1、1地铁车站明挖法地下连续墙课程设计学院: 资源与安全工程学院 班级: 城市地下空间工程 1102 班 姓名: 学号: 0202110226 2015 年 1 月2目 录第一章 设计方案综合说明 .21.1 工程概况 .31.2 车站周边环境条件 .31.3 工程水文地质条件 .31.4 地下管线情况 .41.5 明挖法施工 .51.6 支撑体系参数研究概述 .9第二章 地下连续墙支护设计计算 .112.1 确定荷载，计算土压力： .112.1.1 计算层土的平均重度 ，平均粘聚力 c，平均内摩檫角 .112.1.2 计算地下连续墙嵌固深度 .112.1.3 主动土压力与水土总压力计算 .122
2、.2 地下连续墙稳定性验算 .142.2.1 抗隆起稳定性验算 .142.2.2 基坑的抗渗流稳定性验算 .162.3 地下连续墙静力计算 .172.3.1 山肩邦男法 .172.3.2 开挖计算 .192.4 地下连续墙配筋 .202.4.1 配筋计算 .2232.4.2 截面承载力计算 .24第三章 结论 .26第一章 设计方案综合说明1.1 工程概况某地铁车站主体结构外包尺寸长 260m，标准段宽 22m，是地下 2 层岛式车站。车站主体基坑开挖深度标准段深为 14 m，采用地下连续墙支护。1.2 车站周边环境条件本车站位于道路交通路口，地下管线密集，埋设有各种电力、通讯、燃气、自来水、
3、污水管线。1.3 工程水文地质条件本车站的土层分布较为稳定，本工程基坑开挖所涉及到的土层有 2 层，由上而下依次为：第层淤泥质粘土，平均厚为 6.2m，C=12kPa， f=11，=12kN/m3 ;第层粉砂粘土，平均厚为 14m， C=13kPa，f=21.5，=18.6kN/m3 ;第层粉砂，平均厚为 5m，C=0kPa，f=30，=18.8kN/m3 ;地铁建设所及地下深度，一般达十几米至二十几米。本工程所在区域地基土层主要是杂填土、粘质粉土、粉砂等，现分述如下:(1)杂填土淤泥质土根据土中有机质含量的多少，也可将土划分为无机土、有机土、4泥炭，泥炭质土。有机土包括淤泥、淤泥质土，其有机
4、质含量为：5%Wu10%；泥炭质土有机质含量为：10%Wu60%(2)粘质粉土粉性土的一种，按塑性指标 Ip 区分，粘质粉土 Ip10，粒径小于 0.005mm的颗粒含量等于或大于全重的 10%，小于等于全重的 15%。其中粉性土包括粘质粉土和砂质粉土，砂质粉土粒径小于 0.005mm 的颗粒含量小于全重的 10%。(3)粉砂粉砂，指的是粒径大于 0.075mm 的颗粒含量超过全重 50%，有轻微粘着感。土的分类标准（GBJ145-90）规定，细粒含量在 15%50%之间，且细粒为粉土的土，称为粉土质砂。岩土工程勘察规范（GB 50021-2001（2009 版）规定，粒径大于0.075mm
5、的颗粒质量超过总质量 50%的土，应定名为粉砂。建筑地基基础设计规范（GB50007-2002）规定，粒径大于 0.075mm 的颗粒含量超过全重 50%的土，称为粉砂。公路桥涵地基与基础设计规范（JTG D63-2007）3.1.9 规定，粒径大于 0.075mm 的颗粒含量超过总质量的 50%的土，称为粉砂。1.4 地下管线情况车站施工前，对现况管线进行了物探，对影响车站施工的管线进行了改移，围护桩及中桩施工时应注意改移后未拆除管线的影响，尤其对雨污水管线除段内的存水，施工前应进行疏干。51.5 明挖法施工明挖法施工主要分为围护结构施工、站内土方开挖、车站主体结构施作和回填上覆土和恢复管线
6、四个部分。根据不同的地质条件和车站结构的大小以及基坑深度，明挖法的围护结构可采用地下连续墙、锚杆、钻孔桩加旋喷桩止水、sMw 水泥土加型钢等。由于明挖法施工技术简单、快速、经济，各国地铁施工都把明挖法作为首选技术。明挖法适用条件为:在基坑开挖范围内无重要的市政管线或市政管线可以临时改移;城市道路交通流量不大或当需要封闭道路交通时有临时改道条件。若基6坑所处地面空旷或建筑物间距很大，地面有足够空地能满足施工需要，又不影响周围环境，则采用敞口放坡(或土钉墙)施工。明挖法施工分类：放坡开挖技术。在工程地质及水文地质条件允许的情况下，可采用放坡开挖的施工技术。边坡坡度根据地质、基坑挖深及参照当地同类土
7、体边坡稳定值确定。基坑的开挖尺寸要保证满足结构施工的需要，需要设排水沟、集水井的基坑，其开挖尺寸可适当加宽。基坑应自上而下分层、分段依次开挖，以防止掏底开挖发生事故，开挖应随挖随刷边坡。型钢支护技术。型钢支护一般是使用打桩机或沉拔桩机打人或沉人工字钢或钢板桩，根据不同地区和地质条件设定桩距，桩间采用木背板、水泥土或钢丝网喷混凝土挡护。当基坑较深时，可采用双排桩，由拉杆或连梁连接共同受力。地铁施工也可采用多层钢横撑支护技术，还可用单层或多层锚杆，使其与型钢共同形成边坡支护体系。连续墙支护技术。连续墙支护一般采用钢丝绳和液压抓斗成槽设备，也成槽 插入街头箱7放入钢筋笼有用多头钻和切削轮式成槽设备的
8、。槽段采用膨润土泥浆护壁，灌注水下混凝土，使其形成混凝土挡土墙结构。为加强支护能力，一般采用钢横撑和锚杆拉紧连续墙共同受力的方式。连续墙不仅能承受较大的荷载，同时具有隔水的作用。 混凝土浇灌 拔出接头箱地下连续墙的优点:施工时噪音和震动都小，属于低公害施工方法，并且对周围建筑和地下管线的影响较小，因此比较适合在建筑密集的城市施工。应用于深基坑时，基坑无需放坡，土方量小，可以有效保护邻近建筑物。浇筑混凝土无需支模和养护，可以节约施工费用和材料，并可以在低温8环境中施工。实际工程中应用范围很广，如防渗、截水、挡土、抗滑等等可以在不同的地层条件下应用，除粗颗粒土以外，一般粘性土和沙类土都可成墙。刚度
9、大，整体性好。地下连续墙应用在深基坑工程中时，基坑变形小，周围地面沉降小。地下连续墙可以非常有效地降低施工工程与相邻建筑的距离。查阅国外资料可知，在法国，地下连续墙与相邻建筑的距离可缩小至 0.5 m 左右。而在日本，可缩小到 0.2m 左右;同时，在较繁华的城市交通中心区修建地下铁道等地下结构时，可以做到不影响或者少影响街面交通。在高层建筑修建多层地下室采用地下墙作为外墙时，可以采用逆作法施工，下部结构与上部结构的施工并进，工作面得到很好开展，可以有效缩短工期，降低工程成本地下连续墙的不足:施工技术比较复杂，要求较高。如果不能合理选用施工机械，会影响施工质量，使后期处理的工作量增加，甚至使墙
10、段下部不能顺利合拢，给基坑的开挖造成困难。施工所采用的机械设备成本较高，对于小型工程或者较浅的基坑支护而言,地下连续墙的造价偏高，经济效果不佳。对于施工范围内基岩起伏比较大的地区，岩溶地区，较高的承压水头的地区，不宜应用地下连续墙。施工过程中如果不恰当地处理泥浆，会影响施工场地的条件，影响环境。明挖法修建地铁车站的应用最多，根据埋深的不同可分为单层明挖车站、一层半明挖车站、双层明挖车站以及三层以上明挖车站.选择以上车站型式的基本前提条件是:在车站施工期间，采取一定措施后，对地面交通、地下管线、地上、地下建构筑物的影响，都必须在允许范围之内。9(l)单层明挖车站一般适用于线路埋深较浅的车站，如线
11、路由地下转人地面高架或进人地面车辆段之前的车站。单层车站一般采用侧式站台，站厅、站台位于同一层，设备管理用房设于侧面也可设于地面。此种型式车站规模小，投资少，但使用和管理稍有不便。(2)一层半明挖车站也称“端进式车站”，两端为双层，上层为站厅。这种车站型式简单，车站埋深较浅，施工方便，规模小，投资少，但使用和管理略有不便。多见于早期修建的地铁车站。(3)双层明挖车站这种型式的车站覆土为 2m-3m，地下一层为站厅层，地下二层为站台层，客流组织顺畅，运营管理方便，但规模大，投资高。4)三层以上明挖型式车站这种型式的车站一般是受区问埋深影响所致。或是区间地质条件差受工法影响埋深较大，或是靠近车站处
12、有控制区间埋深的管线影响等。一般地下一层为站厅层，地下二层为设备层，地下三层为站台层。这种型式车站的使用功能、运营管理、造价等都不太理想，一般在特定情况下选择使用。1.6 支撑体系参数研究概述地铁车站深基坑所处环境复杂，控制性要求较高，影响其变形的因素较多，如土层地质条件、水文条件、支护条件、施工条件等。支撑体系作为地铁车站深基坑工程的关键部分，其强度、刚度和稳定性直接影响到基坑的安全性、经济性，因此，支撑体系的参数对地铁车站深基坑变形的影响极为关键。地铁车站深基坑场地狭窄，是一个极具挑战性的工程。在实际工程中，通常存在两种极端的现象:一是由于设计和施工的不合理而导致深基坑工程事故，造成重大经
13、济损失，影响周围环境;二是支护选型和设计极为保守，造成浪费。在深基坑工10程报价中，各投标单位由于采用支护选型和设计方法的不同，报价相差一倍以上的情况屡见不鲜z。因此如何使得深基坑工程做到经济安全的统一，就成为目前广大从事岩土工程专业的技术人员一个有待解决的课题。混凝土灌注桩支护技术。混凝土灌注桩的成孔方法有人工挖孔、机械钻孔两种。人工挖孔形状有圆形和矩形，采取边挖边支护的方式;机械钻机有冲击钻机、长短螺旋钻机、循环钻机和潜水钻机。根据地质和水文条件采用干法和浆液护壁法，然后灌注普通混凝土和水下混凝土成桩，支护可采用双排桩加混凝土连梁共同作用形式，还可采用桩加横撑或锚杆形成的受力体系。土钉墙支护技术。土钉墙支护是在施工现场的原位土中用机械钻机成孔，插入排列间距较密的细长杆件，通常还外裹水泥砂浆或注浆，并喷射混凝土，使土体、钢筋、喷混凝土板面结合成深基坑土钉支护体系。
