《城市地下工程盖挖逆作法结构设计指南》培训材料课件.pptx
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1、城市地下工程盖挖逆作法结城市地下工程盖挖逆作法结构构 设计指南设计指南宣贯培训材宣贯培训材料料1指南编制历程指南编制历程32内容大纲内容大纲指南主要内容指南主要内容指南指南主要条款介绍主要条款介绍1指指南南编制历程编制历程长春长春呼和浩特呼和浩特北京北京天津天津石家庄石家庄广州广州深圳深圳武汉武汉南宁南宁长沙长沙 南昌南昌南京南京 合肥合肥 上海上海杭州杭州无锡无锡苏州苏州指南编制历程指南编制历程盖挖逆作法国内应用现状盖挖逆作法国内应用现状目前国内已有17座城市,40余座地铁车站及 大型地下综合体采用盖挖逆作法施工。城市城市采用盖挖逆采用盖挖逆作法作法施施工工程工工程北京天安门东站、动物园站、
2、 永安里站、大北窑、东湖渠站、菜市口站、中关村上海常熟路站、陕西南路站、 黄坡路站深圳下水径站、华新路站、 福田站地下交通枢纽、福民站、松岗站、老街站、 车公庙枢纽站、黄木岗站广州二宫车站、新街口站长春南广场地下交通枢纽、 平阳街站、繁荣路站呼和浩特 海亮广场站、新华广场站天津新开路站、小白楼站、津塘站、 天津站交通枢纽石家庄人民广场南京三山街站、新街口站合肥大东门站武汉洪山广场站、徐家棚站、中南路站长沙黄土岭站、黄兴广场站杭州武林广场站、文化广场站、 武林商城苏州苏州火车站无锡市民广场站南昌八一馆指南编制历程指南编制历程盖挖逆作法典型工程案例盖挖逆作法典型工程案例(北京城建设计发展集团设计项
3、目)(北京城建设计发展集团设计项目)天天 津津 小小 白白 地地 下下 广广 场场 开开 发发杭杭 州州 武武 林林 广广 场场 地地 下下 综综 合合 体体武武 汉汉 洪洪 山山 广广 场场 地地 铁铁 站站长长 春春 南南 广广 场场 地地 下下 交交 通通 枢枢 纽纽指南编制历程指南编制历程无系统性无系统性 指导标准指导标准工法成熟工法成熟 亟待推广亟待推广对国标和地标的补充 和系统的深化。编制编制 标准标准本标准作为国内第一部系统性的 盖挖逆作法结构设计技术标准,在 解决城市地下工程建设问题上具有 重要意义。城市建设城市建设 存在需求存在需求指南编制历程指南编制历程根据北京市“ 十三五
4、 ”时期城乡规划标准化工作规划( 2 0 1 6- 2020)的精神,为有效提升城市 地下工程建设的技术、安全和环境保 护水平,促进城市的健康和可持续发 展,北京市规划和自然资源委员会组 织北京城建设计发展集团股份有限公 司等单位编制了城市地下工程盖挖 逆作法结构设计指南。指南编制历程指南编制历程指南适用性设计人员项目管理 人员施工单位 技术人员高校 教学人员政府监管03040501022指指南南框架框架指南框架指南框架条款及条文条款及条文说明说明附录附录5836558365字字指南指南6504065040字字条款章节条款章节1总则2术语3盖挖逆作法技术4框架结构设计计算5中间立柱设计6中间桩
5、基础设计7结构防水8施工关键技术9风险控制与监控量测附录附录附录A 旋挖扩底桩设计及施工技术要求附录B 试桩方法66756675字字3指指南南主要条款介主要条款介绍绍第二章第二章术术语语3指南主要条款介绍指南主要条款介绍指南主要条款介绍指南主要条款介绍第二第二章章2.1术语 盖挖逆作法 半盖挖逆作法 倒边盖挖逆作法 竖向支撑体系 水平支撑体系 一柱一桩 增量法 全量法 两点定位法 机械插入法cut and cover top-down methodhalf cut and cover top-down methodinverted side cut and cover top-down met
6、hod vertical support systemhorizontal support systemsingle pile for single column foundation incremental load methodtotal load method two-point positioning mechanical insertion第三章第三章 盖挖逆作法技术盖挖逆作法技术3指南主要条款介绍指南主要条款介绍指南主要条款介绍指南主要条款介绍第三第三章章3.1基本概念3.1.1盖挖逆作法盖挖逆作法是建造浅埋地下结构的一种施施工工方方法法,即在地面或顶板以上浅基坑中修筑完地下结构顶
7、板及竖向支撑结构后,在其支护体系的保 护下,自上而下自上而下逐层开挖土体并逐层修筑地下结构的方法。施作边施作边桩桩、桩、桩基及基及中柱中柱开挖浅开挖浅基基坑、坑、施作施作顶板顶板恢复路恢复路面面、开、开挖土挖土体体施作中施作中楼楼板及板及侧侧墙墙开挖地开挖地下下二层二层土土体体施作底施作底板板及侧墙及侧墙指南主要条款介绍指南主要条款介绍第三第三章章3.1基本概念3.1.1 由由盖盖挖逆作挖逆作法法建建造造的地下的地下结结构构一一般为单般为单层层单单跨跨或多层或多层多多跨跨框框架结架结构构,由梁、板、柱及侧墙,由梁、板、柱及侧墙等等构件构件组组成。成。单层单跨地下过街通道多层单跨竖井 二层三跨地
8、铁车站单层多跨地下停车库结构两层多跨地下商业体结构指南主要条款介绍指南主要条款介绍第三第三章章3.1基本概念3.1.2半盖挖逆作半盖挖逆作法法指在顶板及其竖向支撑结构施作完成后,在其支护体系的保护下,自上自上而而下下逐层开挖基坑并及时架设内部临时钢支撑或锚索,至基坑底设计标高后,再自自下而下而上上逐层顺作结构。半盖挖逆作法示意指南主要条款介绍指南主要条款介绍第三第三章章3.1基本概念3.1.3由于场地条场地条件件的的限限制制或道道路路交交通通导改导改的要求,盖挖逆作法顶板以上浅基坑不能一次全面开挖、顶板结构无法一次完成,可将顶板结构进行分分 幅施工幅施工,根据需要分两次或多次,相应的顶板以上浅
9、基坑随顶板分幅情况 进行基坑围护和土体开挖。倒边盖挖逆作法示意指南主要条款介绍指南主要条款介绍第三第三章章3.1基本概念3.1.4对于超大面积或超深基坑的地下商业综合体、地下停车库等工程,为了节省工期和造价,根据工程地质和水文地质条件、环境情况,可采用 基坑周边环板框架结构框架结构逆逆作作与中中心岛心岛结结构明构明挖挖顺作顺作相结合的建造方案。基坑周边环板框架结构逆作与中心岛结构明挖顺作相结合方案示意指南主要条款介绍指南主要条款介绍第三第三章章3.1基本概念基坑周边环板框架结构逆作与中心岛结构明挖顺作相结合工程实例指南主要条款介绍指南主要条款介绍第三第三章章3.1基本概念3.1.5当高层建筑地
10、下室采用盖挖逆作法施工时,为了节约工节约工期期,可在地下室顶板结构完成后,地地上、上、地地下结下结构构同步同步施施工工。高层建筑地上、地下结构同步施工方案示意指南主要条款介绍指南主要条款介绍第三第三章章3.1基本概念3.1.6盖挖逆作法施工过程的承承载体系载体系由两部分组成,一是水平水平 支撑体支撑体系系,主要由主体结构的各 层结构板组成,基坑开挖过程中 用于支撑基坑支护结构以抵抗侧 向水土压力的作用;二是竖竖向支向支 撑体系撑体系,由主体结构外围的基坑 支护结构和中间立柱及柱下基础 组成,其主要承受结构底板封闭 前全部的竖向荷载作用。竖向支撑体系及水平支撑体系示意指南主要条款介绍指南主要条款
11、介绍第三第三章章3.1基本概念3.1.9 中间立柱支撑系统的设置可有以下三种方法:全部采用永久立柱全部采用临时立柱永久立柱+临时立柱指南主要条款介绍指南主要条款介绍第三第三章章2.特点和适用性1.盖挖逆作法适用于建造各种各种规规模模大小的城市轨道交通工程车站及区间结构、地下商业及综合开发体、高层建筑地下室、地下停车库、地下过街道、地下民防工事等多种地地下民下民用用和工和工业业设施设施。2.盖挖逆作法适用于各种工程地质和水文地质条件,尤其地地层层软软弱弱、地下水丰富地下水丰富、施工风险施工风险较较大大时,盖挖逆作法优势明显。天津小白地下广场开发杭州武林广场地下综合体指南主要条款介绍指南主要条款介
12、绍第三第三章章3.2 特点和适用性3.2.3盖挖逆作法在短时间内即可恢恢复复路面路面,有利于城市道路的交交通疏通疏解解;在施工场地困难地段,先期完成的顶顶板板结构或路面均可作为施施工工场场地地使用。顶板顶板指南主要条款介绍指南主要条款介绍第三第三章章3.2 特点和适用性3.2.4盖挖逆作法是在顶顶板结构板结构的的保保护护下下暗挖下部土方并施作地下结构,封闭性好,施工期间的噪声和粉尘污染可有效控制,绿绿色色、环环保保;同时,施工不受雨雪等不良天气的影响,也利于严寒地区采取冬季施冬季施工工保护措施。指南主要条款介绍指南主要条款介绍第三第三章章3.2 特点和适用性3.2.5 盖挖逆作法基坑开挖过程是
13、利用永永久主体久主体结结构构的顶板、各层楼板及底板作为基坑内的水水平平支支撑撑结构,相对于临时钢支撑或锚索等柔性支撑而 言,结构板的支撑刚支撑刚度度大大,同等条件下盖挖逆作法引起的地面地面沉沉降降值值小于 明挖顺作法,有利于基坑周边环境的变形控制和安全风险控制。盖挖逆作法明挖顺作法指南主要条款介绍指南主要条款介绍第三第三章章3.2 特点和适用性3.2.6 对于大型的地下商场、停车库等多层多跨地下建筑物,采用盖挖逆作法,主体结构板可替代明挖顺作法的现浇钢筋混凝土内支撑,减少减少了施工工序和工程废弃了施工工序和工程废弃物物,有效节约节约投投资资,并极大提提高施高施工工安全安全性性。指南主要条款介绍
14、指南主要条款介绍第三第三章章3.3 结构型式的选择3.3.1 盖挖逆作法修建的地下主体结构应根据工程工程特特性性和规规模大模大小小,可采用箱型平面框架结箱型平面框架结构构,如地铁车站和区间、人行通道、综合管廊等长条形地下工程;也可采用双向梁柱式或无梁楼盖式空空间框间框架架结构结构,如地下商场和停车库等大型地下工程。箱型平面框架结构空间框架结构双向梁指南主要条款介绍指南主要条款介绍第三第三章章3.3 结构型式的选择3.3.2 采用盖挖逆作法施工的基坑支护宜采用桩、桩、墙墙式结式结构构,根据工程地工程地质质和水文地水文地质质条件、基基坑坑环环境境情况,可选择钻钻孔灌孔灌注注桩桩、钻钻孔咬孔咬合合桩
15、桩、地下连续墙地下连续墙等型式,支护结构型式的选择应进行技术经济比选。钻孔灌注桩钻孔咬合桩地下连续墙指南主要条款介绍指南主要条款介绍第三第三章章3.3结构型式的选择3.3.3位于岩石地岩石地层层的盖挖逆作法工程,基坑支护结构主要包括两种形式,一是全岩体情况,基坑侧壁可采用喷锚支护形式;二是半岩半土情况,可采用上桩下锚的组合支护形式,即所谓的吊脚桩支护形式。全岩体地层盖挖逆作法结构示意半岩半土地层盖挖逆作法结构示意指南主要条款介绍指南主要条款介绍第三第三章章3.3结构型式的选择3.3.4 当基坑采用桩、墙式支护结构桩、墙式支护结构时,支护结构与主体结构侧墙组合可形成复合墙结构复合墙结构,支护结构
16、与主体侧墙之间密贴,贴合面间亦可设置 防水隔离层,只能传递只能传递法法向压向压力力,不,不能能传递传递剪剪力和力和弯弯矩矩。当基坑支护结 构采用地下连续墙地下连续墙时,地下连续墙与主体结构侧墙组合也可形成叠叠合墙合墙 结构结构,叠合面应通过设置拉结筋、抗剪块、或表面凿毛等工程措施,以 满足叠合面抗剪抗剪能力要求。(1)复合墙(2)叠合墙(3)单一墙 支护结构与主体结构侧墙组合型式示意指南主要条款介绍指南主要条款介绍第三第三章章3.4设计与施工关键技术3.4.1 盖挖逆作法地下结构的受力分析应考虑结构结构的的实实际受际受 力状况力状况,根据施工和使用期间 荷载和结构的变化情况,将结 构受力过程分
17、解成若干个相对 独立的工况,反映结构结构变变形和形和 应力状态的继承性应力状态的继承性,反映地层地层 与结构的相互作用与结构的相互作用及土土体体的非的非 线性特性线性特性,应采用增量增量法法进行 计算。指南主要条款介绍指南主要条款介绍第三第三章章3.4设计与施工关键技术 增量法一种结构设计计算方法。 对于每一个计算工况即每一个 施工步骤或受力阶段,只计算 由于荷载增量(或荷载变化)引 起的结构内力和变形的增量, 这个工况完成后结构的实际内 力和变形,应是前面各工况荷 载增量引起的结构内力和变形 的叠加。第四章第四章 框架结构设计计算框架结构设计计算3指南主要条款介绍指南主要条款介绍指南主要条款
18、介绍指南主要条款介绍第四第四章章4.1 一般规定一般规定4.1.3 设计计算应包括下列内容:1、基坑围基坑围护护设计计设计计算算,应包括支护结构承载能力、基坑稳定性、嵌固能 力、地下水渗流等承载能力极限状态和支护结构水平位移、支护结构竖向 沉降及地面沉降等正常使用极限状态的计算和验算。2 、整体框架结构整体框架结构施工期间和使用期间各种工况下的荷载作用效应分析。3、 按承载承载能能力极限状力极限状态态和正常使用极正常使用极限限状状态态分别进行荷载效应组合,取 各自的最不利组合进行框架结构的极限状态设计,满足结构强强度度、刚刚度度、 稳定性稳定性及裂缝宽度裂缝宽度要求。指南主要条款介绍指南主要条
19、款介绍第四第四章章4.1一般规定一般规定4.1.8 盖挖逆作法施施工期工期间工况间工况应计及从顶板以上浅基坑开挖,至底板结 构施工完成且地下水恢复的各个阶段;使用使用期期间间应考虑长期使用过程各种 荷载作用的变化分别进行荷载效应计算,并应分别考虑施工期间工况的继 承性,使用期间荷载作用变化应包括水土压力作用变化及地震荷载作用和 人防荷载作用。指南主要条款介绍指南主要条款介绍第四第四章章4.1一般规定一般规定4.1.9 复合墙复合墙式框架结构计算时宜满足以下要求:1、考虑支支护护结构结构与主体主体结结构侧构侧墙墙的相相互互作用作用,贴合面之间采用压杆单元进行 模拟,可通过使压杆单元失效或激活模拟
20、受力过程。2 、施工期间和使用期间侧向土压力侧向土压力应由支护结构和主体结构侧墙共共同同承担承担。3、施工期间水压力水压力应由支护结构承担,使用期间水水压压力力应由主体结构侧墙承 担。4、施工期施工期间间支护结构抗抗弯弯刚刚度度应按100%设计,使使用用期期间间的抗弯抗弯刚刚度度,地下 连续墙宜按70%设计、钻孔灌注桩或钻孔咬合桩宜按50%设计。5、支护结支护结构构应仅按荷载效应的基本组基本组合合进行承载能承载能力力极限状极限状态态设计,且不考 虑耐久性设计要求。当支当支护护结结构兼作使用期间主体结构的抗浮抗浮措施时,还应 进行抗拔承抗拔承载载力力和抗拉裂抗拉裂缝缝宽宽度度验算,并尚应满足耐耐
21、久久性性设计及相关构造要 求。指南主要条款介绍指南主要条款介绍第四第四章章4.1一般规定一般规定4.1.10 叠合墙叠合墙式框架结构体系计算时宜满足以下要求:1、叠合面叠合面应通过设置拉接筋、抗剪块、或表面凿毛等工程措施,满足叠合 面抗剪抗剪能力要求。2 、支护结支护结构构与主体结构主体结构侧侧墙墙应考虑成整整体受体受力力构件,通过改变单元截面厚度参数模拟施工受力过程。3 、施工期间和使用期间支护结支护结构构与主主体体结构结构共同承担地下地下水水、土土压力压力作用4、 施工期间和使用期间支护结支护结构构均宜按100%刚刚度度设计。5 、支护结支护结构构在与主主体体结结构构侧侧墙墙叠叠合前合前的
22、施工工况,应仅按荷载效应的基本 组合进行承载能力极限状态计算;叠叠合合后后的整体侧墙以及其它主体结构应按 承载能力极限状态和正常使用极限状态分别进行荷载效应组合,并取各自的 最不利组合进行各构件的设计计算。当支护结构兼作使用期间主体结构的抗抗 浮措施浮措施时,尚应进行抗拔承载力和抗拉裂缝宽度验算。指南主要条款介绍指南主要条款介绍第四第四章章指南主要条款介绍指南主要条款介绍第四第四章章4.3基坑围护结构设计计算4.3.1、基坑围护设计计算内容及目的应满足以下要求:1、 桩墙支护结构应根据设定的开开挖挖工工况况和施施工工顺顺序序按竖向弹性地基梁模 型逐阶段进行内力内力和变变形形分析,并应满足基坑变
23、形控制标准要求。2、 应根据工程地工程地质质和水水文地质文地质条件进行必要的基坑稳定性稳定性验算,并应满 足基坑稳定性要求。3、 应结合基坑嵌嵌固固稳稳定定性性验算、支护结构竖竖向向承承载载能力能力及沉沉降降变变形形要求 确定支护结构的嵌固深嵌固深度度。4 、 在以上设计计算的基础上根据当当地地经经验验并结合工工程类程类比比初步确定支护结构的设计参数设计参数,并仅可作为框架结构整体计算模型的构件参数。指南主要条款介绍指南主要条款介绍第四第四章章4.3基坑围护结构设计计算4.3.4基坑围护采用弹性支点进行分析时,主主体结体结构构板板作为水平支撑系统,其支撑刚度支撑刚度应按钢筋混凝土结构考虑,且不
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