預(yù)留物業(yè)開(kāi)發(fā)條件下地鐵車站的構(gòu)造設(shè)計(jì)摘要:研究目的:通過(guò)對(duì)上海軌道交通9號(hào)線松江新城站構(gòu)造設(shè)計(jì)和計(jì)算,總結(jié)出城市軌道交通預(yù)留物業(yè)開(kāi)發(fā)條件地下車站構(gòu)造設(shè)計(jì)的幾條經(jīng)歷,為今后類似工程的設(shè)計(jì)進(jìn)步參考。研究方法:車站基坑圍護(hù)樁根據(jù)各開(kāi)挖工況按豎向彈性地基梁計(jì)算,并計(jì)入圍護(hù)構(gòu)造的先期位移值以及支撐的變形,上部構(gòu)造由車站地下一層構(gòu)造和構(gòu)造底板下樁基結(jié)合組成復(fù)合深根底,車站構(gòu)造分別按橫向、縱向彈性地基上的框架進(jìn)展計(jì)算。研究結(jié)果:松江新城站基坑開(kāi)挖過(guò)程中圍護(hù)樁變形較小,各項(xiàng)監(jiān)測(cè)數(shù)值均在允許范圍內(nèi),車站整體剛度較好,構(gòu)造整體沉降量較小,沒(méi)有出現(xiàn)不均勻沉降。研究結(jié)論:地鐵車站作為上部物業(yè)構(gòu)造根底的一部分與樁根底共同承當(dāng)上部荷載的設(shè)計(jì)方法是可行的,對(duì)于地鐵車站與樁基組成的復(fù)合根底,設(shè)計(jì)中還有許多問(wèn)題值得討論,這是今后工作的研究方向。關(guān)鍵詞:預(yù)留物業(yè)開(kāi)發(fā);構(gòu)造設(shè)計(jì);結(jié)論近些年來(lái)隨著城市地鐵工程的大量興建,地鐵車站的形式也多種多樣。許多車站由于位于地塊內(nèi),為了合理高效地利用土地資源,通常需要考慮地塊的規(guī)劃,結(jié)合物業(yè)開(kāi)發(fā)進(jìn)展構(gòu)造設(shè)計(jì)。本文將詳細(xì)介紹上海軌道交通9號(hào)線松江新城站的構(gòu)造設(shè)計(jì)。1工程概況上海軌道交通9號(hào)線一期工程松江新城站位于規(guī)劃的松江新城中部,滬杭高速公路以北的嘉松南路東側(cè)綠化帶下,車站西側(cè)為“行政中心〞和“市民廣潮,東側(cè)綠地規(guī)劃為低密度住宅,北端有規(guī)劃的公交樞紐,是9號(hào)線一期工程的起點(diǎn)站。車站構(gòu)造全長(zhǎng)212.85,凈寬17.6。車站為地下一層、地上一層構(gòu)造,標(biāo)準(zhǔn)段主體構(gòu)造底板埋深約為9,站臺(tái)為島式,寬度10,在車站站廳層上預(yù)留4層物業(yè)開(kāi)發(fā)荷載條件。車站基坑深為9.1~9.6,基坑寬21.2~22。本站采用明挖法施工,周圍建筑物、管線稀少,采用雙排φ700s勁性水泥土攪拌樁作為圍護(hù)構(gòu)造,基坑保護(hù)等級(jí)定為二級(jí),車站概況見(jiàn)圖1。2工程地質(zhì)與水文地質(zhì)2.1工程地質(zhì)場(chǎng)地所處的地貌單一,屬濱海平原,地勢(shì)平坦、廣闊。工程區(qū)域內(nèi)主要為現(xiàn)有道路、綠化、民宅等,并分布有明浜。經(jīng)勘察,場(chǎng)地土層自上而下分述如下:填土,主要為素填土,含植物根莖。本層普遍分布。層厚1.5~1.8,層底標(biāo)高2.3~1.8?；尹S~青灰色粘土,可塑~軟塑,部分為粉質(zhì)粘土,土質(zhì)尚均勻,上部含少量鐵錳質(zhì),中下部漸變?yōu)榍嗷疑惩?中~高壓縮性。本層沉積正常,分布較連續(xù),層厚0.7~1.4,層底標(biāo)高1.2~0.6。灰色粘土,軟塑,含有機(jī)質(zhì),土質(zhì)尚均勻,部分為淤泥質(zhì)粘土,高壓縮性。本層沉積正常,分布較連續(xù)。層厚6.9~9.3,層底標(biāo)高-5.9~-8.7?；疑倌噘|(zhì)粘土,流~軟塑,土質(zhì)尚均勻,部分為粘土,含云母和薄層砂,屬高壓縮性土層。本層沉積正常,分布較連續(xù)。層厚4.0~6.8,層底標(biāo)高-11.2~-13.3。灰色粘土,軟塑,夾少量片層砂,部分為粉質(zhì)粘土。含較多有機(jī)質(zhì)、泥鈣質(zhì)結(jié)核及腐植質(zhì),高壓縮性、高靈敏性土。本層連續(xù)分布。層厚7.7~9.0,層底標(biāo)高-20.1~-22.3?；揖G色粉質(zhì)粘土,可塑,含鐵錳質(zhì)氧化物,高壓縮性。本層分布不連續(xù)。層厚1.4~3.3,層底標(biāo)高-21.6~-23.9?；揖G色粘質(zhì)粉土,密實(shí),稍濕,部分夾砂質(zhì)粉土。本層分布不連續(xù)。層厚1.2~3.7,層底標(biāo)高-23.9~-26.0。暗綠色粉質(zhì)粘土,硬塑,含鐵錳質(zhì)氧化物,土質(zhì)硬,中壓縮性。本層分布不連續(xù)。層厚4.4,層底標(biāo)高-24.8。僅見(jiàn)于s3zk-1孔處。草黃色粉砂,密實(shí),稍濕,上部夾砂質(zhì)粉土。本層分布連續(xù)。層厚6.0~16.0,層底標(biāo)高-31.2~-39.9?；疑凵?密實(shí),稍濕,夾薄層粘土,部分為砂質(zhì)粉土,分布連續(xù)。層厚6.0~8.8,層底標(biāo)高-42.4~-47.4?；疑圪|(zhì)粘土,軟塑,夾少量薄層砂。高壓縮性土,分布連續(xù)。層厚0.7~4.3,層底標(biāo)高-46.7~-49.0?；疑迟|(zhì)粉土,密實(shí),稍濕,夾薄層粘土,分布連續(xù)。層厚1.5~2.7,層底標(biāo)高-49.2~-49.6?；疑圪|(zhì)粘土,可塑,夾少量粉砂。部分粘、砂互層,中~高壓縮性土。本層埋深較大,未被揭穿。綜上所述,本工程場(chǎng)地范圍內(nèi),上、中部地層土質(zhì)較軟,地層沉積尚屬正常,連續(xù)性較好;中部地層部分為非正常沉積土層;下部地層土質(zhì)較好,地層沉積尚屬正常,連續(xù)性較好[1]。2.2水文地質(zhì)本次勘察中測(cè)得各勘探點(diǎn)地下水位埋深為0.30~1.05。本工程場(chǎng)地淺部地下水屬潛水類型,受大氣降水及地表徑流補(bǔ)給,其水位動(dòng)態(tài)為氣象型。本工程場(chǎng)地中深部分布有承壓含水層:草黃色粉砂層與灰色粉砂層,水位動(dòng)態(tài)較穩(wěn)定。通過(guò)對(duì)本工程場(chǎng)地附近淺部地下水和深部地下水的水質(zhì)分析,其結(jié)果說(shuō)明本工程地下水對(duì)混凝土無(wú)腐蝕性。3圍護(hù)構(gòu)造選型與設(shè)計(jì)3.1圍護(hù)構(gòu)造選型車站基坑深為9.1~9.6,基坑寬21.2~22。本站采用明挖法施工,周圍建筑物、管線稀少,按照平安、可靠、適用、經(jīng)濟(jì)、技術(shù)先進(jìn)的原那么,本基坑工程采用s勁性水泥土攪拌樁作為圍護(hù)構(gòu)造[2]。3.2圍護(hù)構(gòu)造設(shè)計(jì)3.2.1圍護(hù)樁入土深度及基坑穩(wěn)定性檢算圍護(hù)樁的入土深度主要通過(guò)整體穩(wěn)定性、抗傾覆、抗隆起、抗?jié)B等綜合因素確定。車站圍護(hù)樁的入土比為1∶1.05。根據(jù)上海市標(biāo)準(zhǔn)?基坑工程設(shè)計(jì)規(guī)程?(db08)—61—97)及?城市軌道交通設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)?(dgj08—109—2022)的有關(guān)規(guī)定進(jìn)展檢算,車站基坑各項(xiàng)穩(wěn)定性平安系數(shù)均滿足要求。3.2.2支撐體系3.2.3地基加固與坑內(nèi)降水車站底板下土層較差(、φ指標(biāo)很低),經(jīng)計(jì)算,車站基坑坑底抗隆起不滿足要求,為解決坑底抗隆起問(wèn)題,對(duì)基坑底進(jìn)展地基加固,采用抽條注漿法加固,加固深度3,寬3,加固區(qū)間距6。基坑開(kāi)挖前20d需進(jìn)展井點(diǎn)降水,使水位位于坑底1.0以下;底板混凝土強(qiáng)度到達(dá)70%設(shè)計(jì)強(qiáng)度后撤除井點(diǎn)?；用?002范圍內(nèi)設(shè)置一個(gè)泄水孔。降水單位在基坑開(kāi)挖期間應(yīng)每天測(cè)報(bào)抽水量及基坑內(nèi)地下水位[3]。3.2.4圍護(hù)構(gòu)造計(jì)算施工階段基坑圍護(hù)樁根據(jù)各開(kāi)挖工況按豎向彈性地基梁計(jì)算。并計(jì)入圍護(hù)構(gòu)造的先期位移值以及支撐的變形,按“先變形,后支撐〞的原那么進(jìn)展構(gòu)造分析計(jì)算。根據(jù)計(jì)算結(jié)果,圍護(hù)構(gòu)造內(nèi)力及變形均滿足要求。4主體構(gòu)造設(shè)計(jì)4.1設(shè)計(jì)原那么及標(biāo)準(zhǔn)(1)土建工程使用年限按100年設(shè)計(jì),其平安等級(jí)為1級(jí);(2)本車站構(gòu)造抗震設(shè)防烈度為7度;(3)構(gòu)造耐火等級(jí)為1級(jí);(4)構(gòu)造防水等級(jí)為1級(jí);(5)構(gòu)造按最不利地下水位進(jìn)展抗浮穩(wěn)定檢算;(6)車站防迷流要嚴(yán)格按防迷流通用圖要求執(zhí)行。4.2構(gòu)造型式4.3樁基設(shè)計(jì)4.4構(gòu)造框架計(jì)算構(gòu)造設(shè)計(jì)的根本受力體系是將地面荷載、地鐵頂板及中板荷載傳給框架柱和側(cè)墻,通過(guò)構(gòu)造柱和側(cè)墻下樁基傳入持力層,以減少橫向及縱向沉降,將構(gòu)造的沉降植控制在允許范圍內(nèi)。構(gòu)造計(jì)算以8柱距的彈性地基框架作為計(jì)算單元,上下構(gòu)造共同進(jìn)展分析。如何考慮箱基與樁基的共同作用及各自承當(dāng)?shù)暮奢d怎樣進(jìn)展分配是計(jì)算中應(yīng)該考慮的重要問(wèn)題。計(jì)算中考慮箱基與樁基共同分擔(dān)荷載,以充分發(fā)揮地基承載才能。樁基的基床系數(shù)根據(jù)上海軟土層的多根鉆孔灌注樁的p-s試驗(yàn)曲線,進(jìn)展數(shù)理統(tǒng)計(jì),取k=1.0×106kn/3,底板下地基土的基床系數(shù)k=5.0×103kn/3。對(duì)于上部構(gòu)造與下部構(gòu)造的整體構(gòu)造受力分析,應(yīng)用中國(guó)建筑科學(xué)研究院構(gòu)造所的建筑構(gòu)造pkp系列軟件———tat程序和大型有限元分析計(jì)算軟件sap84進(jìn)展了計(jì)算分析。樁基承載力和地基承載力的計(jì)算采用上海市?地基根底設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)?中的相關(guān)公式進(jìn)展計(jì)算分析。將車站構(gòu)造分別按橫向、縱向彈性地基上的框架進(jìn)展計(jì)算,合理地選擇基床系數(shù)k值,可得出底板的豎向位移,并可求出橫向、縱向的差異沉降,計(jì)算結(jié)果均在1.5范圍以內(nèi)。4.5構(gòu)造構(gòu)造措施由于車站上方沿縱向地面建筑上下參差不齊,底板反力不均勻,車站可能引起較大的縱向不均勻沉降。為控制不均勻沉降,在設(shè)計(jì)中采取了如下的一些構(gòu)造構(gòu)造措施:(1)在設(shè)計(jì)計(jì)算中嚴(yán)格控制絕對(duì)沉降值,只有絕對(duì)沉降值小,才能減少差異沉降;(2)適當(dāng)增大根底底板的厚度以抵御根底底板沿縱向反力的不均勻。5結(jié)論通過(guò)對(duì)松江新城站構(gòu)造設(shè)計(jì)方案的分析以及工程理論,對(duì)于上海地鐵車站預(yù)留物業(yè)開(kāi)發(fā)條件的設(shè)計(jì),總結(jié)出以下幾點(diǎn)經(jīng)歷:(1)地鐵車站在使用階段作為上部構(gòu)造根底的一部分與樁根底共同承當(dāng)上部荷載的設(shè)計(jì)方法是可行的。(2)為滿足地鐵技術(shù)設(shè)計(jì)要求控制不均勻沉降,在設(shè)計(jì)中采用必要的構(gòu)造構(gòu)造措