城市軌軌道交交通結(jié)結(jié)構(gòu)設(shè)設(shè)計(jì)與與施工工StructuralDesignandConstructionofUrbanRailTransit主講：：周順順華教教授同濟(jì)大大學(xué)交交通運(yùn)運(yùn)輸工工程學(xué)學(xué)院第五章章明明挖法法結(jié)構(gòu)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)目錄第一節(jié)節(jié)明明挖挖法結(jié)結(jié)構(gòu)建建設(shè)及及設(shè)計(jì)計(jì)流程程第二節(jié)節(jié)地地鐵鐵車(chē)站站建筑筑設(shè)計(jì)計(jì)第三節(jié)節(jié)基基坑坑工程程中的的土壓壓力和和水壓壓力第四節(jié)節(jié)支支護(hù)護(hù)結(jié)構(gòu)構(gòu)選型型與設(shè)設(shè)計(jì)第五節(jié)節(jié)主主體體結(jié)構(gòu)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)第六節(jié)節(jié)支支護(hù)護(hù)結(jié)構(gòu)構(gòu)與主主體結(jié)結(jié)構(gòu)相相結(jié)合合的結(jié)結(jié)構(gòu)設(shè)設(shè)計(jì)第七節(jié)節(jié)蓋蓋挖挖法施施工的的車(chē)站站結(jié)構(gòu)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)第一節(jié)節(jié)明明挖法法結(jié)構(gòu)構(gòu)建設(shè)設(shè)及設(shè)設(shè)計(jì)流流程1.明挖法法結(jié)構(gòu)構(gòu)建設(shè)設(shè)流程程明挖法法結(jié)構(gòu)構(gòu)建設(shè)設(shè)流程程施工前前環(huán)境境調(diào)查查圍護(hù)結(jié)結(jié)構(gòu)施施工地基加加固基坑降降水基坑開(kāi)開(kāi)挖及及支撐撐的施施工內(nèi)部結(jié)結(jié)構(gòu)施施工基坑施施工監(jiān)監(jiān)測(cè)圖5-1施工期期結(jié)構(gòu)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)流程程圖圖5-2使用期期主要要主體體結(jié)構(gòu)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)流程程圖第二節(jié)節(jié)地地鐵車(chē)車(chē)站建建筑設(shè)設(shè)計(jì)圖5-3地鐵車(chē)車(chē)站功功能組組成示示意圖圖圖5-4地鐵車(chē)車(chē)站人人流路路線示示意圖圖一、站站廳層層設(shè)計(jì)計(jì)圖5-5分離式式車(chē)站站站廳廳層平平面圖圖圖5-7上海地地鐵10號(hào)線江江灣體體育場(chǎng)場(chǎng)站站站廳層層平面面圖圖5-6貫通式式車(chē)站站站廳廳層平平面圖圖二、站站臺(tái)層層設(shè)計(jì)計(jì)島式站站臺(tái)寬寬度：：（5-1）側(cè)式站站臺(tái)寬寬度：：（5-2）其中：或（兩公公式取取大者者）式中b——側(cè)站臺(tái)臺(tái)寬度度（m）；n——橫向柱柱數(shù)；；z——橫向柱柱寬（（含裝裝飾層層厚度度）（（m)；t——每組人人行梯梯與自自動(dòng)扶扶梯寬寬度之之和（（含與與柱間間所留留空隙隙）（（m)；Q上——遠(yuǎn)期每每列車(chē)車(chē)高峰峰小時(shí)時(shí)單側(cè)側(cè)上車(chē)車(chē)設(shè)計(jì)計(jì)客流流量，，換乘乘車(chē)站站含換換乘客客流量量（換換算成成高峰峰時(shí)段段發(fā)車(chē)車(chē)間隔隔內(nèi)的的設(shè)計(jì)計(jì)客流流量））（人人）；；Q上、下下——遠(yuǎn)期每每列車(chē)車(chē)高峰峰小時(shí)時(shí)單側(cè)側(cè)上、、下車(chē)車(chē)設(shè)計(jì)計(jì)客流流量，，換乘乘車(chē)站站含換換乘客客流量量（換換算成成高峰峰時(shí)段段發(fā)車(chē)車(chē)間隔隔內(nèi)的的設(shè)計(jì)計(jì)客流流量））（人人）；；ρ——站臺(tái)上上人流流密度度(0.5m2/人)；L——站臺(tái)計(jì)計(jì)算長(zhǎng)長(zhǎng)度(m)；M——站臺(tái)邊邊緣至至屏蔽蔽門(mén)立立柱內(nèi)內(nèi)側(cè)距距離（（m）；ba——站臺(tái)安安全防防護(hù)寬寬度，，取0.4m，采用用屏蔽蔽門(mén)時(shí)用M替代ba值。三、行行車(chē)管管理及及設(shè)備備用房房的布布置車(chē)站管管理用用房設(shè)設(shè)置參參考面面積表表表5-1序號(hào)房間名稱面積（ｍ2）設(shè)置要求1車(chē)站控制室35設(shè)在站廳層客流較多一端，能直接觀察站廳層公共區(qū)2站長(zhǎng)室12~15與車(chē)站控制室相鄰，地坪與車(chē)控室平3站務(wù)室12宜靠近站長(zhǎng)室4會(huì)議室25站廳層管理區(qū)內(nèi)較安靜處設(shè)置，兼交接班、餐廳5警務(wù)室10+15靠近站廳公共區(qū)6客服中心6設(shè)在公共區(qū)的付費(fèi)區(qū)與非付費(fèi)區(qū)之間，靠近進(jìn)站閘機(jī)7男/女更衣室8×2設(shè)在設(shè)備與管理用房相對(duì)集中處8男女衛(wèi)生間8設(shè)在設(shè)備與管理用房相對(duì)集中處9茶水間4設(shè)在設(shè)備與管理用房相對(duì)集中處10備品房12視具體情況適當(dāng)增減11清掃間6×2站廳及每個(gè)站臺(tái)各設(shè)一間12AFC票務(wù)室15~20設(shè)于車(chē)站控制室附近13站臺(tái)值班室12設(shè)在站臺(tái)層14男/女公共廁所15/12設(shè)在站臺(tái)層公共區(qū)內(nèi)。每個(gè)站臺(tái)設(shè)置男、女廁坑位均為2～3個(gè)，男廁2～3個(gè)小便斗，均含殘疾人廁位。其中殘疾人廁位可單建。（或設(shè)在站廳層非付費(fèi)區(qū)出入口旁）15司機(jī)換班室12設(shè)在折返線車(chē)站站臺(tái)層，靠近折返端16通信儀表室12×2設(shè)在車(chē)控室一端17列檢室10僅設(shè)在折返站站臺(tái)層靠近道岔區(qū)車(chē)站設(shè)設(shè)備用用房設(shè)設(shè)置參參考面面積表表表5-2序號(hào)房間名稱面積（ｍ2）備注1混合變電所350盡量設(shè)在車(chē)站進(jìn)線端2降壓變電所160~200盡量設(shè)在站臺(tái)層3照明配電室10×4站廳及站臺(tái)兩端各設(shè)一間，設(shè)在車(chē)控室另一端的AFC配電室,與照明配電室合用，面積酌情增加。4電力電纜井5×2兩端均有。5環(huán)控電控室48×2與通風(fēng)空調(diào)機(jī)房相鄰。6屏蔽門(mén)控制室18設(shè)于站臺(tái)層靠近屏蔽門(mén)處。7氣瓶間15靠近被保護(hù)房間，保護(hù)半徑120m。8通信設(shè)備室50靠近車(chē)控室布置。9通信電源室30鄰近通信設(shè)備室。10信號(hào)設(shè)備室40～80靠近車(chē)控室布置，有道岔車(chē)站80ｍ2，設(shè)備集中站80ｍ2，一般車(chē)站40ｍ2。11公共無(wú)線引入室20鄰近通信設(shè)備室布置。12環(huán)控機(jī)房(150~340)×213小通風(fēng)機(jī)房60×2可與通風(fēng)空調(diào)機(jī)房合建。14區(qū)間通風(fēng)機(jī)房(200~320）×2設(shè)于車(chē)站兩端部，各兩臺(tái)TVF風(fēng)機(jī)。15冷凍機(jī)房60設(shè)于變電所一端16AFC機(jī)房15站廳層靠近公共區(qū)。17污水泵房12洗手間下方、內(nèi)設(shè)污水池。18廢水泵房15位于車(chē)站最低點(diǎn)。19消防泵房36含水噴淋系統(tǒng)，近出入口。四、車(chē)車(chē)站主主要設(shè)設(shè)施1.自動(dòng)扶扶梯圖5-8典型出出入口口處自自動(dòng)扶扶梯結(jié)結(jié)構(gòu)圖圖2.電梯圖5-9電梯土土建要要求結(jié)結(jié)構(gòu)圖圖（尺尺寸單單位：：mm）3.樓梯為保證證客流流需要要，除除需設(shè)設(shè)置電電梯、、自動(dòng)動(dòng)扶梯梯外，，尚需需在車(chē)車(chē)站付付費(fèi)區(qū)區(qū)內(nèi)的的站廳廳與站站臺(tái)層層之間間至少少設(shè)一一座人人行樓樓梯，，以便便在自自動(dòng)扶扶梯不不能運(yùn)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)時(shí)仍能能保證證站內(nèi)內(nèi)乘客客的疏疏散；；同時(shí)時(shí)應(yīng)至至少設(shè)設(shè)一部部供工工作人人員和和消防防人員員使用用的樓樓梯，，該樓樓梯宜宜設(shè)在在工作作人員員較集集中的的管理理用房房區(qū)內(nèi)內(nèi)，樓樓梯最最小凈凈寬不不得小小于1.0m，踏步步尺寸寸建議議采用用175mm×250mm。站臺(tái)臺(tái)計(jì)算算長(zhǎng)度度外每每端設(shè)設(shè)到車(chē)車(chē)行軌軌面的的人行行樓梯梯，梯梯寬按按兩股股人流流計(jì)不不得小小于1.1m，宜平行軌軌道方向設(shè)設(shè)置。樓梯應(yīng)按乘乘客或工作作人員使用用、以不同同的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)進(jìn)行設(shè)計(jì)。。如乘客使使用的踏步步高應(yīng)為150～162mm、而工作人人員使用應(yīng)應(yīng)為162～175mm；踏步寬乘乘客為280～320mm、工作人員員為250～280mm。車(chē)站內(nèi)公共共區(qū)樓梯每每個(gè)梯段的的踏步數(shù)應(yīng)應(yīng)不小于3級(jí)，不大于于18級(jí)。休息平平臺(tái)寬為1200～1800mm。4.售票機(jī)售票機(jī)的數(shù)數(shù)量應(yīng)滿足足車(chē)站遠(yuǎn)期期超高峰小小時(shí)客流的的需要，售售票機(jī)應(yīng)設(shè)設(shè)在客流不不交叉，且且干擾小的的地方。售售票機(jī)前應(yīng)應(yīng)留有足夠夠的空間，，供乘客排排隊(duì)購(gòu)票及及通行。車(chē)站內(nèi)售票票機(jī)宜沿進(jìn)進(jìn)站客流方方向縱向排排列。并應(yīng)應(yīng)結(jié)合車(chē)站站不同的客客流方向布布置，宜不不少于兩處處。售票機(jī)機(jī)的布置應(yīng)應(yīng)注意與出出入口通道道及進(jìn)站檢檢票機(jī)保持持適當(dāng)?shù)木従彌_距離，，并留有足足夠的取款款及檢修空空間。售票處距出出入口通道道口和進(jìn)站站檢票處的的距離不宜宜小于5m。5.檢票機(jī)進(jìn)站檢票機(jī)機(jī)應(yīng)設(shè)在售售票處至站站臺(tái)的人流流流線上。。出站檢票票機(jī)應(yīng)設(shè)在在站臺(tái)至出出站通道的的人流流線線上，其數(shù)數(shù)量應(yīng)能滿滿足車(chē)站遠(yuǎn)遠(yuǎn)期超高峰峰小時(shí)客流流的需要，，并適當(dāng)考考慮擴(kuò)容的的余地。檢票口是付付費(fèi)區(qū)與非非付費(fèi)區(qū)的的分界線，，宜垂直人人流方向設(shè)設(shè)置。進(jìn)出出站檢票機(jī)機(jī)應(yīng)合理布布置，既要要方便管理理，又要避避免進(jìn)出站站人流的交交叉干擾。。出站檢票機(jī)機(jī)處距梯口口的距離不不小于8m。7.屏蔽門(mén)圖5-10屏蔽門(mén)剖面面圖（尺寸寸單位：mm）第三節(jié)基基坑工程中中的土壓力力和水壓力力一、土壓力力類(lèi)型圖5-11三種不同極極限狀態(tài)的的土壓力a)靜止土壓力力；b)主動(dòng)土壓力力；c)被動(dòng)土壓力力圖5-12土壓力與位位移的關(guān)系系發(fā)揮主動(dòng)和和被動(dòng)土壓壓力所需的的位移表5-3發(fā)揮主動(dòng)和和被動(dòng)土壓壓力所需的的位移表5-4二、基坑工工程中的土土壓力計(jì)算算方法1.水土分算與與合算按水土分算算原則計(jì)算算土壓力時(shí)時(shí)，可采用用式（5-3）、（5-4）進(jìn)行計(jì)算算（5-3）（5-4）：計(jì)算點(diǎn)處處的主動(dòng)土土壓力強(qiáng)度度（kPa），時(shí)；：計(jì)算點(diǎn)處處的被動(dòng)土土壓力強(qiáng)度度（kPa），：計(jì)算點(diǎn)以以上各土層層的重度（（kN/m3）;地下水位以以上取天然然重度，地地下水位以以下取水下下重度：地面超載載，一般可可取20kPa：各土層的的厚度（m）：計(jì)算點(diǎn)處處土的主動(dòng)動(dòng)土壓力系系數(shù)，：計(jì)算點(diǎn)處處土的被動(dòng)動(dòng)土壓力系系數(shù)，：計(jì)算點(diǎn)處處的抗剪強(qiáng)強(qiáng)度指標(biāo)式中：按水土合算算原則計(jì)算算土壓力時(shí)時(shí)，地下水水以下部分分的土壓力力按式（5-5）、（5-6）進(jìn)行計(jì)計(jì)算。。（5-5）（5-6）式中：圖5-13土壓力計(jì)算算a)水土分算；；b)水土合算2.有滲流時(shí)水水壓力計(jì)算算采用采用流流網(wǎng)法計(jì)算算水壓力時(shí)時(shí)，應(yīng)先根根據(jù)基坑的的滲流條件件作出如圖圖5-14所示的流網(wǎng)網(wǎng)圖，而作作用在墻體體不同高程程z處的滲透水水壓力可用用其壓力水水頭形式表表示：（5-7）式中：β為計(jì)算點(diǎn)滲滲透水頭和和總壓力水水頭h的比值，從從流網(wǎng)圖上上讀出：h為坑底水位位高程。圖5-14流網(wǎng)及水壓壓力計(jì)算a)流網(wǎng)圖；b)水壓力分布布圖1-墻后靜水壓壓力線；2-墻前靜水壓壓力線；3-墻后滲透壓壓力線；4-墻前滲透壓壓力線；5-墻前后滲透透壓力線本特·漢森法為一一種近似計(jì)計(jì)算方法，，水壓力分分布如圖5-15所示。在主動(dòng)側(cè)的的水壓力低低于靜水壓壓力，位于于坑內(nèi)地下下水位高程程處的修正正值為：（5-8）修正后基坑坑內(nèi)地下水水位處的水水壓力可按按式（5-9）計(jì)算。（5-9）式中：圖5-15本特·漢森法計(jì)計(jì)算水壓壓力在主動(dòng)側(cè)側(cè)墻底的的修正后后水壓力力為：其中修正正值可按按式（5-10）和式（（5-11）計(jì)算（5-10）（5-11）兩側(cè)水壓壓力相抵抵后，可可得圍護(hù)護(hù)墻底端端的水壓壓力：（5-12）即圍護(hù)墻墻底端處處水壓力力值為：：（5-13）圖5-16圍護(hù)墻水水壓力計(jì)計(jì)算的經(jīng)經(jīng)驗(yàn)方法法a)水平力分分布；b)水壓力與與滲徑的的直線比比例關(guān)系系3.地面超載載作用下下的土壓壓力計(jì)算算圖5-17局部均布布荷載作作用下Rankine土壓力計(jì)計(jì)算圖示示圖5-18地表局部部均勻荷荷載作用用下的土土壓力計(jì)計(jì)算圖示示4.相鄰條形形基礎(chǔ)荷荷載作用用時(shí)的土土壓力計(jì)計(jì)算圖5-19相鄰基礎(chǔ)礎(chǔ)荷載引引起的側(cè)側(cè)向土壓壓力計(jì)算算圖示5.非極限狀狀態(tài)的土土壓力計(jì)計(jì)算主動(dòng)土壓壓力的提提高值介介于ka與k0之間，當(dāng)沉降有有嚴(yán)格限限制的建建筑物或或地下管管線位于于Ⅰ區(qū)范圍時(shí)時(shí)，采用用k0計(jì)算土壓壓力；位位于Ⅱ區(qū)范圍時(shí)時(shí)，采用用計(jì)計(jì)算算土壓力力。圖5-20采用提高高主動(dòng)土土壓力的的場(chǎng)地工工程條件件三、基坑坑開(kāi)挖支支護(hù)中的的土壓力力特點(diǎn)與與分布規(guī)規(guī)律圖5-21基坑開(kāi)挖挖土壓力力發(fā)展階階段圖5-22四種類(lèi)型型圍護(hù)結(jié)結(jié)構(gòu)土壓壓力示意意圖a)無(wú)支撐圍圍護(hù)（下下端固定定）；b)單道頂撐撐圍護(hù)（（下端固固定）；；c)單道頂撐撐固定；；d)多支撐圍圍護(hù)第四節(jié)支護(hù)結(jié)構(gòu)構(gòu)選型與與設(shè)計(jì)支護(hù)結(jié)構(gòu)構(gòu)：基坑工程程中采用用的圍護(hù)護(hù)墻、支支撐（或或土層錨錨桿）、、圍檁、、防滲帷帷幕等結(jié)結(jié)構(gòu)體系系的總稱稱，主要要包括圍圍護(hù)結(jié)構(gòu)構(gòu)和支撐撐結(jié)構(gòu)體體系。支護(hù)結(jié)構(gòu)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)包括：：圍護(hù)結(jié)構(gòu)構(gòu)的插入入比、支支撐的設(shè)設(shè)置、結(jié)結(jié)構(gòu)配筋筋。設(shè)計(jì)需考考慮因素素：穩(wěn)定性驗(yàn)驗(yàn)算、支支護(hù)結(jié)構(gòu)構(gòu)強(qiáng)度設(shè)設(shè)計(jì)和基基坑變形形計(jì)算。。一、圍護(hù)護(hù)結(jié)構(gòu)類(lèi)類(lèi)型現(xiàn)澆地下下連續(xù)墻墻1.地下連續(xù)續(xù)墻：圖5-23地下連續(xù)續(xù)墻施工工流程（（以液壓壓抓斗式式成糟機(jī)機(jī)為例））(a).準(zhǔn)備開(kāi)挖挖的地下下連續(xù)墻墻溝槽；；(b).用液壓成成槽機(jī)進(jìn)進(jìn)行溝槽槽開(kāi)挖；；(c).安放鎖口口管；(d).吊放鋼筋筋籠；(e).水下混凝凝土澆注注；(f).拔除鎖口口管；(g).已完工的的槽段現(xiàn)澆地下下連續(xù)墻墻圖5-25現(xiàn)澆地下下連續(xù)墻墻槽段形形式示意意圖預(yù)制地下下連續(xù)墻墻圖5-26預(yù)制地下下連續(xù)墻墻平面示示意圖排樁圍護(hù)護(hù)體是利利用常規(guī)規(guī)的各種種樁體，，例如鉆孔灌注注樁、挖挖孔樁、、預(yù)制樁樁、SMW工法樁（（型鋼水水泥土攪攪拌樁））等，按按一定間間距或連連續(xù)咬合合排列形形成的地地下?lián)跬镣两Y(jié)構(gòu)。。2.排樁：圖5-27排樁圍護(hù)護(hù)體的常常見(jiàn)形式式圖5-28排樁圍護(hù)護(hù)體的止水措施施排樁圍護(hù)護(hù)體與地地下連續(xù)續(xù)墻相比比，其優(yōu)優(yōu)點(diǎn)在于于施工工工藝簡(jiǎn)單單，成本本低，平平面布置置靈活，，缺點(diǎn)是是防滲和和整體性性差，一一般適用用于中等等深度的的基坑圍圍護(hù)。與地下連連續(xù)墻、、灌注排排樁相比比，型鋼鋼水泥土土攪拌墻墻的剛度度較低，，基坑開(kāi)開(kāi)挖時(shí)常常常會(huì)產(chǎn)產(chǎn)生相對(duì)對(duì)較大的的變形，，在對(duì)周周邊環(huán)境境保護(hù)要要求高的的工程中中，例如如基坑緊緊鄰運(yùn)營(yíng)營(yíng)中的地地鐵隧道道、歷史史保護(hù)建建筑、重重要地下下管線等等，應(yīng)慎慎重選用用。3.型鋼水泥泥土攪拌拌墻（SMW）：圖5-29型鋼水泥泥土攪拌拌墻鋼板樁具具有輕型型、施工工快捷的的特點(diǎn)；；基坑施施工結(jié)束束后鋼板板樁可拔拔除，循循環(huán)利用用，經(jīng)濟(jì)濟(jì)性較好好；在防防水要求求不高的的工程中中，可采采用自身身防水；；防水要要求高的的工程應(yīng)應(yīng)設(shè)置隔隔水帷幕幕。4.鋼板樁圍圍護(hù)體：：圖5—30常用的鋼鋼板樁斷斷面形式式5.鋼筋混凝凝土板樁樁圍護(hù)墻墻；6.水泥土重重力式圍圍護(hù)墻；；7.土釘墻支支護(hù)：圖5-31鋼筋混凝凝土板樁樁圍護(hù)墻墻立面圖圖圖圖5-32土釘墻的的基本形形式二、支撐結(jié)構(gòu)構(gòu)體系內(nèi)支撐結(jié)結(jié)構(gòu)體系系：圖5-33內(nèi)支撐系系統(tǒng)示意意圖圖圖5-34多層平面面支撐體體系內(nèi)支撐結(jié)結(jié)構(gòu)體系系：圖5-35鋼筋混凝凝土支撐撐及立柱柱圖圖5-36鋼支撐三、支護(hù)結(jié)構(gòu)構(gòu)的穩(wěn)定定性驗(yàn)算算整體穩(wěn)定定性驗(yàn)算算；圍護(hù)墻體體抗傾覆覆穩(wěn)定驗(yàn)驗(yàn)算；圍護(hù)墻底底面抗滑滑移驗(yàn)算算；基坑圍護(hù)護(hù)墻前抗抗隆起驗(yàn)驗(yàn)算；抗豎向滲滲流驗(yàn)算算。整體穩(wěn)定定性驗(yàn)算算：圖5-37瑞典條分分法——法向分力力——切向分力力——圓弧段土土摩擦角角及黏聚聚力——圓弧段段段長(zhǎng)圍護(hù)墻體體抗傾覆覆穩(wěn)定驗(yàn)驗(yàn)算：圖5-38重力式圍圍護(hù)結(jié)構(gòu)構(gòu)抗傾覆覆計(jì)算簡(jiǎn)簡(jiǎn)圖Ms——傾覆力矩矩(kN··m/m)Fa——坑外側(cè)土土壓力(kN)Fw——水壓力(kN)MR——傾覆力矩矩(kN··m/m)Gk——水泥土圍圍護(hù)墻自自重Fp——被動(dòng)側(cè)壓壓力(kN)(kN)圍護(hù)墻體體抗傾覆覆穩(wěn)定驗(yàn)驗(yàn)算：圖5-39板式支護(hù)護(hù)結(jié)構(gòu)抗抗傾覆穩(wěn)穩(wěn)定性計(jì)計(jì)算簡(jiǎn)圖圖抗傾覆力力矩：傾覆力矩矩：抗滑移穩(wěn)穩(wěn)定性驗(yàn)驗(yàn)算：圖5-40抗滑移穩(wěn)穩(wěn)定性驗(yàn)驗(yàn)算計(jì)算算簡(jiǎn)圖Gk——墻體自重重γ0B(D+H0)；B——墻寬(m)；γ0——墻體平均均重度kN/m3；φ0,c0——墻底土層層的內(nèi)摩摩擦角（（°）和和粘聚力力（kPa）；KHL——墻底抗滑滑安全系系數(shù)抗隆起穩(wěn)穩(wěn)定分析析：圖5-41地基承載載力模式式抗隆起起分析底面光滑滑：底面粗糙糙：抗隆起穩(wěn)穩(wěn)定分析析：圖5-42圓弧滑動(dòng)動(dòng)的抗隆隆起分析析抗滑動(dòng)力力矩：隆起力矩矩：抗隆起穩(wěn)穩(wěn)定分析析：γ——坑外地表表至圍護(hù)護(hù)墻底，，各土層層自然重重度的加加權(quán)平均均值；D——圍護(hù)墻在在基坑開(kāi)開(kāi)挖面以以下的入入土深度度(m)；Ka——主動(dòng)土壓壓力系數(shù)數(shù);φ,c——圍護(hù)墻底底地基土土內(nèi)摩擦角角（°）和粘聚力力（kPa）；h0——基坑開(kāi)挖挖深度(m)；h0’——最下一道道支撐距距地面的的深度(m)；a1——最下一道道支撐與與基坑開(kāi)開(kāi)挖面之之間的水水平夾角角（°）；a2——以最下一一道支撐撐為圓心心的滑裂裂面圓心心角（°）；q——坑外地面面荷載(kPa);KL——抗隆起安全系系數(shù)式中：抗?jié)B透穩(wěn)定性性分析：圖5-43抗?jié)B流穩(wěn)定性性計(jì)算圖式KS——抗?jié)B流或突涌涌穩(wěn)定性安全全系數(shù)；ic——坑底土體的臨臨界水力坡度度，根據(jù)坑底底土的特性計(jì)計(jì)算；GS——坑底土的比重重；e——坑底土的天然然孔隙比;i——坑底土的滲流流水力坡度；hw——基坑內(nèi)外土體體的滲流水頭頭(m)；L——最短滲徑流總總長(zhǎng)度(m)；L=∑Lh+m∑Lv;∑Lh——滲徑水平段總總長(zhǎng)度(m)；∑Lv——滲徑垂直段總總長(zhǎng)度(m);m——滲徑垂直段換換算水平段的的系數(shù)。抗?jié)B透穩(wěn)定性性分析：圖5-44抗突涌穩(wěn)定性性計(jì)算圖式Ky——抗承壓水頭穩(wěn)穩(wěn)定性安全系系數(shù)；pcz——基坑開(kāi)挖面以以下至承壓水水層頂板間覆覆蓋土的自重重應(yīng)力(kN/m2)；pwy——承壓水層的水水頭壓力(kN/m2)；四、支護(hù)結(jié)構(gòu)的內(nèi)內(nèi)力計(jì)算擋土結(jié)構(gòu)的內(nèi)內(nèi)力計(jì)算：圖5-45彈性地基梁法法計(jì)算簡(jiǎn)圖——內(nèi)支撐的壓縮縮彈簧系數(shù)（（kN/m/m）——與支撐松弛有有關(guān)的折減系系數(shù)，一般取取0.5~1.0；混凝土支撐撐或鋼支撐施施加預(yù)應(yīng)力時(shí)時(shí)，取α=1.0——支撐的水平間間距（m）基坑開(kāi)挖面以以下，水平彈彈簧支座和垂垂直彈簧支座座的壓縮彈簧簧剛度KH和KV，可按下式計(jì)計(jì)算擋土結(jié)構(gòu)的內(nèi)內(nèi)力計(jì)算：圖5-46明挖法車(chē)站圍圍護(hù)結(jié)構(gòu)計(jì)算算工況簡(jiǎn)圖擋土結(jié)構(gòu)的內(nèi)內(nèi)力計(jì)算：（1）——第一步開(kāi)挖；；（2）——第二步開(kāi)挖；；（3）——第三步開(kāi)挖；；（4）——第四步開(kāi)挖圖5-47總量法計(jì)算圖圖式擋土結(jié)構(gòu)的內(nèi)內(nèi)力計(jì)算：（1）——第一步開(kāi)挖；；（2）——第二步開(kāi)挖；；（3）——第三步開(kāi)挖；；（4）——第四步開(kāi)挖圖5-48增量法計(jì)算圖式式水平支撐體系系內(nèi)力計(jì)算：：對(duì)于十字交叉叉對(duì)撐的鋼筋筋混凝土支撐撐或鋼支撐，，內(nèi)支撐主要要受軸力作用用，其軸力即即為彈性地基基梁計(jì)算得到到的內(nèi)支撐點(diǎn)點(diǎn)處的彈性支支座反力。對(duì)于較復(fù)雜桿桿系結(jié)構(gòu)的水水平支撐系統(tǒng)統(tǒng)，可將彈性性地基梁計(jì)算算得到的內(nèi)支支撐點(diǎn)處的彈彈性支座反力力作用于由水水平支撐構(gòu)件件和圍檁組成成的水平支撐撐系統(tǒng)上，采采用空間桿系系模型即可計(jì)計(jì)算得到水平平支撐體系的的變形和構(gòu)件件內(nèi)力。計(jì)算算時(shí)需添加適適當(dāng)?shù)募s束，，一般可考慮慮在結(jié)構(gòu)上施施加不交于一一點(diǎn)的三個(gè)約約束鏈桿，見(jiàn)見(jiàn)下圖。圖5-49水平支撐系統(tǒng)統(tǒng)內(nèi)力計(jì)算示示意圖豎向支承系統(tǒng)統(tǒng)：鋼立柱的可能能破壞形式有有強(qiáng)度破壞、、整體失穩(wěn)和和局部失穩(wěn)破破壞等幾種。?；邮┕るA階段，應(yīng)根據(jù)據(jù)每一施工工工況對(duì)立柱進(jìn)進(jìn)行承載力和和穩(wěn)定性驗(yàn)算算。鋼立柱在實(shí)際際施工中不同同程度存在水水平定位偏差差和豎向垂直直度偏差等，，因此應(yīng)按照照偏心受壓構(gòu)構(gòu)件驗(yàn)算一定定施工偏差下下鋼立柱的承承載力，以確確保足夠的安安全度。立柱樁的設(shè)計(jì)計(jì)計(jì)算方法與與主體結(jié)構(gòu)工工程樁相同，，可按照國(guó)家家標(biāo)準(zhǔn)或工程程所在地區(qū)的的地方標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)進(jìn)行。五、基坑變形形與計(jì)算圍護(hù)墻體水平平變形：圖5-50圍護(hù)結(jié)構(gòu)變形形形態(tài)（a）懸臂式位移；；（b）拋物線型位位移；（c）組合位移圍護(hù)墻體豎向向變形：圍護(hù)結(jié)構(gòu)上升升或下沉導(dǎo)致致的圍護(hù)結(jié)構(gòu)構(gòu)本身、與立立柱之間的差差異下沉?xí)a(chǎn)產(chǎn)生較大的危危害，如冠梁梁拉裂、樓板板或梁系出現(xiàn)現(xiàn)裂縫等，設(shè)設(shè)計(jì)和施工時(shí)時(shí)應(yīng)引起足夠夠的重視?？拥茁∑鹱冃涡危簣D5-51基坑隆起變形形地表變形：（地表最大沉沉降）第五節(jié)主體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)主要任務(wù)：確定主體結(jié)構(gòu)構(gòu)材料和尺寸寸滿足使用階階段的耐久性性要求。主體結(jié)構(gòu)尺寸寸的擬定是在在滿足建筑限限界和建筑設(shè)設(shè)計(jì)、施工工工藝及其它使使用要求的基基礎(chǔ)上，考慮慮施工誤差、、測(cè)量誤差、、結(jié)構(gòu)變形及及后期沉降等等因素，根據(jù)據(jù)地質(zhì)和水文文資料、車(chē)站站埋深、結(jié)構(gòu)構(gòu)類(lèi)型、施工工方法等條件件經(jīng)過(guò)計(jì)算確確定。主體結(jié)構(gòu)的截截面大小應(yīng)根根據(jù)各結(jié)構(gòu)構(gòu)構(gòu)件按最不利利荷載組合進(jìn)進(jìn)行承載能力力極限狀態(tài)和和正常使用極極限狀態(tài)驗(yàn)算算，同時(shí)進(jìn)行行結(jié)構(gòu)剛度、、穩(wěn)定性和抗抗浮計(jì)算，對(duì)對(duì)鋼筋混凝土土構(gòu)件尚應(yīng)進(jìn)進(jìn)行抗裂和裂裂縫開(kāi)展寬度度驗(yàn)算。一、構(gòu)造要求求頂板和樓板：：（C）無(wú)梁樓蓋圖5-52典型樓蓋示意意圖底板：底板主要按受受力和功能要要求設(shè)置，幾幾乎都采用以以縱梁和側(cè)墻墻為支承的梁梁式板結(jié)構(gòu)，，因?yàn)檫@有利利于整體道床床和站臺(tái)下縱縱向管道的鋪鋪設(shè)。埋置于無(wú)地下下水的巖石地地層中的明挖挖車(chē)站可不設(shè)設(shè)置受力底板板，但鋪底應(yīng)應(yīng)滿足整體道道床的使用要要求。側(cè)墻：側(cè)墻可采用以以頂、底板或或樓板為支承承的單向板，，當(dāng)圍護(hù)結(jié)構(gòu)構(gòu)采用地下連連續(xù)墻或鉆孔孔灌注樁時(shí)，，可利用它們們作為主體結(jié)結(jié)構(gòu)側(cè)墻的一一部分或全部部，該種結(jié)構(gòu)構(gòu)形式在目前前的地鐵車(chē)站站結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中中應(yīng)用較廣泛泛。立柱：明挖車(chē)站的立立柱一般采用用鋼筋混凝土土結(jié)構(gòu)，可采采用方形、矩矩形、圓形或或橢圓形等截截面。按常荷荷載設(shè)計(jì)的地地鐵車(chē)站的柱柱距一般取6~8m。當(dāng)車(chē)站與地地面建筑合建建或?yàn)樘厥夂珊奢d控制設(shè)計(jì)計(jì)，柱的設(shè)計(jì)計(jì)荷載很大時(shí)時(shí)，可采用鋼鋼管混凝土柱柱或勁性鋼筋筋高強(qiáng)度混凝凝土柱。二、主體結(jié)構(gòu)構(gòu)設(shè)計(jì)荷載表5-5荷載分類(lèi)表（（《建筑結(jié)構(gòu)荷載載規(guī)范》）荷載分類(lèi)荷載分類(lèi)荷載名稱永久荷載永久荷載結(jié)構(gòu)自重永久荷載地層壓力隧道上部和破壞棱體范圍的設(shè)施及建筑物壓力混凝土收縮及徐變影響力預(yù)加應(yīng)力設(shè)備重量地基下沉影響力可變荷載基本可變荷載地面車(chē)輛荷載及其沖擊力地面車(chē)輛荷載引起的側(cè)向土壓力地下鐵道車(chē)輛荷載及其沖擊力人群荷載其他可變荷載溫度影響力施工荷載偶然荷載地震荷載沉船、拋錨或河道疏浚產(chǎn)生的撞擊力等災(zāi)害性荷載三、主體結(jié)構(gòu)構(gòu)內(nèi)力計(jì)算圖5-53主體結(jié)構(gòu)內(nèi)力力計(jì)算的荷載載結(jié)構(gòu)模型圖5-54主體結(jié)構(gòu)內(nèi)力力圖（彎矩單單位：kN·m，軸力單位：：kN，剪力單位：：kN）a)彎矩圖；b)軸力圖；c)剪力圖四、主體結(jié)構(gòu)構(gòu)抗浮計(jì)算城市不計(jì)側(cè)壁摩阻力時(shí)計(jì)入側(cè)壁摩阻力時(shí)說(shuō)明上海地鐵1.051.10摩阻力采用值根據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)決定，考慮軟黏土的流變特性，一般取極限摩阻力的一半廣州、南京、深圳、北京地鐵1.051.15——表5-6我國(guó)各城市地地鐵采用的抗抗浮安全系數(shù)數(shù)圖5-55考慮圍護(hù)結(jié)構(gòu)構(gòu)側(cè)摩阻力的的抗浮計(jì)算圖圖示第六節(jié)支護(hù)結(jié)構(gòu)與主主體結(jié)構(gòu)相結(jié)結(jié)合的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)從構(gòu)件相結(jié)合合的角度而言言，分為側(cè)墻墻與圍護(hù)墻體體相結(jié)合、主主體結(jié)構(gòu)的梁梁板構(gòu)件與水水平支撐體系系相結(jié)合、結(jié)結(jié)構(gòu)豎向構(gòu)件件與支護(hù)結(jié)構(gòu)構(gòu)豎向支承系系統(tǒng)相結(jié)合。。一、支護(hù)結(jié)構(gòu)構(gòu)與主體結(jié)構(gòu)構(gòu)相結(jié)合的類(lèi)類(lèi)型圖5-56地下連續(xù)墻的的結(jié)合方式a)單一墻；b)復(fù)合墻；c)疊合墻側(cè)墻與圍護(hù)墻墻體相結(jié)合水平結(jié)構(gòu)構(gòu)件件與支護(hù)結(jié)構(gòu)構(gòu)相結(jié)合結(jié)構(gòu)豎向構(gòu)件件與支護(hù)結(jié)構(gòu)構(gòu)豎向支承系系統(tǒng)相結(jié)合圖5-57一柱多樁布置置示意圖二、支護(hù)結(jié)結(jié)構(gòu)與與主體體結(jié)構(gòu)構(gòu)相結(jié)結(jié)合的的結(jié)構(gòu)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)內(nèi)容容與方方法當(dāng)圍護(hù)護(hù)結(jié)構(gòu)構(gòu)與主主體結(jié)結(jié)構(gòu)的的側(cè)墻墻共同同承擔(dān)擔(dān)使用用階段段的外外荷載載時(shí)，，應(yīng)考考慮側(cè)側(cè)墻與與圍護(hù)護(hù)墻體體相結(jié)結(jié)合后后共同同作用用的效效果。。由于地地下連連續(xù)墻墻作為為永久久結(jié)構(gòu)構(gòu)的一一部分分或全全部，，直接接承受受使用用階段段主體體結(jié)構(gòu)構(gòu)的垂垂直荷荷載，，因此此尚應(yīng)應(yīng)進(jìn)行行地下下連續(xù)續(xù)墻的的承載載力及及沉降降計(jì)算算。側(cè)墻與與圍護(hù)護(hù)墻體體相結(jié)結(jié)合水平結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)構(gòu)件除除應(yīng)滿滿足地地下結(jié)結(jié)構(gòu)使使用期期設(shè)計(jì)計(jì)要求求外，，尚應(yīng)應(yīng)進(jìn)行行各種種施工工工況況條件件下的的內(nèi)力力、變變形等等計(jì)算算，作作為施施工通通道的的頂板板，應(yīng)應(yīng)考慮慮土方方工程程施工工機(jī)械械的巨巨大動(dòng)動(dòng)荷載載作用用。水平結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)構(gòu)件與與支護(hù)護(hù)結(jié)構(gòu)構(gòu)相結(jié)結(jié)合圖5-58逆作法法施工工的結(jié)結(jié)構(gòu)內(nèi)內(nèi)力計(jì)計(jì)算模模型當(dāng)結(jié)構(gòu)構(gòu)豎向向構(gòu)件件與支支護(hù)結(jié)結(jié)構(gòu)豎豎向支支承系系統(tǒng)相相結(jié)合合時(shí)，，內(nèi)力力計(jì)算算方法法及圖圖示如如前圖圖所示示，此此時(shí)應(yīng)應(yīng)分析析不同同施工工階段段立柱柱的最最不利利工況況荷載載，對(duì)對(duì)其豎豎向承承載力力、整整體穩(wěn)穩(wěn)定性性以及及局部部穩(wěn)定定性等等進(jìn)行行計(jì)算算；立立柱樁樁的承承載能能力和和沉降降均需需要進(jìn)進(jìn)行計(jì)計(jì)算。。主體體結(jié)構(gòu)構(gòu)永久久使用用階段段，應(yīng)應(yīng)根據(jù)據(jù)該階階段的的最不不利荷荷載，，對(duì)立立柱外外包混混凝土土后形形成的的勁性性構(gòu)件件進(jìn)行行計(jì)算算；兼兼做立立柱樁樁的主主體結(jié)結(jié)構(gòu)工工程樁樁應(yīng)滿滿足相相應(yīng)的的承載載能力力和沉沉降計(jì)計(jì)算。。結(jié)構(gòu)豎豎向構(gòu)構(gòu)件與與支護(hù)護(hù)結(jié)構(gòu)構(gòu)豎向向支承承系統(tǒng)統(tǒng)相結(jié)結(jié)合三、結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)構(gòu)造要要求作為永永久結(jié)結(jié)構(gòu)一一部分分的圍圍護(hù)墻墻還涉涉及與與主體體結(jié)構(gòu)構(gòu)構(gòu)件件連接接、墻墻體在在正常常使用用階段段的整整體性性能、、與主主體結(jié)結(jié)構(gòu)的的沉降降協(xié)調(diào)調(diào)等一一系列列問(wèn)題題，需需要采采用一一整套套的設(shè)設(shè)計(jì)構(gòu)構(gòu)造措措施，，以滿滿足正正常使使用階階段的的受力力和構(gòu)構(gòu)造要要求。。疊合合式結(jié)結(jié)構(gòu)設(shè)設(shè)計(jì)中中先期期修建建的連連續(xù)墻墻與頂頂、樓樓、底底板等等水平平構(gòu)件件的連連接一一般有有兩種種構(gòu)造造方案案：（1）在連連續(xù)墻墻內(nèi)預(yù)預(yù)埋彎彎起鋼鋼筋，，將其其扳直直后與與水平平構(gòu)件件的內(nèi)內(nèi)外層層主筋筋搭接接（或或焊接接），，澆筑筑混凝凝土后后水平平構(gòu)件件與連連續(xù)墻墻連成成一體體，并并通過(guò)過(guò)墻上上預(yù)留留的凹凹槽傳傳遞豎豎向剪剪力。。為了了防止止鋼筋筋彎折折時(shí)脆脆斷，，預(yù)埋埋鋼筋筋必須須采用用韌性性較好好但強(qiáng)強(qiáng)度較較低的的HPB235鋼，且且直徑徑不宜宜太大大，間間距不不能太太?。ǎㄒ话惆氵x用用直徑徑小于于22mm，間距距大于于150mm的單排排筋））。（2）通過(guò)過(guò)事先先埋在在連續(xù)續(xù)墻內(nèi)內(nèi)的鋼鋼筋連連接器器（接接駁器器）與與水平平構(gòu)件件的主主筋連連接。。接駁駁器實(shí)實(shí)際為為一套套管，，內(nèi)腔腔為錐錐形，，一端端與連連續(xù)墻墻內(nèi)的的錨固固筋連連接，，預(yù)埋埋在墻墻內(nèi)，，另一一端加加保護(hù)護(hù)帽后后露在在墻上上預(yù)先先設(shè)置置的凹凹槽內(nèi)內(nèi)，基基坑開(kāi)開(kāi)挖后后，打打開(kāi)保保護(hù)帽帽即可可方便便地將將頭部部車(chē)有有錐螺螺紋的的水平平筋旋旋入接接駁器器內(nèi)。。由于于接駁駁器能能可靠靠地傳傳遞拉拉力，，并通通過(guò)墻墻上預(yù)預(yù)留的的凹槽槽共同同傳遞遞豎向向剪力力，故故此種種接頭頭可視視為剛剛接。。側(cè)墻與與圍護(hù)護(hù)墻體體相結(jié)結(jié)合當(dāng)水平平結(jié)構(gòu)構(gòu)構(gòu)件件與支支護(hù)結(jié)結(jié)構(gòu)相相結(jié)合合時(shí)，，應(yīng)考考慮水水平結(jié)結(jié)構(gòu)與與圍護(hù)護(hù)結(jié)構(gòu)構(gòu)的連連接方方式。。當(dāng)結(jié)結(jié)構(gòu)梁梁板與與可作作為永永久結(jié)結(jié)構(gòu)一一部分分或全全部的的圍護(hù)護(hù)墻體體連接接時(shí)，，可根根據(jù)實(shí)實(shí)際情情況采采用多多種連連接方方式，，如可可在地地下連連續(xù)墻墻內(nèi)預(yù)預(yù)埋鋼鋼筋接接駁器器與梁梁連接接，預(yù)預(yù)埋鋼鋼筋與與板連連接；；或在在結(jié)構(gòu)構(gòu)樓板板周邊邊設(shè)置置邊環(huán)環(huán)梁，，邊環(huán)環(huán)梁通通過(guò)地地下連連續(xù)墻墻內(nèi)的的預(yù)埋埋鋼筋筋與地地下連連續(xù)墻墻連接接，結(jié)結(jié)構(gòu)梁梁板與與邊環(huán)環(huán)梁整整體澆澆筑等等。當(dāng)當(dāng)圍護(hù)護(hù)體僅僅作為為臨時(shí)時(shí)結(jié)構(gòu)構(gòu)時(shí)，，圍護(hù)護(hù)墻和和結(jié)構(gòu)構(gòu)外墻墻兩墻墻分開(kāi)開(kāi)，此此時(shí)逆逆作的的施工工工藝藝要求求結(jié)構(gòu)構(gòu)外墻墻只能能順作作；從從結(jié)構(gòu)構(gòu)受力力、構(gòu)構(gòu)造要要求以以及防防水的的角度度出發(fā)發(fā)，結(jié)結(jié)構(gòu)外外墻與與相鄰鄰結(jié)構(gòu)構(gòu)梁板板須整整體連連接，，二者者一次次澆筑筑施工工，這這就要要求逆逆作施施工地地下各各層結(jié)結(jié)構(gòu)的的邊跨跨位置置必須須內(nèi)退退結(jié)構(gòu)構(gòu)外墻墻一定定的距距離，，逆作作施工工結(jié)束束后，，結(jié)構(gòu)構(gòu)外墻墻與相相鄰的的結(jié)構(gòu)構(gòu)梁板板一道道澆筑筑，而而臨時(shí)時(shí)圍護(hù)護(hù)體與與內(nèi)部部結(jié)構(gòu)構(gòu)之間間必須須設(shè)置置可靠靠的水水平傳傳力支支撐體體系水平結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)構(gòu)件與與支護(hù)護(hù)結(jié)構(gòu)構(gòu)相結(jié)結(jié)合水平結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)構(gòu)件與與支護(hù)護(hù)結(jié)構(gòu)構(gòu)相結(jié)結(jié)合（a）平面面圖（（b）剖面面圖圖5-59臨時(shí)圍圍護(hù)體體與頂頂層結(jié)結(jié)構(gòu)連連接圖圖水平結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)構(gòu)件與與支護(hù)護(hù)結(jié)構(gòu)構(gòu)相結(jié)結(jié)合（a）平面面圖（（b）剖面面圖圖5-60臨時(shí)圍圍護(hù)體體與地地下一一層結(jié)結(jié)構(gòu)連連接圖圖豎向支支承系系統(tǒng)立立柱與與結(jié)構(gòu)構(gòu)梁板板節(jié)點(diǎn)點(diǎn)的設(shè)設(shè)計(jì)，，應(yīng)保保證節(jié)節(jié)點(diǎn)在在基坑坑逆作作施工工階段段能夠夠可靠靠地傳傳遞結(jié)結(jié)構(gòu)梁梁板的的自重重及各各種施施工荷荷載，，