【正文】 。最后對結(jié)構(gòu)的防水進(jìn)行設(shè)計(jì) ， 完成 寧波軌道交通一號線望春站 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。因城市軌道交通系統(tǒng)與人們?nèi)粘３鲂猩蠲芮邢嚓P(guān)，所以軌道交通的設(shè)計(jì)施工應(yīng)按照車站設(shè)計(jì)符合城市總體規(guī)劃，并與車站所在區(qū)域的城市規(guī)劃相互協(xié)調(diào)，以人為本，以滿足客流要求、乘降安全、疏導(dǎo)迅速、環(huán)境舒適、布置緊湊、便于管理的基本功能要求。根據(jù)城市軌 道交通線路與地面之間關(guān)系可分為地下工程、地面工程和高架工程，武漢市三號線體育中心南站為地下車站，而地下車站橫斷面類型主要有矩形、拱形和圓形等形式。 本次課程設(shè)計(jì)將以寧波地鐵車站為背景， 通過 分析提供的車站地質(zhì)資料（包括工程地質(zhì)、水文地質(zhì)、工程周邊建筑物及管線等環(huán)境）、車站平面圖、剖面圖的基礎(chǔ)上進(jìn)行設(shè)計(jì)。 隨著軌道交通的日益普及，有關(guān)方面的研究也進(jìn)一步加深。地鐵車站在設(shè)計(jì)時(shí)要受到各種既有條件的限制而選擇不同的方案。明挖法具有施工方便、施工速度快、施工質(zhì)量容易保證等優(yōu)點(diǎn)；但當(dāng)對地面交通和地下管線的干擾過大而采用明挖法不可行時(shí)或在車站埋深較大、地質(zhì)條件較好時(shí)常采用蓋挖方案；在明挖和蓋挖方案均受到限制時(shí)，充分利用現(xiàn)場的邊界條件采用明挖、蓋挖相結(jié)合的設(shè)計(jì)方案有時(shí)也能取得意料不到的效果。 《 城市軌道交通結(jié)構(gòu)工程》課程設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)說明書 作者： 101300 畢宗琦 7 工程概況 寧波軌道交通 1 號線為東西向的基本骨干線，由主線和東延伸線組成，連接了城市西部的工業(yè)園區(qū)，通過高橋地區(qū)、望春橋地區(qū)、汽車西站、大卿橋、西門口居住區(qū)，天一廣場三江口商業(yè)中心，東部新城中心區(qū)、北侖中心區(qū)等大型客流集散點(diǎn)。望春站位于 海曙區(qū) 機(jī)場路西側(cè)，望春橋北面，望春路南側(cè)綠帶內(nèi)。風(fēng)道、出入口采用明挖法施工，圍護(hù)結(jié)構(gòu)采用 SMW 工法樁。車站南側(cè)為密集的 1~3 層民房，小店鋪林立，北側(cè)以民房和多層廠房。設(shè) 4 個(gè)出入口， 2 個(gè)風(fēng)亭。望春橋位于西郊西塘河與中塘河的合流處，淺基礎(chǔ)，是寧波僅存的石拱橋 。由于望春站位于寧波西大門，且望春路經(jīng)過多次改造 ， 地下障礙物較多，主要為建筑物老基礎(chǔ)，老基礎(chǔ)分布復(fù)雜，設(shè)計(jì)、施工時(shí)應(yīng)充分重視。該層場地均有分布，土質(zhì)不均，厚度為 ~ ，平均 。該層場地內(nèi)均有分布，層位穩(wěn)定，物理力學(xué)性質(zhì)差，具高壓縮性，頂板標(biāo)高 ~， 厚度 ~ 。該層場地內(nèi)局部分布，層位穩(wěn)定，物理力學(xué)性質(zhì)差，具高壓縮性，頂板標(biāo)高 ~ m，層厚 ~。 （ 7）③ 2 層：粉質(zhì)粘土（ almQ14） 《 城市軌道交通結(jié)構(gòu)工程》課程設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)說明書 作者： 101300 畢宗琦 10 灰色，流塑，厚層狀構(gòu)造，粘塑性中等，性質(zhì)不均勻，夾粉土團(tuán)塊較多，韌性中等，干強(qiáng)度中等，無搖震反應(yīng)。該層場地均有分布，物理力學(xué)性質(zhì)差，具高壓縮性，頂板標(biāo)高 ~ m，層厚 ~。 （ 10）⑤ 1 層：粘土（ allQ23） 灰綠色、灰黃色，可塑，局部硬塑，厚層狀構(gòu)造，含鐵錳質(zhì)結(jié)核，韌性高，干強(qiáng)度高，無搖震反應(yīng)，巖性以粘土為主，局部為粉質(zhì)粘土。 （ 12）⑤ 2 層：粉質(zhì)粘土（ allQ23） 灰黃色，可塑，局部軟塑，一般上段厚層狀，下段薄層狀構(gòu)造，薄層厚 2~6mm，層間夾粉土薄膜， 含鐵錳質(zhì)結(jié)核，韌性中等，干強(qiáng)度中等，無搖震反應(yīng)。該層場地基本均有分布，物 理力學(xué)性質(zhì)一般，具中偏高壓縮性，頂板標(biāo)高 ~，層厚 ~。 （ 15）⑥ 3 層：粉質(zhì)粘土（ mQ23） 灰色，軟塑 ~可塑，薄層狀構(gòu)造，層厚 2~6mm，局部層面附粉土，部份地段下部為厚層狀，粘塑性一般，韌性中等，干強(qiáng)度中等，無搖震反應(yīng)。粉粒含量較高，局部地段相變?yōu)楹承酝练凵埃á?1T）該層場地大部份地段有分布，物理力學(xué)性質(zhì)較好，具中等壓縮性，頂板標(biāo)高~，層厚一般 ~ 。該層分布零星，物理力學(xué)性質(zhì)好，實(shí)測標(biāo)貫平均擊數(shù)為 30 擊，頂板標(biāo)高 ~，層厚 ~。該層場地均有分布，層位穩(wěn)定，物理力學(xué)性質(zhì)好，中等壓縮性，層頂標(biāo)高 — ~，揭露最大層厚 ，大部分鉆孔未揭露。 《 城市軌道交通結(jié)構(gòu)工程》課程設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)說明書 作者： 101300 畢宗琦 13 土層編號 巖性名稱 層厚（ m） 天然重度 γ（ kN/m3） 靜止側(cè)壓力系數(shù) K0 內(nèi)摩擦角 φ（ 176。表部填土富水性和透水性均較好，水量較大；淺層粘土和淤泥質(zhì)土富水性、透 水性均差，滲透系數(shù)為 106? ~ 107?cm/s 之間，水量貧乏，單井出水量小于5m3/d。 根據(jù)本區(qū)鉆探及附近水文地質(zhì)孔資料，擬建場地埋藏分布有二層孔隙承壓含水層，分別為第 I 含水層組（ Q3）和第 II 含水層組（ Q2）。 Ca 型為主。 Na 型和 Cl根據(jù)土壤電阻率測試成果判定，土壤對鋼結(jié)構(gòu)具強(qiáng)腐蝕性，需采取相應(yīng)的防腐措施。車站東端采用盾構(gòu)法施工 。風(fēng)道、出入口采用明挖法施工，圍護(hù)結(jié)構(gòu)采用 SMW 工法樁。該車站覆土較淺，因此帶來抗浮不夠的問題，建議將車站埋深適當(dāng)加大從而節(jié)省造價(jià)。 2. 地下結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)使用年限按如下原則確定： a. 主要構(gòu)件的設(shè)計(jì)使用年限為 100 年，包括構(gòu)成主體框架的結(jié)構(gòu)頂、底板和各層樓板、側(cè)墻、框架梁、框架柱等； b. 支護(hù)結(jié)構(gòu)構(gòu)件作為永久構(gòu)件的一部分，在考慮剛度、強(qiáng)度折減的基礎(chǔ)上，其設(shè) 計(jì)使用年限為 100 年； c. 其它內(nèi)部構(gòu)件的設(shè)計(jì)使用年限為 50 年，包括自成結(jié)構(gòu)體系的站臺(tái)板、樓梯及其梁、柱、墻等。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)盡量減少施工中和建成后對環(huán)境造成的不利影響，并應(yīng)考慮城市規(guī)劃引起的周圍環(huán)境的改變對地下結(jié)構(gòu)的影響。 7. 地下結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)按最不利情況進(jìn)行抗浮穩(wěn)定驗(yàn)算。 9. 當(dāng)?shù)孛娼煌ň哂锌煞至骰蛐拗R時(shí)道路的條件，且地下管線懸吊及改遷費(fèi)用不高時(shí)，宜優(yōu)先采用明挖法施做地下結(jié)構(gòu)，盡可能把施工中的支護(hù)結(jié)構(gòu)作為主體結(jié)構(gòu)的一部分加以利用。 13. 寧波地區(qū)抗震設(shè)防烈度為 6 度。當(dāng)與既有地下結(jié)構(gòu)連通時(shí)，尚應(yīng)保證不降低既有結(jié)構(gòu)的設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)。 地鐵結(jié)構(gòu)安全等級為一級。 防水 等級：車站Ⅰ級，區(qū)間Ⅱ級。 設(shè)計(jì)思路 、開挖深度、周邊環(huán)境等確定基坑安全等級和環(huán)境保護(hù)等級。確定適合的圍護(hù)結(jié)構(gòu)形式和圍護(hù)結(jié)構(gòu)插入比，確定支撐加撐位置。 sap 計(jì)算得到最大應(yīng)力，以此進(jìn)行地下連續(xù)墻 以及鉆孔灌注樁 配筋。 寧波地鐵一號線望春 站的整個(gè)結(jié)構(gòu)部分設(shè)計(jì)。應(yīng)根據(jù)基坑保護(hù)等級和變形允許值提出監(jiān)測要求。 斷面選擇 車站 兩個(gè) 端頭井、標(biāo)準(zhǔn)段基坑開挖深度及開挖寬度不一致， 按照課程設(shè)計(jì)要求，本小組選擇基坑標(biāo)準(zhǔn)段斷面作為典型斷面，如圖 3 32，及表 32。 圍護(hù)結(jié)構(gòu)選型 寧波地區(qū)地下水位較高，適宜的圍護(hù)結(jié)構(gòu)類型有放坡開挖法、水泥土重力式擋墻法、 SMW 工法、鉆孔灌注樁 + 止水帷幕、鉆孔咬合樁、地下連續(xù)墻等。適用于土質(zhì)較好，開挖深度小，施工場地開闊的場所。缺點(diǎn)是：基坑越深，加固寬度越大，單位造價(jià)提高顯著。鉆孔灌注樁對于一般粘性土、填土、淤泥質(zhì)土及砂土等，穿越方便，成孔效果較 好。該方法的優(yōu)點(diǎn)是：施工速度快，每臺(tái)機(jī)械每日施工的平面長度可達(dá) 10～ 13m ；工期約為地下連續(xù)墻的一半；施工質(zhì)量易保證、造價(jià)較低；沿墻體無接縫，止水效果好；無泥漿污染，廢土外運(yùn)量只有連續(xù)墻工法的1/5 左右。由于其樁心相交咬合，與傳統(tǒng)樁心相切樁相比，防水效果良好，節(jié)約投資顯著。地下連續(xù)墻的優(yōu)點(diǎn)： 施工時(shí)振動(dòng)少、噪聲低，可減少對周圍環(huán)境的影響，能緊鄰建筑物和地下管線施工； 地下連續(xù)墻剛度大、整體性好、變形相對較小，可用于深基坑；施工時(shí)處理好接頭部位，能有較好的抗?jié)B止水作用；如采用逆作法施工，地下連續(xù)墻可做主體結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)兩墻合一。地下連續(xù)墻技術(shù)基本上能適用于各種地層 。 10～ 16 米的基坑，可采用鉆孔咬合樁、 SMW 工法或鉆孔灌注樁加止水帷 《 城市軌道交通結(jié)構(gòu)工程》課程設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)說明書 作者： 101300 畢宗琦 24 幕。具體圍護(hù)結(jié)構(gòu)形式還應(yīng)結(jié)合周邊建筑、地下管線的變形保護(hù)等級進(jìn)行調(diào)整。 支撐結(jié)構(gòu)選型 《 城市軌道交通結(jié)構(gòu)工程》課程設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)說明書 作者： 101300 畢宗琦 25 采用坑內(nèi)支撐和圍檁結(jié)構(gòu)體系時(shí)，圍檁結(jié)構(gòu)的常用形式有鋼結(jié)構(gòu)和鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。 安裝、拆除比鋼結(jié)構(gòu)困難 ； 不能重復(fù)利用，使用成本較高 ； 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的尺寸大，對施工的干擾大 。 冠梁的結(jié)構(gòu)尺寸，主要受基坑形狀、基坑場地范圍內(nèi)土層情況和基坑開挖深度的影響，當(dāng)基坑開挖深度大、基坑形狀不規(guī)則、所處地層為軟弱土層時(shí)，冠梁的結(jié)構(gòu)尺寸要適當(dāng)增大以承受地下連續(xù)墻傳遞來的應(yīng)力。 在架設(shè)其它各道鋼支撐時(shí)，可將鋼支撐直接架設(shè)在地下連續(xù)墻開挖面，在設(shè)計(jì)時(shí)均不單獨(dú)設(shè)置圍檁結(jié)構(gòu)。參考規(guī)范給出的建議值，結(jié)合 寧波 地區(qū)的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，可以初步擬定 望春 站基坑的支撐形式和道數(shù)見表 37。所以基坑平面布置如表 38。 根據(jù)工程實(shí)例和課程設(shè)計(jì)要求，插入比與厚度取值見表 39 尺寸 插入比 入土深度 Φ 1000 鉆孔樁 表 39 基坑穩(wěn)定性分析 根據(jù)前面初步擬定參數(shù)，得到 標(biāo)準(zhǔn)段 斷面的土層與支撐位置設(shè)計(jì)剖面圖見圖33， 支撐形式 為鋼支撐。），取δ =(2/3~3/4)φ，地基較差時(shí)取最大值，反之取最小值，且δ≤ 20。 基坑外部地下水位埋深取 ，內(nèi)部取 土壓力系數(shù)計(jì)算如表 310。本車站圍護(hù)結(jié)構(gòu)為板式有支撐圍護(hù)結(jié)構(gòu)，可不作抗滑移穩(wěn)定性驗(yàn)算。 ） 內(nèi)聚力c(kPa) 水平基床系數(shù)Kh(Mpa/m) 垂直基床系數(shù)Kv(Mpa/m) 水平滲透系數(shù) Kh（ cm/s） 垂直滲透系數(shù) Kv（ cm/s） 比例系數(shù) m（ MN/m^4） 累計(jì)土層厚度 壓縮模量(MPa) ① 2 粘土 (硬殼層 ) 1 18 33 3 2 ① 3 淤泥質(zhì)亞粘土 17 ② 22 淤泥質(zhì)亞粘土 18 14 20 6 7 ④ 2 亞粘土 28 25 ⑤ 1 亞粘土 100 28 125 土層編號 巖性名稱 含水量（ %） 含水率 w a E 天然重度 γ（ kN/m3） e 干重度 Gs 有效重度 ① 2 粘土 (硬殼層 ) 32 18 ① 3 淤泥質(zhì)亞粘土 42 ② 22 淤泥質(zhì)亞粘土 39 18 )245(tan 2 ????aK ? ?? phpiip KcKhrp 2)( 《 城市軌道交通結(jié)構(gòu)工程》課程設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)說明書 作者： 101300 畢宗琦 30 表 310 土壓力系數(shù) 采用水土分算計(jì)算土壓力，過程如表 31 31 313 所示： 各項(xiàng)分布圖見圖 3 3 37. 土層 重度 內(nèi)聚力 c 內(nèi)摩擦 角 主動(dòng)土壓力系 數(shù) 深度 m 主動(dòng)土壓力 kpa 粘土 (硬殼層 ) 18 33 0 18 33 1 淤泥質(zhì)亞粘土 17 1 17 17 17 17 17 淤泥質(zhì)亞粘土 18 20 14 18 20 14 亞粘土 28 28 28 亞粘土 28 28 28 29 表 311 主動(dòng)土壓力計(jì)算過程 根據(jù)規(guī)范要求，按照最后一道支撐下的土壓力分布來進(jìn)行計(jì)算，故主動(dòng)土壓力分布圖見下圖 ④ 2 亞粘土 35 ⑤ 1 亞粘土 35 《 城市軌道交通結(jié)構(gòu)工程》課程設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)說明書 作者： 101300 畢宗琦 31 圖 35 主動(dòng)土壓力分布圖 主動(dòng)土壓力造成的力矩計(jì)算得 ?主動(dòng)M kN?m 土層 重度 內(nèi)聚力 c 內(nèi)摩擦角 被動(dòng)土壓 力系數(shù) 深度 被動(dòng)土壓 力 淤泥質(zhì)亞粘土 17 17 17 淤泥質(zhì)亞粘土 18 20 14 18 20 14 亞粘土 28 28 28 亞粘土 28 28 《 城市軌道交通結(jié)構(gòu)工程》課程設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)說明書 作者： 101300 畢宗琦 32 28 29 表 312 被動(dòng)土壓力計(jì)算過程 圖 36 被動(dòng)土壓力分布圖 被動(dòng)土壓力造成的力矩計(jì)算得 ?被動(dòng)M