究施工方法的選擇(尤其是地鐵車(chē)站多跨結(jié)構(gòu)和大跨結(jié)構(gòu)),一個(gè)合理的結(jié)構(gòu)形式和正確的施工方法能起到事半功倍的作用.采用淺埋暗挖法施工時(shí)要注意其適用條件。首先,淺埋暗挖法不允許帶水作業(yè),如果含水層達(dá)不到疏干,帶水作業(yè)是非常危險(xiǎn)的,開(kāi)挖面的穩(wěn)定性時(shí)刻受到威脅,甚至發(fā)生塌方。大范圍的淤泥質(zhì)軟土、粉細(xì)沙地層,降水有困難或經(jīng)濟(jì)上選擇此工法不合算的地層,不宜采用此法。其次,采用淺埋暗挖法要求開(kāi)挖面具有一定的自立性和穩(wěn)定性,我國(guó)規(guī)范對(duì)土壤的自立性從定性上提出了要求,工作面土體的自立時(shí)間,應(yīng)足以進(jìn)行必要的初期支護(hù)作業(yè)。對(duì)開(kāi)挖面前方地層預(yù)加固和預(yù)處理,視為淺埋暗挖法的必要前提,目的就在于加強(qiáng)開(kāi)挖面的穩(wěn)定性,增加施工的安全性。三、不同方法施工的地鐵車(chē)站結(jié)構(gòu)(一)明挖法施工車(chē)站結(jié)構(gòu)明挖法施工的地鐵車(chē)站主要采用矩形框架結(jié)構(gòu)或拱形結(jié)構(gòu)。其中,矩形框架結(jié)構(gòu)是明挖車(chē)站中采用最多的一種形式。根據(jù)功能要求,可以雙層與單跨、雙跨或多層多跨等形式。側(cè)式車(chē)站一般采用雙跨結(jié)構(gòu);島式車(chē)站多采用兩跨或三跨結(jié)構(gòu).站臺(tái)寬度不大于10米時(shí)宜采用雙跨結(jié)構(gòu),有時(shí)也采用單跨結(jié)構(gòu),在道路狹窄的地段修建地鐵車(chē)站,也可采用上下行線(xiàn)重疊的結(jié)構(gòu)。明挖地鐵車(chē)站結(jié)構(gòu)由底板、側(cè)墻及頂板等圍護(hù)結(jié)構(gòu)和樓板、梁、柱及內(nèi)墻等內(nèi)部構(gòu)件組合而成,他們主要用來(lái)承受施工和運(yùn)營(yíng)期間的內(nèi)中外部荷載,提供地鐵必須的使用空間,同時(shí)也是車(chē)站建筑造型的有機(jī)組成部分,構(gòu)件的形式和尺寸將直接影響內(nèi)部的使用空間和管線(xiàn)布置,所以必須綜合受力、使用、建筑、經(jīng)濟(jì)和施工等因素綜合選定.頂板和樓板:可分為單向板(或梁式板)、井字梁式板、無(wú)梁板或密肋板等形式,井字梁式板和無(wú)梁板可以形成美觀的頂棚或建筑造型,但造價(jià)較高,只有在板下不走管線(xiàn)時(shí)方可采用.底板:主要按受力和功能要去設(shè)置。幾乎都采用以縱梁和側(cè)墻為支承的梁式板結(jié)構(gòu)。這有利于整體道床下縱向管道的鋪設(shè).埋設(shè)于無(wú)地下水的巖石地層中的明挖車(chē)站,可以不設(shè)受力底板,但鋪底應(yīng)能滿(mǎn)足整體道床的使用要求。側(cè)墻:當(dāng)采用放坡開(kāi)挖或使用工字鋼樁、鋼板樁等作為基坑的臨時(shí)護(hù)壁時(shí),側(cè)墻多采用以頂、底板及樓板為支承的單向板、裝配式構(gòu)件也可采用密肋版。當(dāng)采用地下連續(xù)墻時(shí),可利用他們作為主體結(jié)構(gòu)側(cè)墻的一部分或全部。當(dāng)連續(xù)墻直接作為結(jié)構(gòu)的側(cè)墻或與內(nèi)襯墻形成整體結(jié)構(gòu)時(shí),設(shè)計(jì)中要考慮先期修建的連續(xù)墻與頂、樓、底板等水平構(gòu)件的連接.立柱:明挖車(chē)站的立柱一般采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu),可采用方形、矩形、圓形或橢圓形等截面。按常規(guī)荷載設(shè)計(jì)的地鐵車(chē)站站臺(tái)區(qū)間內(nèi)的立柱一般區(qū)6?8m,當(dāng)車(chē)站與地面建筑合建或?yàn)樘厥夂奢d控制設(shè)計(jì),柱的設(shè)計(jì)荷載很大時(shí),可采用鋼管混凝土柱、勁性鋼筋高強(qiáng)混凝土柱。(二)蓋挖法施工車(chē)站結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)形式:在城鎮(zhèn)交通要道區(qū)域采用蓋挖法施工的地鐵車(chē)站多采用矩形框架結(jié)構(gòu).軟土地區(qū)地鐵車(chē)站一般采用地下墻或鉆孔灌注樁作為施工階段的圍護(hù)結(jié)構(gòu)。地下墻可作為側(cè)墻結(jié)構(gòu)的一部分,與內(nèi)部現(xiàn)澆鋼筋混凝土組成雙層襯砌結(jié)構(gòu);也可將單層地下墻作為主體結(jié)構(gòu)側(cè)墻結(jié)構(gòu).單、雙層墻應(yīng)經(jīng)工程造價(jià)、進(jìn)度、結(jié)構(gòu)整體性、防水堵漏、施工處理等綜合比較后,根據(jù)不同地質(zhì)、周?chē)h(huán)境等選用。側(cè)墻:單層側(cè)墻即地下連續(xù)墻在施工階段作為基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu),建成后使用階段又是主體結(jié)構(gòu)的側(cè)墻,內(nèi)部結(jié)構(gòu)的板直接與單層墻相接.在地下墻中可采用預(yù)埋“直螺紋鋼筋連接器"將板的鋼筋與地下墻的鋼筋連接,確保單層側(cè)墻與板的連接強(qiáng)度與剛度.砂性地層中不宜采用單層側(cè)墻。雙層側(cè)墻即地下墻在施工階段作為圍護(hù)結(jié)構(gòu),回筑時(shí)在地上墻內(nèi)側(cè)現(xiàn)澆鋼筋混凝土內(nèi)襯側(cè)墻,與先施工的地下墻組成疊合結(jié)構(gòu),共同承受使用階段的水土側(cè)壓力,板與雙層墻組成現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu).中間豎向臨時(shí)支撐系統(tǒng):由臨時(shí)立柱及其基礎(chǔ)組成,系統(tǒng)的設(shè)置方法有三種:1.在永久柱的兩側(cè)單獨(dú)設(shè)置臨時(shí)柱;2.臨時(shí)與永久柱合一;3。臨時(shí)柱與永久柱合一,同時(shí)增設(shè)臨時(shí)柱.(三)噴錨暗挖(礦山法)法施工車(chē)站結(jié)構(gòu)噴錨暗挖法施工的地鐵車(chē)站視地層條件、施工方法及其使用要求的不同,可采用單拱式車(chē)站、雙拱式車(chē)站或三拱式車(chē)站。并根據(jù)需要可作為單層或雙層。此類(lèi)車(chē)站的開(kāi)挖斷面一般為150?250由于斷面較大,開(kāi)挖方法對(duì)洞室穩(wěn)定、地面沉降和支護(hù)受力等有重大影響,在第四紀(jì)地層中開(kāi)挖常需采用輔助施工措施。單拱車(chē)站隧道:這種結(jié)構(gòu)形式由于可以獲得寬敞的空間和宏偉的建筑效果,在巖石地層中采用較多,近年來(lái)國(guó)外在第四紀(jì)地層中也有采用的實(shí)例,但施工難度大、技術(shù)措施復(fù)雜、造價(jià)也高。雙拱車(chē)站隧道:有兩種基本形式,即雙拱塔柱式和雙拱立柱式.三拱車(chē)站:也有塔柱式和立柱式兩種基本形式,但是三拱塔柱式車(chē)站現(xiàn)已很少采用,土層中大多采用三拱立柱式車(chē)站。第二節(jié)地鐵區(qū)間隧道結(jié)構(gòu)與施工方法一、不同方法施工地鐵區(qū)間隧道的結(jié)構(gòu)形式(一)明挖法施工隧道在場(chǎng)地開(kāi)闊、建筑物稀少、交通及環(huán)境允許的地區(qū),應(yīng)優(yōu)先采用施工速度快、造價(jià)較低的明挖法施工。明挖法施工的地鐵區(qū)間隧道通常采用矩形斷面,一般為整體澆筑或裝配式結(jié)構(gòu),其優(yōu)點(diǎn)時(shí)其內(nèi)部輪廓與地下鐵道的建筑界限很近,內(nèi)部?jī)艨湛梢缘玫匠浞掷?結(jié)構(gòu)受力合理,頂板上便于敷設(shè)城市地下管網(wǎng)和設(shè)施。整體式襯砌結(jié)構(gòu):明挖現(xiàn)澆隧道結(jié)構(gòu)斷面分單跨、多跨等形式,由于結(jié)構(gòu)整體性好,防水性能容易得到保證,可適用于各種工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條件,但是施工工序較多,進(jìn)度緩慢。預(yù)制裝配式襯砌:預(yù)制裝配式襯砌的結(jié)構(gòu)形式應(yīng)根據(jù)工業(yè)化生產(chǎn)水平、施工方法、起重運(yùn)輸條件、場(chǎng)地條件等因地制宜選擇,目前以單跨和雙跨較為通用,關(guān)于裝配式襯砌各構(gòu)件之間的接頭構(gòu)造,除了要考慮剛度、強(qiáng)度、防水性等方面的要求外,還要求構(gòu)造簡(jiǎn)單、施工方便。裝配式襯砌整體性較差,對(duì)于有特殊要求(如防護(hù)、抗震)的地段要謹(jǐn)慎選用。(二)噴錨暗挖(礦山)法施工隧道在城市區(qū)域、交通要道及地上地下構(gòu)筑物復(fù)雜的地區(qū),隧道施工噴錨暗挖法通常是一種較好的選擇;隧道施工時(shí),一般采用拱形結(jié)構(gòu),其基本斷面形式為單拱、雙拱和多跨連拱。前者多用于單線(xiàn)或雙線(xiàn)的區(qū)間隧道或聯(lián)絡(luò)隧道,后兩者多用在停車(chē)線(xiàn)、折返線(xiàn)或喇叭口岔線(xiàn)上。采用噴錨暗挖法隧道襯砌又稱(chēng)為支護(hù)結(jié)構(gòu)或初期支護(hù),其作用是加固周?chē)鷩鷰r并與圍巖形成一個(gè)有足夠安全度的隧道結(jié)構(gòu)體系,共同承受可能出現(xiàn)的各種荷載,保持隧道斷面的使用凈空,防止地表下沉,提供空氣流通的光滑表面,堵截或引排地下水。根據(jù)對(duì)隧道襯砌結(jié)構(gòu)的基本要求以及隧道所處的圍巖條件、地下水狀況、地表下沉的控制、斷面大小和施工方法等,可以采用基本結(jié)構(gòu)類(lèi)型及其變化方案。襯砌的基本結(jié)構(gòu)類(lèi)型-—復(fù)合式襯砌這種襯砌結(jié)構(gòu)是由初期支護(hù)、防水隔離層和二次襯砌所組成,復(fù)合式襯砌外層為初期支護(hù),其作用是加固圍巖,控制圍巖變形,防止圍巖松動(dòng)失穩(wěn),是襯砌結(jié)構(gòu)中的主要承載單元。一般在開(kāi)挖后立即施做,并應(yīng)于圍巖緊貼。所以,最適宜采用噴錨支護(hù),根據(jù)具體情況,選用錨桿、噴混凝土、鋼筋網(wǎng)和鋼支撐等單一或并用而成.襯砌結(jié)構(gòu)的變化方案在干燥無(wú)水的堅(jiān)硬圍巖中,區(qū)間隧道襯砌亦可采用單層的噴錨支護(hù),不做防水隔離層和二次襯砌,但此時(shí)對(duì)噴混凝土的工藝和抗風(fēng)化性能都有較高的要求,襯砌表面要平整,不允許出現(xiàn)大量的裂縫。在防水要求不高,圍巖有敵營(yíng)自穩(wěn)能力時(shí),區(qū)間隧道亦可采用單層的模筑混凝土襯砌,不做初期支護(hù)和防水隔離層.施工時(shí)如有需要可設(shè)置用木料、鋼材或噴錨做成的臨時(shí)支撐。不同于受力單元,一般情況下,在澆筑混凝土?xí)r需將臨時(shí)支撐拆除,以供下次使用。單層模筑襯砌又稱(chēng)為整體式襯砌,為適應(yīng)不同的圍巖條件,整體式襯砌可做成等截面直墻式和等截面曲墻式,前者適用于堅(jiān)硬圍巖,后者適應(yīng)于軟弱圍巖。.(三)盾構(gòu)法施工隧道在松軟含水地層、地面構(gòu)筑物不允許拆遷,施工條件困難地段,采用盾構(gòu)法施工隧道能顯示其優(yōu)越性;振動(dòng)小、噪聲低、施工速度快、安全可靠,對(duì)沿線(xiàn)居民生活、地下和地面構(gòu)筑物及建筑物的影響小等.盾構(gòu)法修建的區(qū)間隧道襯砌有預(yù)制裝配式襯砌、預(yù)制裝配式襯砌和模筑混凝土整體式襯砌相結(jié)合的雙層襯砌、擠壓混凝土整體式襯砌三大類(lèi).1K413O12-1盾構(gòu)法撬道襯測(cè)橫斷面1K413O12-1盾構(gòu)法撬道襯測(cè)橫斷面禾韋罔(B)單層羞鹿式襯聊+<b)理足口合式材前;(C)橋壓程擁出搭體式甘砌預(yù)制裝配式襯砌預(yù)制裝配式襯砌是用工廠預(yù)制的構(gòu)件,稱(chēng)為管片,在盾構(gòu)尾部拼裝而成的。管片種類(lèi)按材料可分為鋼筋混凝土、鋼、鑄鐵以及由幾種材料組合而成的復(fù)合管片。鋼筋混凝土管片的耐壓性和耐久性都比較好;目前已可以生產(chǎn)抗壓強(qiáng)度大60MPa、滲透系數(shù)小于10-lcm/s的管片,而且,幾種管片的剛度大,由其組成的襯砌防水性能有保證。鋼管片的強(qiáng)度高,具有良好的可焊接性,便于加工和維修,重量輕也便于施工.與混凝土管片相比,其剛度小、易變性,而且鋼管片的抗銹蝕性差,在不做二次襯砌時(shí),必須有抗腐蝕、抗銹措施。鑄鐵管片強(qiáng)度高、防水和防銹蝕性好,易加工。和鋼管片相比,剛度較大,故在早期的地下鐵路區(qū)間隧道得到廣泛的應(yīng)用。鋼和鑄鐵管片價(jià)格較貴,現(xiàn)在除了需要開(kāi)口的襯砌環(huán)或預(yù)計(jì)將承受特殊荷載的地段采用外,一般都應(yīng)采用鋼筋混凝土管片。按管片和螺栓手孔大小,可將管片分為箱型和平板型兩類(lèi)。箱型管片時(shí)指因手孔較大而呈肋板性結(jié)構(gòu),手孔較大不僅方便了接頭螺栓的傳入和擰緊,而且也節(jié)省了材料,使單塊管片重量減輕,便于運(yùn)輸和安裝.但因截面削弱較多,在盾構(gòu)千斤頂推力作用下容易開(kāi)裂,故只有強(qiáng)度較大的金屬管片才采用箱型結(jié)構(gòu)。當(dāng)然,直徑和厚度較大的鋼筋混凝土管片也有采用箱型結(jié)構(gòu)。在箱型管片中縱向加勁肋是船體千斤頂推力的關(guān)鍵部位,一般沿襯砌環(huán)向等距離布置,加勁肋的數(shù)量應(yīng)大于盾構(gòu)千斤頂?shù)呐_(tái)數(shù),其形狀應(yīng)根據(jù)管片拼裝和是否需要灌注二次襯砌的施工要求而定.平板型管片是指因螺栓手孔較小或無(wú)手孔而呈曲板型結(jié)構(gòu)的管片,由于管片截面削弱少或無(wú)削弱,故對(duì)盾構(gòu)千斤頂推力具有較大的抵抗力,對(duì)同風(fēng)的阻力也較小。無(wú)手孔的管片也成為砌塊,現(xiàn)在的鋼筋混凝土管片多采用平板型結(jié)構(gòu)。田IK433OU-2鋼析旄輟土箱型常片示理圉圖1K413012-3陽(yáng)躺混駐土平feW片示童圖襯砌環(huán)內(nèi)管片之間以及各襯砌環(huán)之間的連接方式,從其力學(xué)特性來(lái)看,可分為柔性連接和剛性連接,前者允許相鄰管片間產(chǎn)生微小的轉(zhuǎn)動(dòng)和收縮,使襯砌環(huán)能按內(nèi)力分部狀態(tài)產(chǎn)生相應(yīng)的變形,以改善襯砌環(huán)的受力狀態(tài)。后者則通過(guò)增加連接螺栓的排數(shù),力圖在構(gòu)造上使接縫處的剛度與管片本身相同。實(shí)踐證明,剛性連接不僅拼裝麻煩、造價(jià)高,而且會(huì)在襯砌環(huán)中產(chǎn)生較大的次應(yīng)力,帶來(lái)不良后果,因此,目前較為常用的是柔性連接,常用的有,單排螺栓連接、銷(xiāo)釘連接及無(wú)連接件等.雙層襯砌:為防止隧道滲水和襯砌腐蝕,提高襯砌結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和輸水隧洞承受水壓力的能力,修正隧道的施工誤差,減少噪聲和振動(dòng)以及作為內(nèi)部裝飾,可以在裝配式襯砌內(nèi)部再做一層整體式混凝土或鋼筋混凝土內(nèi)襯。根據(jù)需要還可以在裝配式襯砌與內(nèi)層之間鋪設(shè)防水隔離層。雙層襯砌主要用在輸水隧洞工程和含有腐蝕性地下水的地層中。擠壓混凝土整體式襯砌(ECL):就是隨著盾構(gòu)向前推進(jìn),用一套襯砌施工設(shè)備在盾未同步灌注的混凝土或鋼筋混凝土整體式襯砌,因其灌注后即可承受盾構(gòu)千斤頂?shù)臄D壓作用,故有此稱(chēng)謂。擠壓混凝土可以是素混凝土,也可以是鋼筋混凝土但應(yīng)用較多的是鋼纖維混凝土。擠壓混凝土襯砌一次成型,內(nèi)表面光滑,襯砌背后無(wú)空隙,故無(wú)需注漿,且對(duì)控制地層移動(dòng)特別有效,但因擠壓混凝土需要較多的施工設(shè)備,其中包括混凝土成型用的框模,拼拆框模的系統(tǒng),混凝土配制車(chē)、泵、閥、管組成的混凝土配送系統(tǒng)。而且,混凝土制備、配送、鋼筋架立等工藝較為復(fù)雜,在滲漏性較大的土層中要達(dá)到防水要求尚有困難,故擠壓混凝土襯砌的應(yīng)用尚不廣泛.二、施工方法比較與選擇圖IK413O1Z4噴錨睹挖袪施T.ift程(一)噴錨暗挖(礦山)法基本流程見(jiàn)上圖。新奧法施工:新奧法施工適用于穩(wěn)定地層,應(yīng)根據(jù)地質(zhì)、施工機(jī)具條件,盡量采用對(duì)圍巖擾動(dòng)少的支護(hù)方法。巖石地層中當(dāng)采用鉆爆法施工時(shí),應(yīng)采用光面爆破、預(yù)裂爆破技術(shù),盡量減少欠挖、超挖。圍巖開(kāi)挖后應(yīng)立即進(jìn)行必要的支護(hù),并使支護(hù)與圍巖盡量密貼,以穩(wěn)定圍巖。圍巖條件比較好時(shí)可簡(jiǎn)單支護(hù)或不支護(hù)。采用噴射混凝土錨桿作為初期支護(hù)時(shí)的施工順序一般為先噴混凝土后打錨桿;圍巖條件惡劣時(shí),則采用初噴混凝土-架鋼支撐-打錨桿-二次噴混凝土。錨桿桿位、孔徑、孔深及其布置形式應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求,錨桿桿體露出巖面的長(zhǎng)度不宜大于噴混凝土層厚度,錨桿施工質(zhì)量應(yīng)符合有關(guān)規(guī)范要求.淺埋暗挖法施工淺埋暗挖法施工的工藝流程和技術(shù)要求主要針對(duì)埋置深度較淺、松散不穩(wěn)定的土層和軟弱破碎巖層施工面形成的。與新奧法相比,更強(qiáng)調(diào)地層的預(yù)支護(hù)和預(yù)加固。因?yàn)榈罔F工程基本在城市施工,對(duì)地表沉降的控制比較嚴(yán)格,淺埋暗挖法支護(hù)襯砌的結(jié)構(gòu)剛度比較大,初期支護(hù)允許變形量比較小,有利于減少對(duì)地層的擾動(dòng)及保護(hù)周邊環(huán)境。1)地層預(yù)加固和預(yù)支護(hù):在城市地鐵隧道施工中,經(jīng)常遇到砂礫土、砂性土、黏性土或強(qiáng)風(fēng)化基巖等不穩(wěn)定地層。這類(lèi)地層在隧道開(kāi)挖過(guò)程中自穩(wěn)時(shí)間短暫,往往在初期支護(hù)尚未來(lái)得及施做,或噴射混凝土尚未獲得足夠強(qiáng)度時(shí),拱墻的局部地層已經(jīng)開(kāi)始坍塌。為此,需采用地層預(yù)加固、預(yù)支護(hù)的方法,以提高地層的穩(wěn)定性。常見(jiàn)的預(yù)支護(hù)和預(yù)加固方法有:小導(dǎo)管超前預(yù)注漿、開(kāi)挖面超前深孔注漿及管棚超前支護(hù)。2)隧道土方開(kāi)挖與支護(hù):采用淺埋暗挖法作業(yè)時(shí),所選用的施工方法及工藝流程,應(yīng)保證最大限度地減少對(duì)地層的擾動(dòng),提高周?chē)貙幼猿凶饔煤蜏p少地表沉降。根據(jù)不同的地質(zhì)條件及隧道斷面,選用不同的開(kāi)挖方法,但總的原則是:預(yù)支護(hù)、預(yù)加固一段,開(kāi)挖一段;開(kāi)挖一段,支護(hù)一段;支護(hù)一段,封閉成環(huán)一段.初期支護(hù)封閉成環(huán)后,隧道處于暫時(shí)穩(wěn)定狀態(tài),通過(guò)監(jiān)控量測(cè),確認(rèn)達(dá)到基本穩(wěn)定狀態(tài)時(shí),可以進(jìn)行二次襯砌混凝土灌注工作。如果量測(cè)結(jié)果證明尚未穩(wěn)定,則需繼續(xù)監(jiān)測(cè);如果監(jiān)測(cè)結(jié)果證明支護(hù)有失穩(wěn)趨勢(shì)時(shí),則需要及時(shí)通過(guò)設(shè)計(jì)部門(mén)共同協(xié)商,確定加固方案。3)初期支護(hù)形式:在軟弱破碎及松散、不穩(wěn)定地層中采用淺埋暗挖法施工時(shí),除需對(duì)地層進(jìn)行預(yù)加固和預(yù)支護(hù)外,隧道初期支護(hù)施做的及時(shí)性及支護(hù)的強(qiáng)度和剛度,對(duì)保證開(kāi)挖后隧道的穩(wěn)定性、減少地層擾動(dòng)和地表沉降,都有決定性的影響.在諸多支護(hù)形式中,鋼拱錨噴混凝土支護(hù)是滿(mǎn)足上述要求的最佳支護(hù)形式.4)二次襯砌:在淺埋暗挖法中,初期支護(hù)的變形達(dá)到基本穩(wěn)定,且防水結(jié)構(gòu)施工驗(yàn)收合格后,可以進(jìn)行二次混凝土襯砌灌注工序。通過(guò)監(jiān)控量測(cè),掌握隧道動(dòng)態(tài),提供信息,指導(dǎo)二次襯砌施做時(shí)機(jī)。這是淺埋暗挖法中二次襯砌施工與一般隧道襯砌施工的主要區(qū)別。其他灌注工藝和機(jī)械設(shè)備與一般隧道襯砌施工基本相同。二次襯砌模板可以采用臨時(shí)木模板或金屬定型模板,更多情況則采用模板臺(tái)車(chē),襯砌所用的模板、墻架,拱架均應(yīng)樣式簡(jiǎn)單、拆裝方便、表面光滑、接縫嚴(yán)密。使用前應(yīng)在樣板臺(tái)上校核;重復(fù)使用時(shí),應(yīng)隨時(shí)檢查并整修。5)監(jiān)控量測(cè):利用監(jiān)控量測(cè)信息指導(dǎo)設(shè)計(jì)與施工是淺埋暗挖施工工序的重要組成部分。在設(shè)計(jì)文件中應(yīng)提出具體要求和內(nèi)容,監(jiān)控量測(cè)的費(fèi)用應(yīng)納入工程成本。在實(shí)施過(guò)程中施工單位要有專(zhuān)門(mén)結(jié)構(gòu)執(zhí)行與管理,并由項(xiàng)目技術(shù)負(fù)責(zé)人統(tǒng)一掌握、統(tǒng)一領(lǐng)導(dǎo)。經(jīng)驗(yàn)證明拱頂下沉是控制穩(wěn)定較直觀的和可靠的判斷依據(jù),水平收斂和地表下沉有時(shí)也是重要的判斷依據(jù)。對(duì)于地鐵隧道而言,地表下沉測(cè)量顯得尤為重要。(二)盾構(gòu)法施工盾構(gòu)法施工見(jiàn)下頁(yè)圖,其具體施工步驟是:1)在盾構(gòu)法隧道的始發(fā)端和接收端各建一個(gè)工作(豎)井;2)盾構(gòu)機(jī)在始發(fā)端工作井內(nèi)安裝就位;3)依靠盾構(gòu)千斤頂?shù)耐屏Γㄗ饔迷谝呀?jīng)拼裝好的襯砌環(huán)和工作井后壁上)將盾構(gòu)機(jī)從始發(fā)工作井的墻壁預(yù)留洞門(mén)推出;4)盾構(gòu)機(jī)在地層中沿著設(shè)計(jì)軸線(xiàn)推進(jìn),在推進(jìn)的同時(shí)不斷出土和安裝襯砌管片;5)及時(shí)地向襯砌背后的空隙注漿,防止地層移動(dòng)和固定襯砌環(huán)位置;6)盾構(gòu)機(jī)進(jìn)入接收工作井并拆除,如施工需要,也可穿越工作井再向前推進(jìn)。渣土髓贈(zèng)和料斗盾構(gòu)法施工隧道有以下優(yōu)點(diǎn):1)除豎井施工外,施工作業(yè)均在地下進(jìn)行,既不影響地面交通,又可減少對(duì)附近居民的噪聲和振動(dòng)影響;2)盾構(gòu)的推進(jìn)、出土、拼裝襯砌等主要工序循環(huán)進(jìn)行,施工易于管理,施工人員也較少;3)隧道的施工費(fèi)用不受覆土厚度多少的影響,適宜于建造覆土較深的隧道;4)施工不受風(fēng)雨等氣候條件影響;5)當(dāng)隧道穿過(guò)河底或其他建筑物時(shí),不影響交通;6)與明挖法施工相比,只要能使盾構(gòu)開(kāi)挖面穩(wěn)定,則隧道越深、地基越差、土中影響施工的埋設(shè)物等越多,經(jīng)濟(jì)上、施工速度上就越有利。盾構(gòu)法施工也存在以下一些問(wèn)題:1)當(dāng)隧道曲線(xiàn)半徑過(guò)小時(shí),施工較為困難;2)在陸地上建造隧道時(shí),若隧道覆土太淺,則盾構(gòu)施工困難很大,而在水下時(shí),如果覆土深度太淺則盾構(gòu)法施工不夠安全。3)盾構(gòu)施工中采用全氣壓方法以疏干和穩(wěn)定地層時(shí),對(duì)勞動(dòng)保護(hù)要求較高,施工條件較差。4)盾構(gòu)法隧道上方一定范圍內(nèi)的地表沉降尚難完全防止,特別在飽和含水松軟的土層中,要采取嚴(yán)密的技術(shù)措施才能把沉陷控制在很小的限度內(nèi)。5)在飽和含水地層中,盾構(gòu)法是國(guó)內(nèi)所用的拼裝襯砌,對(duì)達(dá)到整體結(jié)構(gòu)防水的技術(shù)要求較高。第三節(jié)輕軌交通高架橋梁結(jié)構(gòu)輕軌交通與地鐵交通組合形成城市軌道交通體系,輕軌交通一般位于城區(qū)或郊區(qū),與地鐵交通工程相比,具有施工速度快、投資相對(duì)較少等優(yōu)點(diǎn),但對(duì)線(xiàn)路景觀要求高,施工工期及環(huán)保要求也有所不同.一、高架橋結(jié)構(gòu)與運(yùn)行特點(diǎn)輕軌交通列車(chē)的運(yùn)行速度快,運(yùn)行效率高,維修時(shí)間短.橋上多鋪設(shè)無(wú)縫線(xiàn)路、無(wú)砟軌道結(jié)構(gòu),因而會(huì)對(duì)結(jié)構(gòu)形式的選擇及上下部結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)造成特別的影響。高架橋應(yīng)考慮管線(xiàn)位置或通過(guò)要求,并設(shè)有緊急進(jìn)出通道,防止列車(chē)傾覆的安全措施及在必要地段設(shè)置防噪聲屏障,還應(yīng)設(shè)有防水、排水設(shè)施。高架橋大都采用預(yù)應(yīng)力或部分預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土結(jié)構(gòu),構(gòu)造簡(jiǎn)單、結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)、安全經(jīng)濟(jì)、耐久適用,力求滿(mǎn)足城鎮(zhèn)景觀要求,又與周?chē)h(huán)境相協(xié)調(diào).高架橋的橋墩位置設(shè)置應(yīng)符合城市規(guī)劃要求,跨越鐵路、公路、城市道路和河流時(shí)的板下凈空滿(mǎn)足相關(guān)規(guī)范的要求;上部?jī)?yōu)先采用預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu),其次才是鋼結(jié)構(gòu),須有足夠的豎向和橫向剛度。高架橋應(yīng)設(shè)有降低噪聲和振動(dòng)(設(shè)置聲屏障)、消除樓房遮光和防止電磁波干擾等系統(tǒng)。二、高架橋的基本結(jié)構(gòu)高架橋的墩臺(tái)和基礎(chǔ)高架橋墩臺(tái)基礎(chǔ)應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)資料確定。當(dāng)?shù)刭|(zhì)情況良好時(shí),應(yīng)盡可能采用擴(kuò)大基礎(chǔ)。軟土地基情況下,為保證地基的承載能力,防止沉陷,宜采用樁基礎(chǔ)。高架橋墩除了有足夠的強(qiáng)度與穩(wěn)定性外,還應(yīng)結(jié)合上部結(jié)構(gòu)的選型使上下部結(jié)構(gòu)協(xié)調(diào)一致、輕巧美觀,并與城市景觀和諧、勻稱(chēng),盡量少占土地,透空好,保證橋下行車(chē)有較好的視線(xiàn),給行人一種愉快感。常見(jiàn)的橋墩形式有以下幾種。1)倒梯形橋墩:構(gòu)造簡(jiǎn)單、施工方便,受力合理,具有較大的強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性,對(duì)于單箱單室和脊梁來(lái)說(shuō),選擇倒梯形橋墩在外觀上和受力上均較合理.2)T型橋墩:占地面積較小,是城鎮(zhèn)輕軌高架橋最常用的橋墩形式。這種橋墩既為橋下交通提供較大的空間,又能減輕墩身重量,節(jié)約圬工材料。特別適用于高架橋和地面道路斜交的情況.墩身一般為普通鋼筋混凝土結(jié)構(gòu),圓形、矩形或六邊形,具有較大的強(qiáng)度好剛度,與上部結(jié)構(gòu)的輪廓線(xiàn)過(guò)度平順,受力合理。大伸壁蓋梁,承受較大的彎矩和剪力,可以采用預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu),墩身高度一般不超過(guò)8~10m.3)雙柱式橋墩:在橫向形成鋼筋混凝土鋼架,受力情況清析,穩(wěn)定性好,其蓋梁的工作條件較T型橋墩的蓋梁有利,無(wú)需施加預(yù)應(yīng)力,其高度一般在30m以?xún)?nèi)。4)Y型橋墩:結(jié)合了T型橋墩和雙柱橋墩的優(yōu)點(diǎn),下部成單柱式,占地少,有利于橋下交通,透空性好,而上部成雙柱式,對(duì)蓋梁工作條件有利,無(wú)需施加預(yù)應(yīng)力,造型輕巧,比較美觀。2.高架橋的上部結(jié)構(gòu):站間高架橋可分為一般地段的橋梁和主要工程節(jié)點(diǎn)的橋梁??缭街饕缆?、河流及其他市內(nèi)交通設(shè)施的主要工程節(jié)點(diǎn)可以采用任何一種適用于城市橋梁的大跨度橋梁結(jié)構(gòu)體系.采用最多的是連續(xù)梁、連續(xù)剛構(gòu)、系桿拱。一般地段的橋梁雖然結(jié)構(gòu)形式簡(jiǎn)單,然而就工程數(shù)量和土建工程造價(jià)而言,卻可能占全線(xiàn)高架橋的大部分份額,對(duì)于城市景觀和道路交通功能的影響不可輕視。因此,其結(jié)構(gòu)形式的選擇必須慎重,要多方面比較。從城市景觀和道路交通功能考慮,宜選用較大的橋梁跨徑從而給人以通透的舒適感,按橋梁經(jīng)濟(jì)跨徑的要求,當(dāng)橋跨結(jié)構(gòu)的造價(jià)和下部結(jié)構(gòu)(墩臺(tái)、基礎(chǔ))造價(jià)接近相等時(shí)最為經(jīng)濟(jì);從加快施工進(jìn)度來(lái)看,宜大量采用預(yù)制預(yù)應(yīng)力混凝土梁。橋梁形式的選定往往是因地制宜,綜合考慮的結(jié)果.在建筑高度不受限制,或刻意壓低建筑高度得不償失的場(chǎng)合,一般適用于城市橋或公路橋的正常橋跨結(jié)構(gòu)均可用于城市軌道交通的高架橋中。第四節(jié)城市軌道交通的軌道結(jié)構(gòu)軌道(統(tǒng)稱(chēng)為線(xiàn)上在)結(jié)構(gòu)是由鋼軌、軌枕、連接零件、道床、道岔和其他附屬設(shè)備等構(gòu)成的。一、軌道組成(一)軌道結(jié)構(gòu)組成軌道部件的材料其力學(xué)性能差異極大,應(yīng)通過(guò)科學(xué)、可靠的方式把它們組合在一起,從而導(dǎo)向列車(chē)的運(yùn)行、承受高速行駛列車(chē)的荷載并把荷載傳遞給支撐軌道結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ).軌道結(jié)構(gòu)應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度、穩(wěn)定性、耐久性和適量的彈性,應(yīng)保證列車(chē)運(yùn)行平穩(wěn)、安全,并應(yīng)滿(mǎn)足減震、降噪要求。(二)軌道結(jié)構(gòu)特點(diǎn)城市軌道交通的軌道結(jié)構(gòu)由于線(xiàn)路通常穿過(guò)居民區(qū)(地下、地面或高架),所以還要考慮以下一些問(wèn)題:為保護(hù)城市環(huán)境,對(duì)噪聲控制要求較高,除了車(chē)輛結(jié)構(gòu)采用減震措施,以及必要時(shí)修筑聲障外,軌道也應(yīng)采用相應(yīng)的減震軌道結(jié)構(gòu).軌道交通行車(chē)密度大,運(yùn)營(yíng)時(shí)間長(zhǎng),留給軌道維修作業(yè)的時(shí)間很短,因而一般采用較強(qiáng)的軌道部件。近年來(lái)新建軌道交通系統(tǒng)的淺埋隧道和高架橋結(jié)構(gòu),基本采用無(wú)砟道床等少維修軌道結(jié)構(gòu)。軌道交通車(chē)輛一般采用電力牽引,以走形軌作為供電回路。為減少漏泄電流對(duì)周?chē)饘僭O(shè)施的腐蝕,要求軌道與軌下基礎(chǔ)有較高的絕緣性能。受原有街道和建筑物所限,城市軌道交通曲線(xiàn)段占有很大比重,曲線(xiàn)半徑一般比常規(guī)鐵路小的多.在正線(xiàn)半徑小于4OOm的曲線(xiàn)地段,應(yīng)采用全長(zhǎng)淬火鋼軌或耐磨鋼軌.鋼軌鋪設(shè)前應(yīng)進(jìn)行預(yù)彎,運(yùn)行時(shí)鋼軌應(yīng)進(jìn)行涂油以減少磨耗。二、軌道形式與選擇(一)軌道形式及扣件、軌枕地鐵正線(xiàn)及輔助線(xiàn)鋼軌應(yīng)根據(jù)近、遠(yuǎn)期客流量,并經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)綜合比較確定,宜采用6Okg/m鋼軌,也可以采用50kg/m鋼軌.鋼輪-鋼軌系統(tǒng)軌道的標(biāo)準(zhǔn)軌距應(yīng)采用1435mm。鋼輪—鋼軌系統(tǒng)正線(xiàn)曲線(xiàn)應(yīng)根據(jù)列車(chē)運(yùn)行速度設(shè)置超高,軌道盡頭應(yīng)設(shè)置車(chē)擋,設(shè)置在正線(xiàn)、折返線(xiàn)和車(chē)輛試車(chē)線(xiàn)的車(chē)檔應(yīng)能承受以15km/h速度撞擊時(shí)的沖擊荷載.3.不同道床形式的扣件應(yīng)符合下表的規(guī)定道床形式類(lèi)型扣壓件與軌枕連接方式一般整體道床彈性分開(kāi)式有螺栓彈條、無(wú)螺栓彈條在軌枕預(yù)埋套管高架橋上整體道床有螺栓彈條、小阻力混凝土枕碎石道床彈性不分開(kāi)式有螺栓彈條、無(wú)螺栓彈條在軌枕內(nèi)預(yù)埋螺栓或鐵座木枕碎石道床彈性分開(kāi)式采用螺紋道釘車(chē)廠庫(kù)內(nèi)整體道床、檢查枕在軌枕或立柱內(nèi)預(yù)埋套管(二)道床與軌枕1.長(zhǎng)度大于100m的隧道內(nèi)和隧道外U型結(jié)構(gòu)地段及高架橋和大于50m的單體橋地段,宜采用短枕式或長(zhǎng)枕式整體道床;地面正線(xiàn)宜采用混凝土整體式道床,基底堅(jiān)實(shí)穩(wěn)定,排水良好的地面車(chē)站地段可采用整體道床;車(chē)場(chǎng)庫(kù)內(nèi)線(xiàn)應(yīng)采用短枕式道床,地面出入線(xiàn)、試車(chē)線(xiàn)和庫(kù)外線(xiàn)宜采用混凝土枕碎石道床或木枕碎石道床。(三)減振結(jié)構(gòu)一般減振軌道結(jié)構(gòu)可采用無(wú)縫線(xiàn)路、彈性分開(kāi)式扣件和整體道床或碎石道床;線(xiàn)路中心距離住宅區(qū)、賓館、機(jī)關(guān)等建筑物小于20米及其穿越地段,宜采用較高減振的軌道結(jié)構(gòu),即在一般減振結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上,采用軌道減振器扣件或彈性短枕式整體道床或具有其他較高減振能力的軌道結(jié)構(gòu)形式。線(xiàn)路中心距離醫(yī)院、學(xué)校、音樂(lè)廳、精密儀器廠、文物保護(hù)單位和高級(jí)賓館等建筑物小于2Om及穿越地段,宜采用特殊減振軌道結(jié)構(gòu),即在一般減振軌道結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上,采用浮置板整體式道床或其他特殊減振隧道結(jié)構(gòu)形式。第二章明挖基坑施工一、降水方法選擇(一)基本要求當(dāng)?shù)叵滤桓哂诨娱_(kāi)挖面,需要采用降低地下水位方法疏干坑內(nèi)土層的地下水。疏干地下水有增加坑內(nèi)土體強(qiáng)度的作用,有利于控制基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的變形,在軟土地區(qū)基坑開(kāi)挖深度超過(guò)3米,一般就要用井點(diǎn)降水?開(kāi)挖深度淺時(shí),也可邊開(kāi)挖邊用排水溝和集水井進(jìn)行積水明排.當(dāng)基坑底為隔水層且層底作用有承壓水時(shí),應(yīng)進(jìn)行坑底突涌驗(yàn)算,必要時(shí)可采取水平封底隔漏或鉆孔減壓措施,保證坑底土層穩(wěn)定。當(dāng)坑底含承壓水層且上部土體壓重不足以抵抗承壓水頭時(shí),應(yīng)布置降壓井降低承壓水水頭的壓力,防止承壓水突涌,確?;娱_(kāi)挖施工安全。當(dāng)降水會(huì)對(duì)基坑周邊建(構(gòu))筑物、地下管線(xiàn)、道路等造成危害或?qū)Νh(huán)境造成長(zhǎng)期不利影響時(shí),應(yīng)采取截水方法控制地下水。采用懸掛式帷幕時(shí),應(yīng)同時(shí)采用坑內(nèi)降水,并宜根據(jù)水文地質(zhì)條件采取坑外回灌措施.(二)工程降水方法的選用工程降水方法有很多種,可根據(jù)土層情況、滲透性、降水深度、周?chē)h(huán)境、支護(hù)結(jié)構(gòu)種類(lèi)按下表選擇和設(shè)計(jì)降水方法適用土層滲透系數(shù)(m/d)降水深度(m)地下水類(lèi)型積水明排黏性土、砂土—<2潛水、地表水輕型井點(diǎn)級(jí)級(jí)級(jí)?砂土、粉土,含薄層粉砂的淤泥質(zhì)(粉質(zhì))黏土0.1?203?6潛水6?99~12噴射井點(diǎn)<20潛水、承壓水管井疏干砂性土、粉土,含薄層粉砂的淤泥質(zhì)(粉質(zhì))黏土0。02?0.1不限潛水減壓砂性土、粉土>0。1不限承壓水二、常見(jiàn)降水方法(一)明溝、集水井排水當(dāng)基坑開(kāi)挖不很深,基坑突涌水量不大時(shí),積水明排是應(yīng)用最廣泛,也是最簡(jiǎn)單、最經(jīng)濟(jì)的方法。明溝、集水井排水多是在基坑的兩側(cè)或四周設(shè)置排水明溝,在基坑四角或每隔30?50m設(shè)置集水井,使基坑滲出的地下水通過(guò)排水明溝匯集于集水井內(nèi),然后用水泵將其排出基坑外。排水明渠宜布置在擬建建筑基礎(chǔ)邊0.4m以外,溝邊緣離開(kāi)坡腳應(yīng)不小于0。3m,排水明渠的底面應(yīng)比挖土面低0。3?0。4m,集水井底面應(yīng)比溝底面低0.5m以上,并隨基坑的挖深而加深,以保持水流暢通.明溝的坡度不宜小于0.3%,溝底應(yīng)采取防滲措施.集水井的凈截面尺寸應(yīng)根據(jù)排水流量確定,集水井應(yīng)采取防滲漏措施.明溝、集水井排水,視水量多少連續(xù)或間斷抽水,直至基礎(chǔ)施工完畢,回填土為止。明溝排水設(shè)施與市政管網(wǎng)連接口之間應(yīng)設(shè)置沉淀池。明溝、集水井、沉淀池使用時(shí)應(yīng)排水通暢并隨時(shí)清理淤積物。當(dāng)基坑開(kāi)挖的土層由多種土組成,中部夾有透水性能的砂類(lèi)土,基坑側(cè)壁出現(xiàn)分層滲水時(shí),可在基坑邊坡上按不同高程分層設(shè)置明溝和集水井構(gòu)成排水系統(tǒng),分層阻截和排除上部土層中的地下水,避免上層地下水沖刷基坑下部邊坡造成塌方。(二)井點(diǎn)降水當(dāng)基坑開(kāi)挖較深,基坑突涌水量大,且有圍護(hù)結(jié)構(gòu)時(shí),應(yīng)采用井點(diǎn)降水方法。即用真空(輕型)井點(diǎn)、噴射井點(diǎn)或管井深入含水層內(nèi),用不斷抽水方式使地下水位降至坑底以下,同時(shí)使土體產(chǎn)生固結(jié)以方便土方開(kāi)挖。輕型井點(diǎn)布置應(yīng)根據(jù)基坑平面形狀與大小、水文地質(zhì)情況、工程性質(zhì)、降水深度等確定.當(dāng)基坑(槽)寬度小于6米且降水深度不超過(guò)6米時(shí),可采用單排井點(diǎn),布置在地下水上游一側(cè);檔基坑槽寬度大于6米或土質(zhì)不良、滲透系數(shù)大時(shí),宜采用雙排井點(diǎn),布置在基坑槽的兩側(cè),當(dāng)面積較大時(shí),宜采用環(huán)形井點(diǎn)。挖土運(yùn)輸設(shè)備出入道可不封閉,間距達(dá)到4米,一般留在地下水的下游方向。3?輕型井點(diǎn)宜采用金屬管,井管距坑壁不應(yīng)小于1。0?1.5米(距離太小容易漏氣)?井點(diǎn)間距一般為0。8?1.6m,積水總管標(biāo)高宜盡量接近地下水位線(xiàn)并沿抽水水流方向有0.25~0.5%的上仰坡度,水泵軸心與總管齊平。井點(diǎn)管的入土深度應(yīng)根據(jù)降水深度及儲(chǔ)水層所有的位置確定,但必須將濾水管埋入含水層內(nèi),并且比挖基坑(溝、槽)的底深0.9?1.2米,井點(diǎn)管的埋設(shè)深度應(yīng)經(jīng)過(guò)計(jì)算確定。真空井點(diǎn)和噴射井點(diǎn)可選用清水或泥漿鉆進(jìn)、高壓水套管沖擊工藝(鉆孔法、沖孔法或射水法)對(duì)不宜塌孔、縮頸地層也可采用長(zhǎng)螺旋鉆機(jī)成孔;成孔深度宜大于降水井深度0。5?0m。鉆到設(shè)計(jì)深度后,應(yīng)注水沖洗鉆孔、稀釋孔內(nèi)泥漿??妆谂c井管之間的濾料應(yīng)填充密實(shí)、均勻,宜采用中粗砂,濾料上方宜采用黏土封堵,封堵至地面的厚度應(yīng)大于1米。管井的濾管可以采用無(wú)砂混凝土濾管、鋼筋籠、鋼管或鑄鐵管。成孔工藝應(yīng)適合地層特點(diǎn),對(duì)不宜塌孔、縮頸地層宜采用清水鉆進(jìn);采用泥漿護(hù)壁鉆孔時(shí),應(yīng)在鉆到孔底后清除孔底沉渣并立即置入井管、注入清水,當(dāng)泥漿相對(duì)密度不大于1.05時(shí),方可投入濾料。濾管內(nèi)徑應(yīng)按滿(mǎn)足單井設(shè)計(jì)流量要求而配置的水泵規(guī)格確定,管井成孔直徑應(yīng)滿(mǎn)足填充濾料的要求;井管與孔壁之間填充的濾料宜選用磨圓度較好的硬質(zhì)巖石成分的圓礫,不宜采用棱角型石渣料、風(fēng)化料或其他黏質(zhì)巖石成分的礫石。井管底部應(yīng)設(shè)置沉砂管。三、基坑的隔(截水)帷幕與坑內(nèi)外降水(一)隔(截)水帷幕采用隔(截)水帷幕的目的是阻止基坑外的地下水流入基坑內(nèi)部,或減少地下水沿基坑帷幕的水力梯度。截水帷幕的厚度應(yīng)滿(mǎn)足基坑的防滲要求,截水帷幕的滲透系數(shù)宜小于1.0x10—cm/s。當(dāng)基坑存在連續(xù)分布、埋深較淺的隔水層時(shí),應(yīng)采用底端進(jìn)入下臥隔水層的落低式帷幕;當(dāng)坑底以下含水層厚度較大時(shí)需采用懸掛式帷幕,其深度要滿(mǎn)足地下水從帷幕底繞流的滲透穩(wěn)定性要求,并應(yīng)分析地下水位下降對(duì)周邊建(構(gòu))筑物的影響。截水帷幕可采用旋噴法或擺噴法注漿帷幕、水泥土攪拌樁帷幕、地下連續(xù)墻帷幕或咬合式排樁.支護(hù)結(jié)構(gòu)采用排樁時(shí),可采用高壓旋噴或擺噴注漿與排樁相互咬合的組合帷幕?;拥母簦ń兀┧∧唬ɑ蚩梢越厮膰o(hù)結(jié)構(gòu))周?chē)牡叵滤疂B流特征與降水目的、隔水帷幕的深度和含水層的位置有關(guān),利用這些關(guān)系布置降水井可以提高降水的效率,減少降水對(duì)環(huán)境的影響.隔(截)水帷幕與降水井布置大致可以分為三種類(lèi)型,需要根據(jù)有關(guān)條件綜合考慮。(二)隔(截)水帷幕與降水井布置隔水帷幕隔斷降水含水層基坑隔水帷幕深入降水含水層的隔水底板中,井點(diǎn)降水以疏干基坑內(nèi)的地下水為目的,即為前面所述的落底式帷幕,這類(lèi)隔水帷幕將基坑內(nèi)的地下水與基坑外的地下水分隔開(kāi)來(lái),基坑內(nèi)、外地下水無(wú)水力聯(lián)系。此時(shí),應(yīng)把降水井布置在坑內(nèi),降水時(shí),基坑外地下水不受影響。隔水帷幕底位位于承壓水含水層隔水頂板中隔水帷幕位于承壓水含水層頂板中,通過(guò)井點(diǎn)降水降低基坑下部承壓含水層的水頭,以防止基坑底板隆起或承壓水突涌為目的.這類(lèi)隔水帷幕未將基坑內(nèi)、外承壓含水層分隔開(kāi),由于不受?chē)o(hù)結(jié)構(gòu)的影響,基坑內(nèi)外地下水連通,這類(lèi)井點(diǎn)降水影響范圍較大,此時(shí),應(yīng)把降水井布置于基坑外側(cè)。因?yàn)榧词共贾迷诨觾?nèi),降水依然會(huì)對(duì)基坑外圍有明顯影響,如果布置在基坑內(nèi)反而會(huì)多出封井問(wèn)題.隔水帷幕底位于承壓含水層中隔水帷幕底位于承壓水含水層中,如果基坑開(kāi)挖較淺,坑底未進(jìn)入承壓水含水層,井點(diǎn)降水以降低承壓水水頭為目的;如果基坑開(kāi)挖較深,坑底已經(jīng)進(jìn)入承壓含水層,井點(diǎn)降水前期以降低承壓水水頭為目的,后期以疏干承壓含水層為目的。這類(lèi)隔水帷幕底位于承壓含水層中,基坑內(nèi)、外承壓含水層部分被隔水帷幕隔開(kāi),僅含水層下部未被隔開(kāi).由于受?chē)o(hù)結(jié)構(gòu)的阻擋,在承壓含水層上部基坑內(nèi)、外地下水不連續(xù),下部含水層連續(xù)相通,地下水呈三維流態(tài)。隨著基坑內(nèi)水位降深的加大,基坑內(nèi)、外水位相差較大。在這類(lèi)情況下,應(yīng)將降水井置于基坑內(nèi)側(cè),這樣可以明顯減少降水對(duì)環(huán)境的影響,而且隔水帷幕插入含水層越深,這種優(yōu)勢(shì)越明顯。第二節(jié)深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)與邊坡防護(hù)基坑工程師由地面向下開(kāi)挖一個(gè)地下空間,深基坑四周一般設(shè)置垂直的擋土圍護(hù)結(jié)構(gòu),圍護(hù)結(jié)構(gòu)一般是在開(kāi)挖面基底下有一定插入深度的板(樁)墻結(jié)構(gòu);板(樁)墻內(nèi)有懸臂式、單撐式、多撐式。支撐結(jié)構(gòu)是為了減少?lài)o(hù)結(jié)構(gòu)的變形,控制墻體的彎矩;分為內(nèi)撐和外錨兩種。以下主要以地鐵車(chē)站基坑為主介紹基坑開(kāi)挖支護(hù)與變形控制。一、圍護(hù)結(jié)構(gòu)(一)基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)體系基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)體系包括板(樁)墻、圍檁(冠梁)及其他附屬構(gòu)件。板樁墻主要承受基坑開(kāi)挖卸荷所產(chǎn)生的土壓力和水壓力,并將此壓力傳遞到支撐,是穩(wěn)定基坑的一種施工臨時(shí)擋墻結(jié)構(gòu)。地鐵基坑所采用的圍護(hù)結(jié)構(gòu)形式很多,其施工方法、工藝和所用的施工機(jī)具也各異;因此,應(yīng)根據(jù)基坑深度、工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條件、地面環(huán)境條件等(特別要考慮到城市施工特點(diǎn)),經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)綜合比較后確定。(二)深基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)類(lèi)型在我國(guó)應(yīng)用較多的有排樁、地下連續(xù)墻、重力式擋墻、土釘墻,以及這些結(jié)構(gòu)的組合形式等。2.不同類(lèi)型圍護(hù)結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)見(jiàn)下表類(lèi)型特點(diǎn)排樁型鋼樁H鋼的間距在1。2?1.5米;造價(jià)低、施工簡(jiǎn)單,有困難時(shí)可以改變間距;止水性差,地下水位高的地方不適用,坑璧不穩(wěn)的地方不適用預(yù)制混凝土板樁預(yù)制混凝土板樁施工較為困難,對(duì)機(jī)械要求高,而且擠土現(xiàn)象很?chē)?yán)重;樁間米用槽榫結(jié)合方式,接縫效果較好,有是需輔以止水措施;自重大、受起重設(shè)備限制,不適合深大基坑鋼板樁成品制作、可反復(fù)使用;施工簡(jiǎn)便,但有噪聲;剛度小,變形大,與多道支撐結(jié)合,在軟弱土層中也可采用;新的時(shí)候止水性尚好,如有漏水現(xiàn)象,需增加降水措施。鋼管樁截面剛度大于鋼板樁,在軟弱土層中開(kāi)挖深度可大;需有防水措施相結(jié)合灌注樁剛度大、可用在深大基坑,施工對(duì)周邊地層、環(huán)境影響小;需要降水或止水措施配合使用,如攪拌樁、旋噴樁等。SMW工法樁強(qiáng)度大,止水性好;內(nèi)插的型鋼可以拔出反復(fù)使用,經(jīng)濟(jì)性好;具有較好的發(fā)展前景;用于軟土地層時(shí),一般變形較大地下連續(xù)墻剛度大,開(kāi)挖深度大,可適用于所有地層;強(qiáng)度大、變位小,隔水性好冋時(shí)可以兼做主體結(jié)構(gòu)的一部分;可臨近建筑物、構(gòu)筑物使用,環(huán)境影響小;造價(jià)高重力式水泥土無(wú)支撐、墻體止水性好,造價(jià)低;墻體變位大()擋墻/水泥土攪拌樁擋墻土釘墻可米用單一土釘墻,也可與水泥土樁或微型樁等結(jié)合而成復(fù)合土釘墻;材料用量和工程量較少,施工速度快;施工設(shè)備輕便,操作方法簡(jiǎn)單;結(jié)構(gòu)輕巧,較為經(jīng)濟(jì)。1)型鋼樁:作為基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的工字鋼,一般米用150號(hào)、155號(hào)和160號(hào)大型工字鋼。基坑開(kāi)挖前,在地面用沖擊式打樁機(jī)沿基坑設(shè)計(jì)邊線(xiàn)打入地下,樁間距一般為1.0~1.2米,若地層為飽和淤泥等松軟地層可米用靜力壓樁機(jī)和振動(dòng)打樁機(jī)進(jìn)行沉樁.基坑開(kāi)挖時(shí),隨挖土方隨在樁間插入50mm厚的水平模板,以擋住樁間土體?;娱_(kāi)挖至一定深度后,若懸臂工字鋼的剛度和強(qiáng)度都?jí)虼?就需要社會(huì)中腰梁和橫撐或錨桿(索),腰梁多米用大型槽鋼、工字鋼制成,橫撐可米用鋼管或組合鋼梁。工字鋼樁圍護(hù)結(jié)構(gòu)適用于黏性土、砂性土和粒徑不大于100mm的砂卵石地層;地下水位較高時(shí),必須配合人工降水措施.打樁時(shí),施工噪聲一般在100分貝以上,大大超過(guò)環(huán)境保護(hù)法的限值,因此,這種圍護(hù)結(jié)構(gòu)一般用于郊區(qū)距居民點(diǎn)較遠(yuǎn)的基坑施工中。當(dāng)基坑范圍不大時(shí),例如地鐵車(chē)站的出入口,臨時(shí)施工豎井可以考慮米用工子鋼做圍護(hù)結(jié)構(gòu)。2)預(yù)制混凝土板樁常用鋼筋混凝土板樁截面的形式有四種:矩形、T型、工字型及口子型。矩形截面板樁制作較方便,樁間采用槽榫結(jié)合方式、接縫效果好,是使用最多的一種形式;T型截面由翼緣和勁肋組成,其抗彎能力較大,但施打較困難.翼緣直接起擋土作用,加勁肋則用于加強(qiáng)翼緣的抗彎能力,并將板樁上的側(cè)壓力傳遞至地基土,板樁間的的搭設(shè)一般采用踏步式止口;工字型薄壁板板樁的截面形式較合理,因此受力性能好、剛度大、材料省,易于施打,擠土也少;口子型截面一般由兩塊槽形板現(xiàn)澆組合成整體,在未組合成口子型前,槽形板的剛度較小.由于預(yù)制混凝土板樁施工較為困難,對(duì)機(jī)械要求高,而且擠土現(xiàn)象很?chē)?yán)重;此外,混凝土板樁一般不能拔出,因此,它在永久的支護(hù)結(jié)構(gòu)中使用較為廣泛,但國(guó)內(nèi)基坑工程中使用不很普遍。3)板樁與鋼管樁鋼管樁強(qiáng)度高,樁與樁之間的連接緊密,隔水效果好,具有施工靈活,板樁可以重復(fù)使用等優(yōu)點(diǎn),是基坑常用的一種擋土結(jié)構(gòu),但由于板樁打入時(shí)有擠土現(xiàn)象,而拔出時(shí)則又會(huì)將土帶出,造成板樁位置出現(xiàn)空隙,這對(duì)周?chē)h(huán)境造成一定影響.此外,由于板樁的長(zhǎng)度有限,因此其使用的開(kāi)挖深度也收到限制,一般最大的開(kāi)挖深度在7?8米。板樁的形式有多種,拉森型是最常用的,在基坑較淺時(shí)也可采用大規(guī)格的槽鋼(采用槽鋼且有地下水時(shí)要輔以必要的降水措施)采用鋼板樁做支護(hù)墻時(shí)在其上口及支撐位置需用鋼圍檁將其連接成整體,并根據(jù)深度設(shè)置支撐或拉錨.鋼板樁斷面形式較多,常用的形式多為U型或Z型。我國(guó)地下鐵道施工中多用u形鋼板樁,其沉放和拔除方法、使用的機(jī)械均與工字鋼樁相同,但其構(gòu)成方法則可分為單層鋼板樁圍檁、雙層鋼板樁圍堰及屏幕等。由于地鐵施工時(shí)基坑較深,為保證其垂直度且方便施工,并能使其封閉合龍,多采用帷幕式構(gòu)造.鋼板樁圍護(hù)結(jié)構(gòu)與其他排樁圍護(hù)相比,一般剛度較低,這就對(duì)圍檁的強(qiáng)度、剛度和連續(xù)性提出了更高的要求。其止水效果也與鋼板樁的新舊、整體性及施工質(zhì)量有關(guān)。在含有地下水的砂土地層施工時(shí),要保證齒口咬合,并應(yīng)使用專(zhuān)門(mén)的角樁,以保證止水效果.為提高鋼板樁的剛度以使用于更深的基坑,可采用組合形式,也可采用鋼管樁。但鋼管樁的施工難度相比鋼板樁更高,由于鎖口止水效果難以保證,需要防水措施相配合。4)鉆孔灌注樁圍護(hù)結(jié)構(gòu)鉆孔灌注樁一般采用機(jī)械鉆孔.地鐵明挖基坑一般采用旋挖鉆機(jī)或沖擊鉆機(jī)、正反循環(huán)鉆機(jī)等。對(duì)于正反循環(huán)鉆機(jī),由于其采用泥漿護(hù)壁成孔,故成孔時(shí)噪音較低,適于城區(qū)施工,在地鐵基坑和高層建筑深基坑施工中得到廣泛應(yīng)用.對(duì)懸臂式排樁,樁徑宜大于或等于600mm,對(duì)于拉錨式或支撐式排樁,樁徑宜大于或等于00mm;排樁的中心距不宜大于或等于樁直徑的2倍。樁身混凝土強(qiáng)度等級(jí)不宜低于C25。排樁頂部應(yīng)設(shè)置混凝土冠梁。混凝土灌注樁宜采用間隔成樁的施工順序;應(yīng)在混凝土終凝后,再進(jìn)行相鄰樁的成孔施工。鉆孔灌注樁圍護(hù)結(jié)構(gòu)經(jīng)常與止水帷幕聯(lián)合使用,止水帷幕一般采用深層攪拌樁。如果基坑上部收到環(huán)境條件限制時(shí),也可采用高壓噴射止水帷幕,但要保證高壓旋噴樁止水帷幕的施工質(zhì)量。近年來(lái),素混凝土樁與鋼筋混凝土樁間隔布置的鉆孔咬合樁也有較多的應(yīng)用,此類(lèi)結(jié)構(gòu)可直接作為止水帷幕。5)SMW工法樁(型鋼水泥土攪拌墻)SMW工法樁擋土墻是利用攪拌設(shè)備就地切削土體,然后注入水泥類(lèi)混合液攪拌形成均勻的水泥土攪拌墻,最后在墻中插入型鋼,即形成一種勁性復(fù)合圍護(hù)結(jié)構(gòu)。此類(lèi)結(jié)構(gòu)在軟土地區(qū)有較多的應(yīng)用.型鋼水泥土攪拌墻中三軸水泥攪拌樁的直徑宜采用650mm、850mm、l000mm;內(nèi)插的型鋼宜采用H型鋼。攪拌樁28d齡期無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度不應(yīng)小于設(shè)計(jì)要求且不宜小于0。MPa,水泥宜采用強(qiáng)度等級(jí)不低于PO42.5級(jí)的普通硅酸鹽水泥,材料用量和水膠比應(yīng)結(jié)合土質(zhì)條件和機(jī)械性能等指標(biāo)通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)確定.在填土、淤泥質(zhì)土等特別軟弱的土及在較堅(jiān)硬的砂性土、砂礫土中,鉆進(jìn)速度較慢時(shí),水泥用量宜適當(dāng)提高。在砂性土中攪拌樁施工宜外加膨潤(rùn)土。當(dāng)攪拌樁直徑為650mm時(shí),內(nèi)插H型鋼截面宜采用H500X300、H500X200;當(dāng)攪拌直徑為850mm時(shí),內(nèi)插H型鋼截面宜采用H700X300;當(dāng)攪拌直徑為1000mm時(shí),內(nèi)插H型鋼截面宜采用H800X300、H850X300.型鋼水泥攪拌墻中型鋼的間距和平面布置形式應(yīng)根據(jù)計(jì)算確定,常用的內(nèi)插型鋼布置形式可采用密插型、插二跳一型和插一跳一型三種。單根型鋼中焊接接頭不宜超過(guò)2個(gè),焊接接頭的位置應(yīng)避免設(shè)置在支撐位置或開(kāi)挖面附近等型鋼受力較大處;相鄰型鋼的接頭豎向位置應(yīng)相互錯(cuò)開(kāi),錯(cuò)開(kāi)距離不宜小于一米,且型鋼接頭距離基坑底面不宜小于2米。擬拔出回收的型鋼,插入前應(yīng)先在干燥條件下除銹,再在其表面涂刷減磨材料。6)重力式水泥土擋墻深層攪拌樁時(shí)用攪拌機(jī)械將水泥、石灰和地基土相拌和,形成互相搭接的格柵狀結(jié)構(gòu)形式,也可相互搭接成實(shí)體結(jié)構(gòu)形式。采用格柵形式時(shí),要滿(mǎn)足一定的面積轉(zhuǎn)換率,對(duì)淤泥質(zhì)土,不宜小于0.7;對(duì)淤泥,不宜小于0.8;對(duì)一般黏性土、砂土,不宜小于0.6。由于采用重力式結(jié)構(gòu),開(kāi)挖深度不宜大于7m。對(duì)嵌固深度和墻體寬度也要有所限制,對(duì)淤泥質(zhì)土,嵌固深度不宜小于1。2h(h為基坑深度),寬度不宜小于0。7h;對(duì)淤泥,嵌固深度不宜小于1.3h,寬度不宜小于0.8h。水泥土擋墻的28d無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度不宜小于0。8MPa.當(dāng)需要增加墻體的抗拉性能時(shí),可在水泥土樁內(nèi)插入鋼筋、鋼管或毛竹等桿筋。桿筋插入深度宜大于基坑深度,并應(yīng)錨入面板內(nèi)。面板厚度不宜小于150mm,混凝土強(qiáng)度等級(jí)不宜低于C15.7)地下連續(xù)墻地下連續(xù)墻主要有預(yù)制鋼筋混凝土連續(xù)墻和現(xiàn)澆混凝土連續(xù)墻兩類(lèi),通常地下連續(xù)墻一般指后者.地下連續(xù)墻有以下優(yōu)點(diǎn):施工時(shí)振動(dòng)小、噪聲低、墻體剛度大,對(duì)周邊地層擾動(dòng)??;可適用于多種土層,除夾有孤石、大顆粒卵礫石等局部障礙物時(shí)影響成槽效率外,對(duì)黏性土、無(wú)粘性土、卵礫石層等各種地層均能高效成槽.地下連續(xù)墻施工采用專(zhuān)用的挖槽設(shè)備,沿著基坑的周邊,按照事先劃分好的幅段,開(kāi)挖狹長(zhǎng)的溝槽.挖槽方式開(kāi)分為抓斗式、沖擊式和回轉(zhuǎn)式等類(lèi)型。地下連續(xù)墻的一字型槽段長(zhǎng)度宜取4?6m,當(dāng)成槽施工可能對(duì)周邊環(huán)境產(chǎn)生不利影響或槽壁穩(wěn)定性較差時(shí),應(yīng)采取較小的槽段長(zhǎng)度。必要時(shí),宜采用攪拌樁對(duì)槽壁進(jìn)行加固,地下連續(xù)墻的轉(zhuǎn)角處或有特殊要求時(shí),單元槽段的平面形狀可采用L形、T形等。地下連續(xù)墻的槽段接頭應(yīng)按下列原則選用。地下連續(xù)墻宜采用圓形鎖口管接頭、波紋管接頭、楔形接頭、工字鋼接頭或混凝土預(yù)制接頭等柔性接頭;當(dāng)?shù)叵逻B續(xù)墻作為主體結(jié)構(gòu)外墻,且需要形成整體墻體時(shí),宜采用剛性接頭;剛性接頭可采用一字型或十字型穿孔鋼板接頭、鋼筋承插式接頭等;在采取地下連續(xù)墻頂設(shè)置通長(zhǎng)的冠梁、墻壁內(nèi)側(cè)槽段接縫位置設(shè)置結(jié)構(gòu)壁柱、基礎(chǔ)底板與地下連續(xù)墻剛性連接等措施時(shí),也可以采用柔性接頭。導(dǎo)墻時(shí)控制挖槽精度的主要構(gòu)筑物,導(dǎo)墻結(jié)構(gòu)應(yīng)建立于堅(jiān)實(shí)的地基之上,并能承受水土壓力和施工機(jī)具設(shè)備等附加荷載,不得移位和變形。在開(kāi)挖過(guò)程中,為保證坑槽的穩(wěn)定,采用特制的泥漿護(hù)壁。泥漿應(yīng)根據(jù)地質(zhì)和地面沉降控制要求經(jīng)試配確定,并在泥漿配制和挖槽施工中對(duì)泥漿的相對(duì)密度、粘度、含砂率和PH值等主要技術(shù)性能指標(biāo)進(jìn)行檢驗(yàn)和控制。每個(gè)幅段的溝槽開(kāi)挖結(jié)束后,在槽段內(nèi)放置鋼筋籠,并澆筑水下混凝土.然后將若干個(gè)幅段連城一個(gè)整體,形成一個(gè)連續(xù)的地下墻體,即現(xiàn)澆混凝土壁式連續(xù)墻,采用鎖口管接頭時(shí)具體施工工藝流程見(jiàn)下圖;開(kāi)挖導(dǎo)溝排除廢漿JJ修筑導(dǎo)墻泥漿處理JH開(kāi)挖溝槽一注入泥漿一制備泥漿J清除槽底淤泥和殘?jiān)麶吊放接頭管J制作、吊放鋼筋籠J下導(dǎo)管J澆筑水下混凝土J拔出接頭管二、支撐結(jié)構(gòu)類(lèi)型(一)支撐結(jié)構(gòu)體系內(nèi)支撐有鋼撐、鋼管撐、鋼筋混凝土撐及鋼與混凝土的混合支撐等;外拉錨有拉錨和土錨兩種形式。在軟弱地層的基坑工程中,支撐結(jié)構(gòu)承受?chē)o(hù)墻所傳遞的土壓力、水壓力。支撐結(jié)構(gòu)擋土的應(yīng)力傳遞路徑是:圍護(hù)(樁)墻-圍檁(冠梁)-支撐;在地質(zhì)條件較好的有錨固力的地層中,基坑支撐可采用土錨和拉錨等外拉錨形式。在深基坑的施工支護(hù)結(jié)構(gòu)中,常用的支撐系統(tǒng)按其材料可分為現(xiàn)澆鋼筋混凝土支撐體系和鋼支撐體系兩類(lèi).其形式和特點(diǎn)見(jiàn)下頁(yè)表?,F(xiàn)澆鋼筋鋼筋混凝土體系由圍檁(冠梁)、支撐及角撐、立柱和圍檁托架或吊筋、立柱、托架錨固件等其他附屬構(gòu)件組成.鋼結(jié)構(gòu)支撐(角鋼、型鋼支撐)體系通常為裝配式的,由圍檁、角撐、支撐、預(yù)應(yīng)力設(shè)備(包括千斤頂自動(dòng)調(diào)壓或人工調(diào)壓裝置)、軸力傳感器、支撐體系檢測(cè)監(jiān)控裝置、立柱樁及其其他附屬裝配式構(gòu)件組成.兩類(lèi)支撐體系的形式和特點(diǎn)材料截面形式布置形式特點(diǎn)現(xiàn)澆鋼筋混凝土可根據(jù)斷面要求確定斷面形狀和尺寸有對(duì)撐、邊桁架、環(huán)梁結(jié)合邊桁架等形式靈活多樣混凝土結(jié)硬后剛度大、變形小。強(qiáng)度的安全、可靠性強(qiáng),施工方便,但支撐澆筑和養(yǎng)護(hù)時(shí)間長(zhǎng),圍護(hù)結(jié)構(gòu)處于無(wú)吃撐的暴露狀態(tài)的時(shí)間長(zhǎng)、軟土中被動(dòng)區(qū)土體被動(dòng)區(qū)土體位移大,如對(duì)控制變形有較咼要求時(shí),需對(duì)被動(dòng)區(qū)軟土加固。施工工期長(zhǎng),拆除困難,爆破拆除對(duì)周?chē)h(huán)境有影響。鋼結(jié)構(gòu)單鋼管、雙鋼管、雙工字鋼、H型鋼、槽鋼及以上鋼材的組合豎向布置有水平撐、斜撐;平面布置形式一般為對(duì)撐、井字撐、角撐。也有與鋼筋混凝土支撐結(jié)合使用,但要謹(jǐn)慎處理變形協(xié)調(diào)問(wèn)題裝、拆施工方便??芍苻D(zhuǎn)使用。支撐中可加預(yù)應(yīng)力,可調(diào)整軸力而有效控制圍護(hù)墻變形;施工工藝要求較高,如節(jié)點(diǎn)和支撐結(jié)構(gòu)處理不當(dāng),當(dāng)施工支撐不及時(shí),不準(zhǔn)確,會(huì)造成失穩(wěn)。二)支撐體系的布置及施工內(nèi)支撐體系的布置原則1)宜采用受力明確、連接可靠、施工方便的結(jié)構(gòu)形式;2)宜采用對(duì)稱(chēng)平衡性、整體性強(qiáng)的結(jié)構(gòu)形式;3)應(yīng)與主體結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)形式、施工順序協(xié)調(diào),以便于主體結(jié)構(gòu)施工.4)應(yīng)利于基坑土方開(kāi)挖和運(yùn)輸;5)需要時(shí),可考慮內(nèi)支撐結(jié)構(gòu)作為施工平臺(tái)。內(nèi)支撐體系的施工1)內(nèi)支撐結(jié)構(gòu)的施工與拆除順序應(yīng)與設(shè)計(jì)工況一致,必須堅(jiān)持先支撐后開(kāi)挖的原則。2)圍檁與擋土結(jié)構(gòu)之間有緊密接觸,不得留有縫隙。如有間隙應(yīng)用強(qiáng)度不低于C30的細(xì)石混凝土填充密實(shí)或采用其他可靠連接措施。3)鋼支撐應(yīng)按設(shè)計(jì)要求施加預(yù)應(yīng)力,當(dāng)監(jiān)測(cè)到支撐壓力出現(xiàn)損失時(shí),應(yīng)再次施加預(yù)應(yīng)力.4)支撐拆除應(yīng)在替換支撐的結(jié)構(gòu)構(gòu)件達(dá)到換撐要求的承載力后進(jìn)行.主體結(jié)構(gòu)的底板和樓板分塊澆筑或設(shè)置后澆帶時(shí),應(yīng)在分塊部位或后澆帶處設(shè)置可靠的傳力構(gòu)件。支撐拆除應(yīng)根據(jù)支撐材料、形式、尺寸等具體情況采用人工、機(jī)械和爆破等方法。三、邊坡防護(hù)(一)基坑邊(放)坡地質(zhì)條件、現(xiàn)場(chǎng)條件允許時(shí),通常采用敞口放坡基坑形式修建地下工程或構(gòu)筑物的地下部分。但保持基坑邊坡的穩(wěn)定性時(shí)非常重要的,否則,一旦邊坡坍塌,不但地基受到擾動(dòng),影響承載力,而且也影響周?chē)叵鹿芫€(xiàn)、地面建筑物、交通和人身安全?;舆吰路€(wěn)定影響因素基坑邊坡坡度是直接影響基坑穩(wěn)定的重要因素。當(dāng)基坑邊坡土體的剪應(yīng)力大于土體的抗剪強(qiáng)度時(shí),邊坡就會(huì)失穩(wěn)坍塌。其次,施工不當(dāng)也會(huì)造成邊坡失穩(wěn).主要表現(xiàn)為:1)沒(méi)有按照設(shè)計(jì)坡度進(jìn)行邊坡開(kāi)挖;2)基坑邊坡坡頂堆放材料、土方及運(yùn)輸車(chē)輛等增加了附加荷載;3)基坑降排水措施不力,地下水未降至基地以下,而地面雨水、基坑周?chē)叵滤潘軡B漏至基坑邊坡的土層中,使土體濕化,土體自重加大,增加土體中的剪應(yīng)力;4)基坑開(kāi)挖后暴露時(shí)間過(guò)長(zhǎng),經(jīng)風(fēng)化而使土體變松散;5)基坑開(kāi)挖過(guò)程中,未及時(shí)刷坡,甚至挖反坡,使土體失去穩(wěn)定性。3?基坑放坡要求如下;放坡應(yīng)以控制分級(jí)坡高和坡度為主,必要時(shí)輔以局部支護(hù)結(jié)構(gòu)和保護(hù)措施,放坡設(shè)計(jì)與施工應(yīng)考慮雨水的不利影響。當(dāng)條件許可時(shí),可優(yōu)先采取坡率法控制邊坡的高度和坡度。坡率法是指無(wú)需對(duì)邊坡整體進(jìn)行加固而自身穩(wěn)定的一種人工邊坡設(shè)計(jì)方法。土質(zhì)邊坡的坡率允許值應(yīng)根據(jù)經(jīng)驗(yàn),按工程類(lèi)比原則并結(jié)合已有邊坡穩(wěn)定的坡率值分析確定。當(dāng)無(wú)經(jīng)驗(yàn),且土質(zhì)均勻良好、地下水貧乏、無(wú)不良地質(zhì)現(xiàn)象和地質(zhì)環(huán)境條件簡(jiǎn)單時(shí),可參照《建筑工程邊坡工程技術(shù)規(guī)范》GB50330-2013的規(guī)定。土質(zhì)邊坡坡率允許值表1K41甸243狀逝墟禽小于5m10m1*0.35*-)i0.SOI10.50—1iOu75曄石土1*I).1:0.7S)i■75-1:LOO11(h75-1>i.mI?1.00-111.23黏性土110+751.001'L0O-ItL251±m(xù)■1.2S1:L25-L50辻:①表巾的眸石土充頤物為業(yè)砸和碗制城態(tài)的軸性土=②對(duì)于砂土和充垃物為砂土的碎石土?荒邊城玻帯的允許?們應(yīng)按A魅休止角確宦,按是否設(shè)置分級(jí)過(guò)度平臺(tái),邊坡可以分為一級(jí)放坡和分級(jí)放坡兩種形式。在場(chǎng)地土質(zhì)較好、基坑周?chē)邆浞牌聴l件、不影響相鄰建筑的安全及正常使用的條件下,基坑宜采用全深度放坡或部分深度放坡.當(dāng)存在影響邊坡穩(wěn)定性的地下水時(shí),應(yīng)采取降水措施或深層攪拌樁、高壓旋噴樁等截水措施。分級(jí)放坡時(shí),宜設(shè)置分級(jí)過(guò)渡平臺(tái),分級(jí)過(guò)渡平臺(tái)的寬度應(yīng)根據(jù)土(巖)質(zhì)條件、放坡高度及施工場(chǎng)地條件確定,對(duì)于巖石邊坡不宜小于0.5米,對(duì)于土質(zhì)邊坡不宜小于1米,下級(jí)邊坡坡度宜緩于上級(jí)放坡坡度。(二)長(zhǎng)條形基開(kāi)挖與過(guò)程放坡1?地鐵車(chē)站等構(gòu)筑物的長(zhǎng)條形基坑在開(kāi)挖過(guò)程中通??紤]縱向放坡目的:一是保證開(kāi)挖安2?坑內(nèi)縱向放坡是動(dòng)態(tài)的邊坡,在基坑開(kāi)挖過(guò)程中不斷變化,其安全性在施工時(shí)往往被忽視,非常容易發(fā)生滑坡事故,縱向邊坡一旦坍塌,就可能沖斷橫向支撐并導(dǎo)致基坑擋墻失穩(wěn),釀成災(zāi)害性事故。上海等軟土地區(qū)地區(qū)層多次發(fā)生放坡開(kāi)挖的工程事故,分析原因大都是由于坡度過(guò)陡、雨期施工、排水不暢、坡腳擾動(dòng)等因素引起。應(yīng)編制開(kāi)挖方案,慎重確定放坡坡度。在施工期間,特別是雨天必須制定監(jiān)護(hù)與保護(hù)措施。軟土地區(qū)施工經(jīng)驗(yàn)表明,降雨可能使土坡的安全系數(shù)降低40%?50%.應(yīng)嚴(yán)密監(jiān)護(hù),做好坡面的保護(hù)工作,必要時(shí)可事先在放坡處加固土體,嚴(yán)防土坡失穩(wěn)。地鐵車(chē)站基坑縱向放坡較大處,往往是坑外地表縱向差異沉降較大處,土坡越緩,沉降曲線(xiàn)就越平緩。因此,若在土坡附近有需要保護(hù)的建筑或管線(xiàn),應(yīng)減緩該處坡度以減少管線(xiàn)彎曲和建筑物的差異沉降。四、邊坡保護(hù)(一)基坑邊坡穩(wěn)定措施根據(jù)土層的物理力學(xué)性能確定基坑邊坡坡度,并于不同土層做成折線(xiàn)形邊坡或留置臺(tái)階.必須做好基坑降排水和防洪工作,保持基底和邊坡的干燥?;舆吰缕露仁艿揭欢ㄏ拗贫扇o(hù)結(jié)構(gòu)又不太經(jīng)濟(jì)時(shí),可采用坡面土釘、掛金屬網(wǎng)噴混凝土或抹水泥漿護(hù)面等措施。嚴(yán)禁在基坑邊坡坡頂較近范圍堆放材料、土方和其他重物以及停放或行駛較大的施工機(jī)具./、?基坑開(kāi)挖過(guò)程中,邊坡隨開(kāi)挖隨刷坡,不得挖反坡。暴露時(shí)間較長(zhǎng)的基坑,應(yīng)采取護(hù)坡措施。(二)護(hù)坡措施基坑土方開(kāi)挖時(shí),應(yīng)按設(shè)計(jì)要求開(kāi)挖土方,不得超挖,不得在坡面隨意堆放土方、材料和設(shè)備。在整個(gè)基坑開(kāi)挖和地下工程施工期間,應(yīng)嚴(yán)密監(jiān)測(cè)坡頂位移,隨時(shí)分析觀測(cè)數(shù)據(jù)。當(dāng)邊坡有失穩(wěn)跡象時(shí),應(yīng)及時(shí)采取削坡、坡頂卸荷、坡腳壓載或其他有效措施。放坡開(kāi)挖時(shí)應(yīng)及時(shí)做好坡腳、坡面的保護(hù)措施,常見(jiàn)的保護(hù)措施有:1)疊放沙包或土袋:用草袋、纖維袋或土工織物袋裝砂(或土)沿坡腳疊放一層或數(shù)層,沿坡面疊放一層。2)水泥抹面:在人工修平坡面后,用水泥砂漿或細(xì)石混凝土抹面,厚度宜為30?50mm,并用水泥砂漿砌筑磚石護(hù)坡腳,同時(shí),將坡面水引入基坑排水溝,抹面應(yīng)預(yù)留泄水孔,泄水孔間距不大于3~4m.3)掛網(wǎng)噴漿或混凝土:在人工修平坡面后,沿坡面掛鋼筋網(wǎng)或鋼絲網(wǎng),然后噴射水泥砂漿或細(xì)石混凝土,厚度宜為50?60mm,坡腳同樣需要處理。4)其他措施:包括錨桿噴射混凝土護(hù)面、塑料膜或土工織物覆蓋坡面等.案例背景某市政工程基礎(chǔ)采用明挖基坑施工,基坑挖深為5.5米,地下水在地面以下1.5米??颖诓捎镁W(wǎng)噴混凝土加固。由于附近有高層建筑物及大量地下管線(xiàn)。設(shè)計(jì)要求每層開(kāi)挖1.5m,即進(jìn)行網(wǎng)噴混凝土加固。由于在市區(qū)的現(xiàn)場(chǎng)場(chǎng)地狹小,項(xiàng)目負(fù)責(zé)人決定將鋼材堆放在基坑坑定附近;為便于出土,把開(kāi)挖的棄土先堆放在基坑北側(cè)坑頂,夜間裝車(chē)運(yùn)出。由于工期緊張,施工中每層開(kāi)挖深度增大為2米,以加快基坑挖土加固施工的進(jìn)度。在開(kāi)挖第二層土?xí)r,基坑變形量顯著增大,變量發(fā)展速率越來(lái)越快。隨著開(kāi)挖深度的增加,坑頂表面出現(xiàn)許多平行基坑裂縫。但施工單位對(duì)此沒(méi)有在意,繼續(xù)按原方案開(kāi)挖。當(dāng)基坑施工至5米深時(shí),基坑出現(xiàn)了明顯的坍塌征兆。項(xiàng)目負(fù)責(zé)人決定對(duì)基坑進(jìn)行加固處理,組織人員在坑內(nèi)搶險(xiǎn),但已經(jīng)為時(shí)過(guò)晚,最終出現(xiàn)基坑坍塌多人死亡的重大事故,并造成了巨大的經(jīng)濟(jì)損失.問(wèn)題1:按照《建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程》JGJ120-2012,本基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)安全等級(jí)屬于哪一級(jí)?答:本工程基坑周?chē)懈邔咏ㄖ痛罅康叵鹿芫€(xiàn),如果支護(hù)結(jié)構(gòu)破壞、土體失穩(wěn)或過(guò)大變形對(duì)周邊環(huán)境影響很?chē)?yán)重,按照《建筑拮抗支護(hù)結(jié)構(gòu)規(guī)程》的規(guī)定,基坑支護(hù)的安全等級(jí)應(yīng)定為一級(jí)。問(wèn)題2:本工程基坑應(yīng)重點(diǎn)監(jiān)測(cè)哪些內(nèi)容?當(dāng)出現(xiàn)本工程發(fā)生的現(xiàn)象時(shí),監(jiān)測(cè)工作應(yīng)做哪些調(diào)整?答:基坑開(kāi)挖必然導(dǎo)致基坑側(cè)壁水平位移,基坑側(cè)壁水平位移越大,坑后土體變形越大,過(guò)大的側(cè)壁水平位移必然會(huì)造成建筑物沉降及管線(xiàn)變形。因此,任何環(huán)境保護(hù)要求高的基坑,側(cè)壁水平位移都是檢測(cè)的重點(diǎn)。本工程基坑周?chē)ㄖ锛暗叵鹿芫€(xiàn)時(shí)基坑環(huán)境保護(hù)的重要內(nèi)容,其變形也應(yīng)該是基坑檢測(cè)的重點(diǎn);本工程地下水位在坑底以上,必須采取降水措施.施工時(shí)需要檢測(cè)地下水位.因此,地下水位也是基坑檢測(cè)的重點(diǎn)。另外,地下水中承壓水對(duì)基坑的危害很大,尤其要注意接近坑底的淺層承壓水對(duì)基坑的影響.如果承壓水上面有不透水層,隨著基坑開(kāi)挖,當(dāng)承壓水層上部土重不能抵抗承壓水水頭壓力時(shí),基坑就會(huì)出現(xiàn)突然的隆起,很容易引起基坑事故。如果坑底存在承壓水層時(shí),坑底隆起也是基坑檢測(cè)的重點(diǎn)內(nèi)容。但由于基坑開(kāi)挖施工,直接檢測(cè)坑底隆起并不容易,可以通過(guò)檢測(cè)埋設(shè)在坑底的立柱上浮間接監(jiān)測(cè)坑底隆起。當(dāng)基坑變形超過(guò)有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)或監(jiān)測(cè)結(jié)果變化速率較大時(shí),應(yīng)加密檢測(cè)次數(shù)。當(dāng)有事故征兆時(shí),應(yīng)連續(xù)監(jiān)測(cè)。本工程應(yīng)加密觀測(cè)次數(shù),如果變形發(fā)展較快應(yīng)連續(xù)監(jiān)測(cè)。問(wèn)題3:本工程基坑施工時(shí)存在哪些重大事故隱患?答:本工程施工存在的重大事故隱患有:不按設(shè)計(jì)要求加大每層開(kāi)挖深度是引發(fā)事故的主要原因之一;基坑設(shè)計(jì)應(yīng)該根據(jù)設(shè)計(jì)工況對(duì)基坑開(kāi)挖提出要求;不按設(shè)計(jì)要求施工,在施工時(shí)超挖極容易引發(fā)基坑事故。在基坑頂部大量堆荷是引發(fā)基坑事故的另一個(gè)主要原因,背景資料未提及考慮這些荷載的安全性設(shè)計(jì)驗(yàn)算,因此把大量鋼材及棄土堆積于坑頂也是重大事故隱患。問(wèn)題4:項(xiàng)目負(fù)責(zé)人在本工程施工時(shí)犯了哪些重大錯(cuò)誤?答:對(duì)于基坑變形顯著增大、變形發(fā)展速率越來(lái)越快現(xiàn)象,項(xiàng)目部應(yīng)該對(duì)基坑進(jìn)行搶險(xiǎn),對(duì)基坑做必要的加固和卸載;并且應(yīng)調(diào)整設(shè)計(jì)和施工方案?;游kU(xiǎn)征兆沒(méi)有引起注意,,仍按原方案施工時(shí)項(xiàng)目負(fù)責(zé)人的一大失誤。當(dāng)基坑變形急劇增加,基坑已經(jīng)接近失穩(wěn)的極限狀態(tài),種種跡象表明即將坍塌時(shí),項(xiàng)目負(fù)責(zé)人應(yīng)以人身安全作為第一要?jiǎng)?wù),人員要及早撤離現(xiàn)場(chǎng),組織人員坑內(nèi)搶險(xiǎn),造成人員傷亡是項(xiàng)目負(fù)責(zé)人指揮的一個(gè)重大失誤.第三節(jié)基槽土方開(kāi)挖及基坑變形控制以下主要以車(chē)站基坑為主簡(jiǎn)要介紹明挖基坑(槽)的土方開(kāi)挖及護(hù)坡技術(shù)一、基槽土方開(kāi)挖基本規(guī)定如下:基坑開(kāi)挖應(yīng)根據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、降水排水要求,確定開(kāi)挖方案;基坑周?chē)孛鎽?yīng)設(shè)排水溝,且應(yīng)避免雨水、滲水等流入坑內(nèi);同時(shí),坑內(nèi)也應(yīng)設(shè)置必要的排水設(shè)施,保證開(kāi)挖時(shí)及時(shí)排出雨水。放坡開(kāi)挖時(shí),應(yīng)對(duì)坡頂、坡面、坡腳采取降水措施。當(dāng)采取基坑內(nèi)、外降水措施時(shí),應(yīng)按要求降水后方可開(kāi)挖土方;軟土基坑必須分層、分塊、對(duì)稱(chēng)、均衡地開(kāi)挖,分塊開(kāi)挖后必須及時(shí)施工支撐。對(duì)于有預(yù)應(yīng)力要求的鋼支撐或錨桿,還必須按設(shè)計(jì)要求施加預(yù)應(yīng)力。當(dāng)基坑開(kāi)挖面上方的支撐、錨桿和土釘未達(dá)到設(shè)計(jì)要去時(shí),嚴(yán)禁向下超挖土方;基坑開(kāi)挖過(guò)程中,必須采取措施防止開(kāi)挖機(jī)械等碰撞支護(hù)結(jié)構(gòu)、格構(gòu)柱、降水井點(diǎn)或擾動(dòng)基底原狀土。當(dāng)開(kāi)挖揭露的實(shí)際土層情況或地下水情況與設(shè)計(jì)依據(jù)的勘察資料明顯不符,或出現(xiàn)異?,F(xiàn)象、不明物體時(shí),應(yīng)停止開(kāi)挖,在采取相應(yīng)措施后方可開(kāi)挖。發(fā)生下列異常情況時(shí),應(yīng)立即停止挖土,并應(yīng)立即查明原因和及時(shí)采取措施后,方能繼續(xù)挖土:圍護(hù)結(jié)構(gòu)變形達(dá)到設(shè)計(jì)規(guī)定的位移極限值或位移速率持續(xù)增長(zhǎng)且不收斂;支護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)力超過(guò)設(shè)計(jì)值或突然增大;圍護(hù)結(jié)構(gòu)或止水帷幕出現(xiàn)滲漏,或基坑出現(xiàn)流土、管涌現(xiàn)象;開(kāi)挖暴露出的基底出現(xiàn)明顯異常(包括黏性土?xí)r強(qiáng)度明顯偏低或砂性土層水位過(guò)高造成開(kāi)挖施工困難)圍護(hù)結(jié)構(gòu)發(fā)出異常聲響;邊坡或支護(hù)結(jié)構(gòu)出現(xiàn)失穩(wěn)征兆;基坑周邊建筑物(構(gòu)筑物)變形過(guò)大或已經(jīng)開(kāi)裂。二、基坑的變形與控制(一)基坑變形特征土地變形:基坑

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