地鐵基坑工程設(shè)計(jì)、施工的問(wèn)題

1、關(guān)于地鐵基坑工程設(shè)計(jì)、施工中幾個(gè)問(wèn)題的探討,演 講 人：廣州地鐵總公司副總工程師 莫庭斌中國(guó)·蘇州 二○○八年七月,主辦單位：中國(guó)建筑工程技術(shù)研究中心,全國(guó)地鐵與地下工程技術(shù)及風(fēng)險(xiǎn)管理高級(jí)講座咨詢會(huì),2,提綱,四、內(nèi)支撐與錨桿的選擇,五、基坑事故的幾種原因,,,,,,,,一、理想的基坑支護(hù)模式,二、基坑支護(hù)計(jì)算的幾個(gè)問(wèn)題,三、圍護(hù)結(jié)構(gòu)形式的選擇,六、周邊地表、建構(gòu)筑物的沉降問(wèn)題,七、基坑監(jiān)測(cè)問(wèn)題,八、安全風(fēng)險(xiǎn)管理的相

2、關(guān)問(wèn)題,,3,一、理想的基坑支護(hù)模式,一層板一道支撐,二層車站圍護(hù)、主體結(jié)構(gòu)和支撐體系布置圖,地鐵車站基坑一般呈長(zhǎng)條形，深十幾米至二十幾米，多采用支護(hù)開(kāi)挖工法 理想的支護(hù)模式：一層板一道支撐，支撐設(shè)在板的上方；這樣就可以在回筑時(shí)每做一層板后拆一道支撐，免去中間換撐的工序,4,二、基坑支護(hù)計(jì)算的幾個(gè)問(wèn)題,模擬基坑從開(kāi)挖到回筑的全過(guò)程 按每道工序的工況計(jì)算支護(hù)結(jié)構(gòu)的受力、變形 下一工況的計(jì)算以上一工況計(jì)算結(jié)果作為初始條件，從開(kāi)挖

3、—支撐—開(kāi)挖……回筑—拆撐—回筑……至頂板完成 以支護(hù)結(jié)構(gòu)受力、位移計(jì)算包絡(luò)線作為結(jié)構(gòu)剛度、強(qiáng)度設(shè)計(jì)依據(jù),增量法,5,二、基坑支護(hù)計(jì)算的幾個(gè)問(wèn)題,增量法,工況1：開(kāi)挖1,工況2：加撐1,工況3：開(kāi)挖2,工況4：加撐2,各工況簡(jiǎn)圖 開(kāi)挖階段,工況5：開(kāi)挖3,工況6：加撐3,工況7：開(kāi)挖4,6,二、基坑支護(hù)計(jì)算的幾個(gè)問(wèn)題,增量法,工況8：加剛性鉸1,各工況簡(jiǎn)圖 回筑階段,工況9：拆撐3,工況10：加剛性鉸2,工況11：拆撐2,工況1

4、2：加剛性鉸3,工況13：拆撐1,7,二、基坑支護(hù)計(jì)算的幾個(gè)問(wèn)題,流塑、軟塑態(tài)軟土的側(cè)壓系數(shù) 流變的時(shí)間因子影響顯著，實(shí)際上不可能存在形成主動(dòng)土壓力的第一破裂面，后面的土體流動(dòng)很快把側(cè)壓傳遞過(guò)來(lái) 支護(hù)結(jié)構(gòu)的墻背土壓力按主動(dòng)土壓力計(jì)算是危險(xiǎn)的，建議按靜止土壓力計(jì)算，即：側(cè)壓系數(shù) K=1-sin φ ’，考慮到開(kāi)挖過(guò)程中墻外土體沒(méi)有固結(jié)的時(shí)間條件，φ’ 取快剪指標(biāo),墻背土壓力的取值問(wèn)題,8,二、基坑支護(hù)計(jì)算的幾個(gè)問(wèn)題,墻背土壓力的取值

5、問(wèn)題,花崗巖風(fēng)化土的側(cè)壓系數(shù) 含砂率高，粘粒成分中含有伊利石、蒙脫石，有膨脹特性 廣州地區(qū)花崗巖風(fēng)化土樣品顆粒分析反映，含砂率50%～60%，自由膨脹率11%～15%，遇水崩解，當(dāng)?shù)叵滤a(bǔ)給充足時(shí)，很快成泥漿狀流淌，其物理力學(xué)指標(biāo)隨含水率增加迅速衰退 基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)計(jì)算和開(kāi)挖需注意花崗巖風(fēng)化土的這種特性，不可簡(jiǎn)單套用工程地質(zhì)勘探所取巖芯在實(shí)驗(yàn)室土工試驗(yàn)的物理力學(xué)指標(biāo)作支護(hù)計(jì)算,9,二、基坑支護(hù)計(jì)算的幾個(gè)問(wèn)題,墻背土壓力的取值問(wèn)題

6、,嚴(yán)格限制水平位移的基坑墻背土壓力 由于圍護(hù)結(jié)構(gòu)水平位移受到嚴(yán)格限制，墻背土壓力大于主動(dòng)土壓力，宜取靜止土壓力,10,二、基坑支護(hù)計(jì)算的幾個(gè)問(wèn)題,細(xì)長(zhǎng)壓桿臨界力,有中間支柱的內(nèi)支撐容許軸力,內(nèi)支撐長(zhǎng)細(xì)比過(guò)大時(shí)，一般設(shè)中間支柱，雖約束了支撐豎向變形，但未限制其水平變形，計(jì)算支撐容許軸力時(shí)不能簡(jiǎn)單把長(zhǎng)度折減，否則易發(fā)生水平失穩(wěn)，這主要是針對(duì)鋼支撐而言的 對(duì)于混凝土支撐一般不易出現(xiàn)失穩(wěn)問(wèn)題，中間支柱的作用主要是減少混凝土支撐自重導(dǎo)致的彎

7、矩,11,三、圍護(hù)結(jié)構(gòu)形式的選擇,間隔排樁、密排樁、連續(xù)墻、水泥土墻的比較與選擇,12,三、圍護(hù)結(jié)構(gòu)形式的選擇,挖孔樁、鉆孔樁、咬合鉆孔樁的比較與選擇,13,四、內(nèi)支撐與錨桿的選擇,地鐵深基坑多處于城市繁華地段，周邊建構(gòu)筑物、地下管線多，對(duì)環(huán)境保護(hù)要求越來(lái)越高 內(nèi)支撐整體剛度大，基坑變形小，對(duì)周邊環(huán)境影響小 內(nèi)支撐不占用基坑周邊地下空間，有利于地下空間的綜合開(kāi)發(fā)利用,優(yōu)先選擇內(nèi)支撐的原因,14,四、內(nèi)支撐與錨桿的選擇,技術(shù)限制

8、 周邊地下空間狹窄，錨桿（錨索）侵入鄰近建筑物地基的基坑不宜采用 對(duì)變形要求嚴(yán)格的基坑不宜采用 土質(zhì)較差、深度較大的基坑不宜采用 規(guī)劃限制 侵入規(guī)劃紅線以外，不利于城市地下空間的規(guī)劃利用,錨桿（錨索）使用的條件限制,15,四、內(nèi)支撐與錨桿的選擇,技術(shù)限制 不具有臨時(shí)自穩(wěn)能力或坑底整體穩(wěn)定性不足的基坑不能采用 場(chǎng)地狹窄，不具備放坡空間的基坑不能采用 周邊鄰近建筑物為淺基礎(chǔ)、摩擦樁基的基坑不宜采用 規(guī)劃限制 從城市地下

9、空間的規(guī)劃利用角度，不建議采用,土釘墻使用的條件限制,16,五、基坑事故的幾種原因,組合鋼圍檁失穩(wěn),多發(fā)生在組合鋼圍檁在鋼支撐支頂部位未加焊加勁肋板，型鋼（工字鋼、槽鋼）腹板受壓失穩(wěn),,未加加勁肋板,加焊加勁肋板,A-A剖面,17,五、基坑事故的幾種原因,鋼圍檁整體滑動(dòng),基坑端頭圍檁與圍護(hù)結(jié)構(gòu)間抗剪能力不足，圍檁整體滑動(dòng) 斜向鋼支撐與鋼圍檁節(jié)點(diǎn)帖角焊縫抗剪強(qiáng)度不足，鋼支撐滑動(dòng),18,五、基坑事故的幾種原因,排樁樁間、連續(xù)墻墻幅接縫

10、漏水、漏泥、漏沙 基坑底突涌 圍護(hù)結(jié)構(gòu)在基坑底的嵌固深度,19,六、周邊地表、建構(gòu)筑物沉降問(wèn)題,淺基礎(chǔ)與摩擦樁基礎(chǔ)沉降原因,地層失水或水土流失 圍護(hù)結(jié)構(gòu)變形,補(bǔ)償注漿跟蹤控制沉降,在持力層下補(bǔ)償注漿，用袖閥管根據(jù)沉降量和沉降速率多次重復(fù)注漿，可以收到控制沉降以至抬升的效果,20,七、基坑監(jiān)測(cè)問(wèn)題,重點(diǎn)監(jiān)測(cè)項(xiàng)目,圍護(hù)結(jié)構(gòu)的水平位移 周邊地表及建筑物的沉降 鋼支撐的軸力,21,八、安全風(fēng)險(xiǎn)管理的相關(guān)問(wèn)題,合理設(shè)計(jì)與必要安