【正文】 0 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(guò)程如表 31 31 313 所示： 各項(xiàng)分布圖見(jiàn)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(guò)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(lái)進(jìn)行計(jì)算，故主動(dòng)土壓力分布圖見(jiàn)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(shuō)明書(shū) 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(shuō)明書(shū) 作者： 101300 畢宗琦 32 28 29 表 312 被動(dòng)土壓力計(jì)算過(guò)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 kN?m 深度 m 水壓力 kpa 0 1 1 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(shuō)明書(shū) 作者： 101300 畢宗琦 33 表 313 水 壓 力 計(jì) 算 圖 37 水壓力分布圖 水壓力造成的力矩計(jì)算得 ?水M kN?m 則通過(guò)以上計(jì)算數(shù)據(jù)可得： ??? PPRC ZFM抗傾覆力矩 kN?m ??? aaOC ZFM傾覆力矩 kN?m 所以， 標(biāo)準(zhǔn)段 處鉆孔灌注樁的抗傾覆穩(wěn)定性滿足要求。 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。 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(jiàn)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(jiàn)圖33， 支撐形式 為鋼支撐。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(jiàn)表 37。 冠梁的結(jié)構(gòu)尺寸，主要受基坑形狀、基坑場(chǎng)地范圍內(nèi)土層情況和基坑開(kāi)挖深度的影響，當(dāng)基坑開(kāi)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(lái)的應(yīng)力。 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(shuō)明書(shū) 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)。 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(shuō)明書(shū) 作者： 101300 畢宗琦 24 幕。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(duì)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(duì)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。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(zhǎng)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(wú)接縫，止水效果好；無(wú)泥漿污染，廢土外運(yùn)量只有連續(xù)墻工法的1/5 左右。缺點(diǎn)是：基坑越深，加固寬度越大，單位造價(jià)提高顯著。 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(kāi)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。應(yīng)根據(jù)基坑保護(hù)等級(jí)和變形允許值提出監(jiān)測(cè)要求。 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。 設(shè)計(jì)思路 、開(kāi)挖深度、周邊環(huán)境等確定基坑安全等級(jí)和環(huán)境保護(hù)等級(jí)。 地鐵結(jié)構(gòu)安全等級(jí)為一級(jí)。 13. 寧波地區(qū)抗震設(shè)防烈度為 6 度。 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。 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。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。根據(jù)土壤電阻率測(cè)試成果判定，土壤對(duì)鋼結(jié)構(gòu)具強(qiáng)腐蝕性，需采取相應(yīng)的防腐措施。 Ca 型為主。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。該層場(chǎng)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。粉粒含量較高，局部地段相變?yōu)楹承酝练凵埃á?1T）該層場(chǎng)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 ~ 。該層場(chǎng)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 ~。 （ 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(wú)搖震反應(yīng)，巖性以粘土為主，局部為粉質(zhì)粘土。 （ 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(shuō)明書(shū) 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(wú)搖震反應(yīng)。該層場(chǎng)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 ~ 。由于望春站位于寧波西大門，且望春路經(jīng)過(guò)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。設(shè) 4 個(gè)出入口， 2 個(gè)風(fēng)亭。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。 《 城市軌道交通結(jié)構(gòu)工程》課程設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 作者： 101300 畢宗琦 7 工程概況 寧波軌道交通 1 號(hào)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(guò)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(chǎng)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)。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。 本次課程設(shè)計(jì)將以寧波地鐵車站為背景， 通過(guò) 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)。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)支護(hù)結(jié)構(gòu) 和 車站主體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)類型與尺寸 ， 利用 sap2020 軟件分別對(duì)不同工程施工階段進(jìn)行模擬驗(yàn)算。本次設(shè)計(jì)的目的是在已有的資料基礎(chǔ)上進(jìn)行，按照各規(guī)范對(duì) 寧波軌道交通一號(hào)線望春 站進(jìn)行結(jié)構(gòu) 設(shè)計(jì) 。配筋結(jié)束后進(jìn)行裂縫控制驗(yàn)算等工作。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。 《 城市軌道交通結(jié)構(gòu)工程》課程設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 作者： 101300 畢宗琦 6 一．工程概述 設(shè)計(jì)背景 目前，我國(guó)城市軌道交通發(fā)展迅速，北京、上海、深圳、天津等城市地鐵仍在緊張施工中。國(guó)內(nèi)外修建地鐵車站的方法主要有明挖、蓋挖以及明挖蓋挖相結(jié)合三種。 望春站，是地下軌道交通車站，為 寧波軌道交通 1 號(hào)線 和 6 號(hào)線 的換乘樞紐，遠(yuǎn)期小交路折返站。 車站周邊環(huán)境 望春站位于望春小區(qū)附近，主體結(jié)構(gòu)位于望春路南側(cè)，后塘河北側(cè)，距河邊 3~10m 。 《 城市軌道交通結(jié)構(gòu)工程》課程設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 作者： 101300 畢宗琦 8 圖 11 望春站總平面圖 車站南側(cè)約一倍基坑深度范圍內(nèi)有市級(jí)文物望春橋。表部在機(jī)動(dòng)車道上為混凝土路面，人行道表部為大理石地磚或普通地磚。 （ 5）② 21 層：淤泥（ mQ24） 灰色，流塑，鱗片狀構(gòu)造，局部厚層狀，土質(zhì)較軟，均一性好，粘塑性好，韌性高，干強(qiáng)度很高， 無(wú)搖震反應(yīng)。韌性中等，干強(qiáng)度中等，無(wú)搖震反應(yīng)。該層為⑤ 1 層相變夾層，零星分布，物理力學(xué)性質(zhì)較好，具中等壓縮性，頂板標(biāo)高 ~，層厚 ~。該層場(chǎng)區(qū)基本均有分布，層位穩(wěn)定，物理力學(xué)性質(zhì)較好，具中等壓縮性，頂板標(biāo)高 ~，層厚 ~。 （ 18）⑧ 1 層：粉砂、細(xì)砂（ alQ13） 淺灰色，中密，飽和，厚層狀構(gòu)造，局部地段上部夾粘性土薄層，砂土顆粒一般上細(xì)下粗，含少量礫石。 詳細(xì)數(shù)據(jù)及計(jì)算設(shè)計(jì)建議參數(shù)值見(jiàn)表 12， 表中僅列舉了本組設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)段截面土層參數(shù)及各設(shè)計(jì)建議值?？辈炱陂g測(cè)得潛水位埋深一般為 ~，標(biāo)高~，潛水最低水位按本次勘察實(shí)測(cè)水位向下 。 ClCa 車 站西端是配線明挖段、及由地下向地面段過(guò)渡敞口段。車站預(yù)留與遠(yuǎn)期六號(hào)線的換乘通道，與遠(yuǎn)期六號(hào)線形成通道換乘。 4. 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)根據(jù)線路埋深及沿線不同地段的工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條件及城市總體規(guī)劃要求，結(jié)合周圍地面建筑物和構(gòu)筑物、管線及道路交通狀況，通過(guò)對(duì)技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、環(huán)保及使用功能等方面的綜合比較，合 理選擇施工方法和結(jié)構(gòu)型式。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，按荷載的短期效應(yīng)組合并考慮長(zhǎng)期效應(yīng)組合影響的最大裂縫寬度允許值應(yīng)符合如下規(guī)定：結(jié)構(gòu)背水面≤ ；結(jié)構(gòu)迎水面≤ 。人防工程設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)：地下車站按六級(jí)抗力標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行驗(yàn)算，并設(shè)置相應(yīng)的防護(hù)設(shè) 施。 地下結(jié)構(gòu)防水應(yīng)遵循“以防為主、剛?cè)峤Y(jié)合、多道防線、因地制宜、綜合治理” 的原則進(jìn)行設(shè)計(jì)。 ，對(duì)連續(xù)墻插入比進(jìn)行調(diào)整、確定。得到各構(gòu)件的彎矩包絡(luò)圖 。 根據(jù)設(shè)計(jì)資料，望春站設(shè)計(jì)基坑開(kāi)挖深度 H=14m，距重點(diǎn)保護(hù)對(duì)象望春橋 s=12m， Hs，按照優(yōu)秀歷史建筑的保護(hù)條件，基坑環(huán)境保護(hù)等級(jí)應(yīng)為一級(jí)。該法施工空間大、開(kāi)挖速度快、費(fèi)用較低。其對(duì)各種土層的適應(yīng)性強(qiáng)、無(wú)擠土效應(yīng)、無(wú)震害、無(wú)噪音、承載力較高等優(yōu)點(diǎn)，尤其適用于建筑物包圍的狹小場(chǎng)地施工。 鉆孔咬合樁 鉆孔咬合樁是采用機(jī)械鉆孔施工，樁與樁之間相互咬合排列的一種新型基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)。逆作法施工一般采用地下連續(xù)墻作圍護(hù)結(jié)構(gòu)，并作為永久結(jié)構(gòu)的一部分。根據(jù)這一結(jié)論，并結(jié)合各種工法的優(yōu)缺點(diǎn)，對(duì)于單層車站，基坑小于 13m，對(duì)周圍環(huán)境影響不大，當(dāng)圍護(hù)結(jié)構(gòu)變形滿足基坑尺寸要求時(shí)，可優(yōu)先選擇造價(jià)低廉的 SMW 工法；對(duì)于雙層車站，基坑深度在 17m 左右時(shí)，優(yōu)先選擇造價(jià)相對(duì)較低的 φ 1000mm1200 mm 鉆孔樁 + 截水帷幕；對(duì)于地下三層車站，當(dāng)基坑深度大于 20m 時(shí)， 要考慮到對(duì)周圍建筑物的保護(hù)及地面沉降的控制，地下連續(xù)墻盡管造價(jià)偏高，但整體性好，穩(wěn)定性強(qiáng)，圍護(hù)結(jié)構(gòu)仍要選擇 1000 mm 厚地下連續(xù)墻，與內(nèi)襯墻為復(fù)合墻形式結(jié)構(gòu)。 深度較小，形狀較規(guī)則的基坑 鋼 筋 混凝土 材料的強(qiáng)度較大，安全系 數(shù)高； 對(duì)于形狀不規(guī)則的基坑使 用更方便。 則 根據(jù)設(shè)計(jì)要求和車站基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)實(shí)例，頂圈梁采用 800?1000，圍檁尺寸為 800?1000。每幅墻長(zhǎng)為 6m，則每道支撐的水平