浅析地铁工程中地下连续墙围护结构的计算论文 5页

　　浅析地铁工程中地下连续墙围护结构的计算论文.freelm厚。其特点是:整体性好,刚度大,对周围建筑结构的安全性影响小,防水抗渗性能良好。它不仅适用于软弱流动性能较大的土质,同时还适于多种不同情况的地质条件,但其造价高,投资大。由于其结构的防水防渗性能好,采用此结构做围护结构时,一般用坑内降水法降地下水,其降水费用相对低。土钉墙结构:是在基坑开挖过程中,将土钉置入原状土体中,并在支护面上喷射钢筋混凝土面层,通过土钉、土体和喷射的混凝土面层的共同作用形成的结构。这种结构适用于浅基坑地下水位以上或经过人工降水后的粘性土、粉土、杂填土及非松散砂土和卵石土等。其结构特点是提高土体的整体稳定性,边开挖边支护,不占用独立工期,施工安全快捷。设备简单,操作方便,造价低。五里河站由于其施工场地开阔,地下土质以砂层为主,其土质稳定性好,变形小,但此站距离浑河近地下水位高,如果采用排桩围护结构坑外降水方案降水量过大,降水费用太高,且该站地铁的标准段基坑深度为32.45m,基坑较深。故采用防水性能较好的地下连续墙围护结构较排桩结构而言能更安全合理, 降水方式为坑内降水。由于车站基坑较深,其坑上围护墙上设置了六道水平支撑杆件,以防边坡侧壁位移过大,影响主体结构的正常施工。基坑情况见图一。3地下连续墙围护结构的计算在地铁工程中,地下连续墙结构的设计是依据《建筑基坑支护技术规程》JGJ120-99国家规范来进行的。它不仅要对支护结构进行土体稳定性和墙底抗渗透稳定性验算,基坑底突涌稳定性验算,墙身的受压、受弯、受剪承载力验算,支撑构件的承载力和其稳定性验算,同时还要进行地下水位的控制计算。并应结合沈阳市的具体情况来进行。在满足规范计算的同时首先应确定墙身嵌固于基坑下的埋置深度。其次再确定墙身断面及配筋,由于五里河站围护结构为受多层水平支撑的结构。计算方法依据《建筑基坑支撑支护结构技术规程》中单质点稳定计算法和圆弧滑动简单条分法设计的。由于其方法计算繁琐,为此采用了同济启明星软件来完成的计算。此方法的基本原理为连续墙受多层水平支撑作用处于不同工况的情况下,墙身所围护的边坡土体应处于稳定状态时墙身嵌固于土内的最大深度值。本地铁工程项目中施工工序共有22种工况形式。五里河站工程概况:标准断面基坑开挖深度h=23.45m, 基坑宽度20.8m,采用厚度为800mm的地下连续墙围护结构,墙长度为41.3m,墙顶标高为0m。计算时考虑地面超载20kPa。φik内摩擦角标准值为30。计算时取一米墙宽为计算单元,下面为墙身嵌固深度的计算。3.1基坑内侧水平抗力标准值eajk依据《建筑基坑支护技术规程》第3.4.1条款进行计算3.2基坑内侧水平抗力标准值epjk依据《建筑基坑支护技术规程》第3.5.1条款进行计算3.3整体稳定性验算依据《建筑基坑支护技术规程》第4.1.1条款进行的计算,见下图2单层支点支护结构稳定性验算公式为:hp∑Epj+Tc1(hT1+hd)-1.2γ0ha∑Eai≥0式中∑Epj——墙以上基坑内侧各土层水平抗力标准值epjk的合力之和;hp——合力∑Epj作用点至墙底的距离;Tc1——支点力;hT1——支点至基坑底面的距离;hd——嵌固深度;∑Eai——墙以上基坑外侧各土层水平抗力标准值eaik的合力之和; ha——合力∑Eai作用点至墙底的距离。多层支点支护结构稳定性验算见图三:∑cikli+∑(qobi+ωi)cosθitgφik-γk∑(qobi+ωi)sinθi≥0式中cik、φik——最危险滑动面上第i土条滑动面上土层的固结不排水(快)剪粘聚力、内摩擦角标准值;li——第i土条的弧长;bi——第i土条的宽度;γk——整体稳定分项系数,应根据经验确定,当无经验时可取1.3;ωi——作用于滑裂面上第i土条的重量,本工程按20kpa土重计算;θi——第i土条弧线中点切线与水平线夹角;q0——地面荷载标准值;R——土体破坏时的破裂面半径。3.4结构支点内力计算:依据《建筑基坑支护技术规程》第4.2.3条款进行计算3.5墙身截面强度计算:应符合《混凝土结构设计规范》的有关规定进行设计通过计算并结合沈阳地区的具体情况确定五里河站围护结构的墙身的嵌固深度为17.85M。墙身的截面及配筋依据 《混凝土结构设计规范》GB50010-2002及墙身的受载状态确定。五里河站主体围护墙总高为41.35m,坑开挖深度23.45m,嵌入土内深度为17.85m,墙壁厚800mm的连续墙围护结构,计算时考虑地面超载20kPa。4结束语本文阐述了沈阳市地铁二号线五里河站主体围护结构方案的确定和其计算方法。目前地铁工程地下连续墙围护结构设计通常都采用此方法进行计算,许多工程项目都已竣工并投入了使用,阐述此文的目的希望能与从事相关工程设计的工程技术人员一起学习,共同提高工程设计的技术水平,把地铁建设做得更好。