摘要：文章簡單介紹了深圳市城市軌道交通7號線工程新洲站的圍護結(jié)構(gòu)方案比選和設(shè)計。通過對圍護結(jié)構(gòu)受力和變形的計算分析，整體穩(wěn)定性、抗傾覆穩(wěn)定性、抗隆起的驗算，認真分析，總結(jié)經(jīng)驗，期望對今后同類型工程計算分析有所幫助。

　　關(guān)鍵詞：深圳地鐵 圍護結(jié)構(gòu) 方案比選 計算分析

　　Abstract: the paper introduced the shenzhen urban rail transit line no. 7 local engineering the palisade structure of the standing of the alternative schemes and design. Through to the palisade structure force and deformation of calculation and analysis, and the overall stability, resistive overturning stability, fight the swell of checking, careful analysis, summarizing the experience, to expect in the future similar engineering calculation and analysis to help.

　　Keywords: shenzhen subway palisade structure scheme is selected calculation

　　中圖分類號：TU834.8+51 文獻標識碼：A 文章編號：

　　1、 工程概況：

　　新洲站位于深圳市福田區(qū)福強路與新洲三街交叉口。線路穿行于福強路地下，途經(jīng)密集建筑物，車站東北側(cè)為綠景花園和祥云·天都世紀商業(yè)中心，西南側(cè)為深發(fā)展公寓樓和元盛興苑居民房。其中車站主體圍護結(jié)構(gòu)距元盛興苑最近，最近處為距元盛興苑挑檐2.9m。

　　車站為地下二層島式站臺，地下一層為站廳層，地下二層為站臺層。站臺寬11m，有效站臺長度140米。標準段結(jié)構(gòu)形式為地下二層單柱雙跨鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)。車站有效站臺中心里程：DK15+788.098，車站起點里程：DK15+657.398，車站終點里程：右DK15+885.898，全長228.5m。車站頂板覆土厚度約3.5~4.3m。標準段結(jié)構(gòu)外皮凈高14.04m，結(jié)構(gòu)外皮凈寬20.20m;兩端盾構(gòu)井下沉1.10m，結(jié)構(gòu)外皮凈高15.24m。

　　本站兩端均為盾構(gòu)區(qū)間，在新洲站兩端始發(fā)。

　　2、 工程地質(zhì)及水文地質(zhì)：

　　2.1工程地質(zhì)：

　　車站所在場地地質(zhì)構(gòu)造主要表現(xiàn)為燕山期花崗巖巖漿侵入作用，花崗巖在風(fēng)化作用下形成殘積層，地表為人工素填土及道路路面。主要地層包括：①1素填土、①2素填土、⑤11礫砂、⑦1礫質(zhì)黏性土、⑧1全風(fēng)化花崗巖、⑧2強風(fēng)化花崗巖、⑧3中等風(fēng)化花崗巖、⑧4 微風(fēng)化花崗巖。

　　2.2水文地質(zhì)：

　　本場地地下水按賦存條件主要分為松散巖類孔隙水及基巖裂隙水。

　　孔隙水主要賦存在第四系砂層及殘積層中。基巖裂隙水主要賦存在花崗巖強～中等風(fēng)化層中，略具承壓性。本次勘察期間地下水位埋深2.7～6.2m，水位高程3.3～-0.73m。

　　地下水的排泄途徑主要是蒸發(fā)和以徑流方式流入河水和海水。補給來源主要為大氣降水及地表水的滲透。對混凝土結(jié)構(gòu)弱至微腐蝕性;對鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中鋼筋在干濕交替條件下具弱至微腐蝕性，在長期浸水條件下具微腐蝕性。

　　3、 基坑支護結(jié)構(gòu)方案比選：

　　新洲站位于福強路與新洲三街交叉口處，沿福強路南側(cè)布置，呈大致東西走向。車站南側(cè)有金地裝飾城(砼6)、深發(fā)展公寓樓(砼8)，元盛興苑(砼8)、沙尾東村農(nóng)民房。車站南側(cè)離建筑物較近，利用北側(cè)輔道、人行道、綠地疏解后可滿足明挖基坑開挖條件，根據(jù)場地周邊環(huán)境、地質(zhì)情況，可采用明挖法施工。

　　3.1、基坑支護施工：

　　在深圳地鐵一、二期工程中應(yīng)用較多且比較成熟的支護結(jié)構(gòu)形式有地下連續(xù)墻和套管鉆孔灌注咬合樁，深圳地區(qū)深基坑支護結(jié)構(gòu)形式還有鉆孔灌注樁+樁間旋噴樁止水、鉆孔灌注樁+水泥攪拌樁止水帷幕和SMW工法等。由于SMW工法適用于較淺的基坑，對本站主體圍護結(jié)構(gòu)施工不適用，因此本站的基坑圍護結(jié)構(gòu)從鉆孔灌注樁、套管鉆孔灌注咬合樁及地下連續(xù)墻之間進行比較。

　　3.2、內(nèi)支撐體系比選

　　內(nèi)支撐體系的選擇應(yīng)根據(jù)基坑土質(zhì)情況、基坑深度、周邊環(huán)境情況以及圍護結(jié)構(gòu)的形式確定。明挖法施工，圍護結(jié)構(gòu)的支撐系統(tǒng)可采用鋼支撐或錨桿(索)。錨桿(索)可為施工提供開敞的場地，但要耗費大量的鋼材，價格較貴，且錨桿(索)設(shè)計長度需深入鄰近建筑物規(guī)劃紅線和地界或與密集的地下管線發(fā)生干擾。因此，本站基坑不推薦采用錨桿(索)支撐體系。鋼支撐適用于基坑寬度不大的車站，能承受較大的支撐軸力，可以倒換使用，較為經(jīng)濟。故本設(shè)計推薦基坑支護內(nèi)支撐體系采用鋼支撐。

　　3.3、圍護結(jié)構(gòu)方案選定

　　本站地質(zhì)條件較差，基坑所處地層有素填土、礫砂、礫質(zhì)粘性土、全、強風(fēng)化花崗巖，車站底板處于礫質(zhì)粘性土，東端局部是全、強風(fēng)化巖。結(jié)合本站的地質(zhì)條件和環(huán)境條件，選用地下連續(xù)墻滿足基坑開挖要求。車站基坑為長方形，內(nèi)支撐體系采用比較安全可靠、可重復(fù)使用、較經(jīng)濟的鋼管內(nèi)支撐方案，同時考慮到車站周邊建筑物密集，交通流量大，首層支撐考慮采用鋼筋混凝土支撐。

　　4、 圍護結(jié)構(gòu)計算

　　根據(jù)《深圳地區(qū)建筑深基坑支護技術(shù)規(guī)范》(SJG-05-96)，主體基坑深約18.1m~18.8m，基坑呈長方形，基坑安全等級為一級，最大水平位移允許值30mm(0.25%H=45mm)，基坑支護采用800mm厚地下連續(xù)墻。基坑豎向設(shè)置4道支撐。第一道支撐采用砼支撐，間距按9m考慮;其他支撐采用Q235鋼的直徑Φ609mm、壁厚t=16mm的鋼管支撐，支撐水平間距按3m考慮。四道支撐布置情況：第一道支撐軸線位置在冠梁中線上，第二撐支撐軸線距離第一道支撐軸線約3.5m，第三道支撐軸線距離第二道支撐軸線為3.8m，隔一道雙拼，第四道支撐軸線距離第三道支撐軸線5.0m。

　　4.1、計算圖示及荷載圖示

　　圍護結(jié)構(gòu)受力計算模擬施工全過程，荷載按“增量法”原理進行。圍護結(jié)構(gòu)內(nèi)力按彈性地基桿系有限元法計算分析，模擬開挖、支撐、拆撐的實際施工過程，基坑外側(cè)土壓力按朗肯主動土壓力計算。施工階段，在粘性土中采用水土合算，砂性土中采用水土分算的辦法。在使用階段，無論砂性土或粘性土都應(yīng)根據(jù)正常的地下水位按全水頭進行水土分算，主體結(jié)構(gòu)按靜止土壓力進行計算。開挖面以下用一組彈簧模擬地層水平抗力。鋼筋混凝土自重按25kN/m3計，地面超載按20kN/m2計。計算簡圖見圖一：

　　4.2、入土深度的確定

　　基坑支護連續(xù)墻底基本位于礫質(zhì)粘性土土，全、強風(fēng)化巖，經(jīng)驗算，并根據(jù)深圳地鐵一、二期工程中的成功經(jīng)驗，地連墻入土深度不小于6m。

　　4.3、計算結(jié)果及分析

　　圍護結(jié)構(gòu)整體穩(wěn)定計算采用瑞典條分法，應(yīng)力狀態(tài)為總應(yīng)力法，條分法中的土條寬度為0.5m。車站基坑深度按最深處18.6m計算，圍護結(jié)構(gòu)內(nèi)力、位移包絡(luò)圖見圖5.1-2，地表沉降圖見圖5.1-3。

　　車站基坑豎向設(shè)4道支撐，支撐設(shè)計軸力(標準值)為：第一道N=1322kN，第二道N=1555kN，第三道N=2481kN，第四道N=2205kN，圍護結(jié)構(gòu)計算最大水平位移15.26mm<30mm。

　　計算結(jié)果表明，整體穩(wěn)定安全系數(shù)Ks=1.454

　　抗傾覆安全系數(shù)Ks=2.012>1.200，滿足規(guī)范要求。

　　抗隆起安全系數(shù)　K=5.268>1.30，滿足規(guī)范要求。

　　地表最大沉降量24mm<30mm。

　　根據(jù)計算分析結(jié)果，本車站圍護結(jié)構(gòu)采用800mm厚地下連續(xù)墻，墻配筋：迎土側(cè)Φ25@100，背土側(cè)Φ32@100，主筋配筋率1.6%，支撐驗算滿足穩(wěn)定性要求。

　　5、 計算中相關(guān)參數(shù)確定：

　　5.1、內(nèi)支撐支錨剛度的計算：

　　5.3、土層參數(shù)中粘聚力、內(nèi)摩擦角的確定：

　　進行主動土壓力及被動土壓力計算及抗傾覆穩(wěn)定性計算時，對粘土和粉質(zhì)粘土宜采用直剪固結(jié)快剪或三軸固結(jié)不排水試驗參數(shù);對飽和粘土、砂土和碎石可根據(jù)試驗按經(jīng)驗估算其有效內(nèi)摩擦角;

　　抗隆起穩(wěn)定性計算，應(yīng)采用直剪快剪試驗或三軸不固結(jié)不排水試驗;

　　整體穩(wěn)定、局部穩(wěn)定以及抗滑穩(wěn)定性計算，當最危險滑動面所穿過的土體為一般粘性土?xí)r，宜采用固結(jié)快剪或三軸固結(jié)不排水試驗所求得強度參數(shù);當為砂土和碎石土?xí)r宜采用有效強度參數(shù);當為飽和軟粘性土?xí)r，宜采用直剪快剪或三軸不固結(jié)不排水試驗。

　　參考文獻：

　　1、《深圳市基坑支護技術(shù)規(guī)范》SJG05-2011

　　2、《建筑基坑支護技術(shù)規(guī)程》JGJ120-99