华东地区地铁深基坑施工技术课件.ppt
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1、1、施工方法选择影响因素、施工方法选择影响因素工程地质、水文地质工程地质、水文地质地面交通是否允许疏解(城市主干道)地面交通是否允许疏解(城市主干道)地面是否有保护文物地面是否有保护文物地铁结构周边建筑群(地下降水)地铁结构周边建筑群(地下降水)地下管线种类和埋深地下管线种类和埋深2、施工方法决策与建筑、结构的关系、施工方法决策与建筑、结构的关系近近20年余年来地铁工程实践经验,地铁车年余年来地铁工程实践经验,地铁车站设计往往受施工条件的制约决定了车站站设计往往受施工条件的制约决定了车站结构类型和建筑布置!结构类型和建筑布置!3、常见明挖地铁车站类型、常见明挖地铁车站类型根据线网布置要求:标准
2、站、换乘站、带配线车站 根据结构形式:无柱车站、单柱车站、双柱车站等根据盾构区间工筹要求:盾构吊进(出)站、盾构通过站 根据站台形式:岛式站台车站、侧式站台车站4、施工期间交通组织方案、施工期间交通组织方案a.施工部分占道、但满足交通疏解需要。b.封闭道路(断道施工),区域局部交通绕行。c.全盖挖施工。d.半盖挖施工。(车站纵向疏解 )e.局部悬挑钢筋混凝土板。f.跨路口便桥(跨车站横向疏解)铺盖法明挖顺筑车站施工(南京地铁二号线上海路站)期间交通组织方案案例5、施工期间管线迁改方案施工期间管线迁改方案车站结构范围内管线必须迁改。结构范围外的纵向管线临时迁改,车站顶板覆土时原位恢复。横跨车站管
3、线根据管线性质、材质、管径直接悬吊保护或置换钢管后悬吊保护。如有条件应尽可能把所有管线移出施工区域 ,不留安全隐患。基坑围护结构设计a.充分了解掌握地勘资料及周边建筑的结构形式、基础形式、建设时间b.选择合理的围护结构方案(含止水帷幕方案)C.合理进行内支撑系统布置d.根据基坑土体渗透性及地下水的性质,设计合理的降水方案e.详细进行围护结构及支撑体系计算,调整设计f.必要的地基加固设计g.抗浮设计基坑围护结构设计B、钻孔桩(旋挖钻机)施工C、人工挖孔桩施工D、套管咬合桩施工E、SMW工法桩施工必要的地基加固深基坑工程地基加固的目的:很少是因为承载力不足需要加固(出入段线口部会有需要提高复合地基
4、承载力需要)防止软土基底土体开挖时隆起,结构回筑阶段再压缩引起的沉降有利于围护结构被动区土体稳定,增加基坑安全性。在特殊情况下用于封闭承压水水头(不允许抽排承压水情况下)液化等级中等及以上液化土层处理基坑深工程地基加固的方式:如承载力不足需要,应根据计算确定桩间距封闭地下水应采用满堂咬合加固,加固深度计算确定。其他情况采用抽条加固,加固深度为4米左右,加固体抽条宽度3米左右。采用的加固方式:建议多采用三轴深层搅拌桩加固3、基坑降水方案(1)、基坑土方需在降水后进行开挖,基坑降水方案是否合理直接影响工程的成败,不合理的降水方案会引起严重后果。基坑降水方式分为轻型井点、喷射井点、管井井点、电渗井点
5、等,目前在地铁工程深基坑降水主要采用管井降水。(2)、降水管井分为疏干井和减压井两种类型 疏干井疏干基坑开挖深度范围内地下水,保证开挖面施工作业,减压井降低坑内地下水承压性,防止发生突涌现象,保证基坑顺利开挖。根据工程需要,有时会在基坑周围布设回灌井,以控制因降水引起的地表沉降。降水井的数量与间距根据计算确定,坑内水位要降到基坑底面下0.51.0米。减压井降低承压水水头的高度要通过基坑底土体抗突涌验算确定,过度降低承压水水头会对周边建筑产生不良影响。(3)、坑外降水坑外降水一、坑外降水简述坑外降水简述二、杭州庆春路过江隧道江南出口降水三、南京地铁号线向兴路站(奥体东站)坑 外降水 在城市的深基
6、坑工程,特别在建筑密集区的深基坑工程,应采用坑内降水。若在郊区,在周边环境允许的地方,应优先选用坑外降水。允许坑外降水的首要条件就是基坑周边的环境,即基坑周边无重要建筑物及重要管线,降水对非重要建筑物也不会造成大的影响。根据成功实践,在下列工程成功进行坑外降水:坑外降水的优坑外降水的优缺点:点:a、施工方便、施工方便:坑外降水给坑内土方开挖带来很大的便利,给坑内的结构施工提供了很大的方便;同时对降水井的保护和运行管理也更安全和方便了,从而更好地保证了基坑降水的安全性。b、大大减小基坑外围护结构的侧压力:、大大减小基坑外围护结构的侧压力:坑外降水使基坑水土合算的侧压力变为没有水压的单一土体的侧压
7、力,当坑外降水水位降到底板以下时,其坑外的水压力将为零,将围护结构的坑外压力减小一半;从而可以减少基坑支撑的使用量,减少换撑次数。c、放坡开挖更节省:、放坡开挖更节省:在场地条件及地质条件允许的情况下,采取基坑大放坡,结合坑外降水,将可以大大节省费用和工期。d、缺点:对周边环境的影响大,造成较大的地面沉降一、杭州庆春路过江隧道江南出口降水二、南京地铁号线向兴路站(奥体东站)坑外降水基坑外降水案例基坑外降水案例n 杭州庆春路过江隧道江南出口位于钱塘江的南岸,距离钱塘江约200m左右,周边场地空旷,是一些农田和鱼塘,没有建筑物及地下管线。因此,选择了坑外大放坡降水。上部降粉土含水层潜水,下部降卵砾
8、石含水层承压水。杭州庆春路过江隧道江南出口降水n 该工程开挖面积约62000m2,明挖段主道开挖深度1722m,长约310m;匝道段开挖深度017m,长度两边分别为310m和280m。杭州庆春路过江隧道江南出口降水工程概况工程概况杭州庆春路过江隧道江南出口降水工程概况工程概况A-A放坡开挖横剖面图杭州庆春路过江隧道江南出口降水工程概况工程概况B-B放坡开挖横剖面图杭州庆春路过江隧道江南出口降水地层情况地层情况BZ01BZ04段地层剖面图上部18m为粉土,1832m为淤泥质粉质粘土,3242m为粉细砂,4262m为卵砾石层。n 根据地下水的埋藏条件及水力特征,地下水分为潜水和承压水两种类型。n
9、1、上层潜水主要为-2层粉质粘土以上的粉砂夹粉土层、砂质粉土层以及素填土,以-2层粉质粘土为潜水含水层底板,总厚度为18m。地下水位接近地表,按埋深1.00m来计算。渗透系数1.5m/d;n 2、承压水主要赋存于下部、层砂砾层中,上覆、层粘性土是隔水顶板,水位埋深8m。渗透系数75m/d。n 该工程降水须对上部潜水进行疏干和对下部承压水进行降压。杭州庆春路过江隧道江南出口降水水文地质条件水文地质条件杭州庆春路过江隧道江南出口降水降水井的布置降水井的布置疏干井数量降水设计值及实际值部分参数对照表杭州庆春路过江隧道江南出口降水降水井的布置降水井的布置疏干井布置降水设计值及实际值部分参数对照表杭州庆
10、春路过江隧道江南出口降水降水井的布置降水井的布置疏干井布置第一段疏干井横剖面位置图杭州庆春路过江隧道江南出口降水降水井的布置降水井的布置疏干井布置第二段疏干井横剖面位置图 庆春路隧道周边环境简单,没有建筑物,本次降水采取坑外降水,方案设计时所有相关参数均取自抽水试验所得结果,采用大井法计算其涌水量:杭州庆春路过江隧道江南出口降水降水井的布置降水井的布置降压井数量drRrKMSQ/m35.647910log73.2降水设计值及实际值部分参数对照表基坑局部采用钢支撑,降压井布置在钢支撑外侧,为典型的坑外降水:杭州庆春路过江隧道江南出口降水降水井的布置降水井的布置降压井平面布置图降压井平面布置图杭州
11、庆春路过江隧道江南出口降水降水井的布置降水井的布置基坑局部采用钢支撑,降压井布置在钢支撑外侧,为典型的坑外降水:降压井在基坑横剖面上的位置示意图n疏干井深均为22m,外围井上部12m以上为钢管,下部为无砂混凝土管;内部井和靠近围护桩附近的井15m以上为钢管,下部为无砂混凝土管。采用钢管就是可以在适当的时候采取真空抽水。泥孔径600mm,无砂管的内径为300mm,外径360mm,外包两层80目的尼龙滤网,底部封死,钢管直径273mm。n降压井井深为48m,泥孔径700mm,井管为外径360mm、内径300mm的钢筋混凝土管,3236m滤料为中粗砂滤料,3648m滤料为卵砾石滤料(地层分别为粉细砂
12、层和圆砾层,所选择滤料不一样)3228m为粘土球止水,其上为粘土止水;杭州庆春路过江隧道江南出口降水降水井结构降水井结构 承压水:根据上述降水井布置方式,坑内最大降深达到12m(设计水位降深为11m),水位降深满足基坑安全要求。承压水水位降深等值线图详见图:疏干井:降水满足基坑开挖;杭州庆春路过江隧道江南出口降水降水效果降水效果承压水水位实际降深等值线图杭州庆春路过江隧道江南出口降水现场施工效果图现场施工效果图 本工程项目采用坑外降水是成功的:场地周边无建筑物及重要地下管线,采用坑外降水的方式无环境影响,使坑内作业更加简便;节省了原设计方案中的围护结构止水帷幕的费用,工期缩短2个月以上,经济效
13、益和社会效益十分明显。杭州庆春路过江隧道江南出口降水小小 结结二、南京地铁二号线向兴路站(奥体东站)坑外降水坑外降水坑外降水 工程所处位置环境较为单一,周围楼房均在在建中。车站西侧为奥林匹克体育中心建筑群,东北侧为规划广场,毗邻商业区东南侧为在建的38层联强国际大厦。是一个车站和地下商场相连并组合的市政重点工程。向心路站坑外降水周边环境周边环境 向兴路站车站A区基坑标准段深约16.5m,两端盾构井基坑深约17.2m,车站基坑长约192.1m,宽约21.3m(盾构井25.1m);商业区基坑深约9.5m,宽约48.9m。地面标高取+8m。基坑四周用SMW工法围护,车站A区围护结构29.8m,商场围
14、护结构17m。向心路站坑外降水工程概况工程概况(1)地下水类型:场地地下水为潜水和微承压水;(2)地下水位:水位高程约在+7.50m,埋深0.5m;(3)地基土的渗透性:-2b4层淤泥质粉质粘土层为微透水不透水层,为相对隔水层;-3d3、-3d2、-4d1、-5d1、-6d1层为弱透水透水层,综合厚度达54.20m。(4)地下水的腐蚀性评价:地下水对砼结构和钢筋砼结构中钢筋不具腐蚀性。(5)地下水不良作用:主要表现为潜蚀、流砂等现象。向心路站坑外降水水文地质条件水文地质条件向心路站坑外降水降水井的布置降水井的布置 降水井内径400mm,外径500mm,泥孔径800mm,井深车站30m,商业区2
15、0m;井管为混凝土管,其中花管为混凝土无砂管;滤料为直径0.152.5mm的沙砾混合滤料,见降水井结构图。向心路站坑外降水降水井的结构降水井的结构n 施工时先施工商业C区再施工车站A区,降水设计将A、C基坑分别独立考虑。向心路站坑外降水降水井的布置降水井的布置 降水15天后,基坑水位降低至基底面以下1.0m,车站基坑内最大水位降深达到18m(设计水位降深为18m),商业区水位降深11m(设计水位降深10m),水位降深满足基坑安全要求。向心路站坑外降水降水效果降水效果车站A区地下水位实际降深等值线图 降水15天后,基坑水位降低至基底面以下1.0m,车站基坑内最大水位降深达到18m(设计水位降深为
16、18m),商业区水位降深11m(设计水位降深10m),水位降深满足基坑安全要求。向心路站坑外降水降水效果降水效果商业C区地下水位实际降深等值线图n 基坑降水有可能引起基坑周边地面沉降,为充分认识其影响程度,对降水引起的最大沉降量进行了计算:n 上部粘性地面沉降量n 下部砂性土地面沉降n 地面总沉降量:向心路站坑外降水沉降分析沉降分析土层固结土层固结cmeHPSiiii7.8)184.11(201.039732.0)913.01(201.066447.0101cmmEHPS6.3036.0408.222901.0182cmSSS3.126.37.821总向心路站坑外降水沉降分析沉降分析沉降监测结
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