非对称侧向荷载作用下地铁基坑围护结构土压力特性与变形性状研究

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1、非对称侧向荷载作用下地铁基坑围护结构土压力特性与变形性状研究【内容摘要】　本文首先简单介绍了张杨路地铁车站的施工技术措施，然后分析了土压力特性与地下墙的变形性状，结果发现，土压力与地下墙变形均呈现非对称的分布特征，即临近老车站侧的土压力与墙体水平变形比远离侧的小得多，这与车站围护结构在开挖阶段所受的非对称荷载作用有关。同时基坑围护结构变形小于相应的控制指标，这也充分说明了所采取的施工技术措施的有效性与合理性，为我国轨道交通平行换乘枢纽车站的建设积累了丰富的经验。【关键词】　非对称荷载　主动土压力　地下连续墙变形　平行换乘枢纽车站Abstract：Aseriesofconstru

2、ctionmeasuresadoptedinZhangyangRoadSubonitoringdatashoationofsoutherndia-phragmmetricallateralloadseemedtomakecontributiontothisphenomenon．Keymetricallateralloadactiveearthpressuredeformationofd~aphragma［1］采用修正的Es一y模型研究了围护墙两侧土体性质迥异、单侧放坡开挖、单侧堆土、单侧水位上升等四种工况导致的非对称荷载作用下围护墙的变形特性，发现了荷载大一侧的围护墙体变形较另

3、一侧墙体大得多，甚至通过支撑的轴力传递使得小荷载侧的墙体向非开挖面土体方向变形；Miyazaki等［2］研究了不同侧向压力作用下的围护墙体的变形特性。本文结合我国轨道交通建设中第一个平行换乘枢纽车站——上海地铁4号线张杨路车站施工实践，分析了该车站围护结构的受力及变形特性，以期对以后类似工程提供借鉴。2工程概况2．1　工程简介上海地铁4号线张杨路车站位于浦东世纪大道(张杨路～潍坊路之间)的慢车道及北侧人行道下，与世纪大道走向一致。张杨路车站全长218．6m，标准段宽19．9m，基坑开挖深度20．82l～22．866m。车站主体结构为双柱三跨、地下三层的现浇钢筋混凝土箱形结构，围

4、护结构采用厚1000mm、深35m的地下连续墙。　2．2　工程地质条件与水文地质条件　车站场地60m深度范围内均为第四纪晚更新世以来的松散沉积物，施工场地平坦，地面标高为+3．9m左右(下文中均以±0．000m计)。本场地的地层分布及部分物理力学性质参数详见表l。2．3周围环境张杨路车站南侧约5m便是平行于张杨路车站、已经投入使用的地铁2号线东方路车站；北侧紧邻好美家装饰城和世纪联华大卖场等构筑物。根据文献［3］规定及本工程的实际情况，本工程基坑为一级保护，即要求地面最大沉降量≤0．1％H(23mm)，围护墙最大水平位移≤0．14％H(32mm)。周围环境条件详见图l。　　　3

5、　施工技术措施与变形控制措施简介　　3.1　基坑“化整为零”施工技术　　在张杨路车站基坑中间增设4道临时封头墙（结构形式与深度同基坑围护结构），将车站分为五个小基坑（各小基坑长度分别为35m、56m、40m和50m），进行跳隔明挖施工，具体施工顺序为：先施工两端头井（第一、五施工区），再施工中间部分（第三施工区），最后施工第二、四施工区。　　3.2　基坑内土体多方法加固施工技术　　考虑到两端头井与标准段的开挖深度以及空间尺寸的差异，将整个基坑划分为重点部位（端头井）和非重点部位（标准段），从而选择不同的方法对坑内土体井加固，即：端头井内采用旋喷加固，坑底下至一24．4m满堂加固

6、，坑上井字形抽条加固；标准段内坑底下即一20.8~24．4m范围内土体采用水泥土搅拌桩抽条加固和双液注浆抽条加固，两种加固方法在平面上相互间隔。抽条加固平面上间隔距离约3m，每条加固宽度约3m。一般而言，在上海的地铁基坑工程中，为了提高基坑抵抗变形的能力，在开挖前，对基坑被动区土体进行加固，加固范围一般为基坑底下3～6m。但该工程标高一24．4m下即为⑥层土(黄色粉质粘土)，该层土土体c，φ值分别为4lkPa和22°，强度已很高。而土体加固会造成土体的扰动，反而不利于该层土体强度的提高，故该层土不加固，即整个基坑被动区加固范围为坑底至标高一24．4m处。3．3土方开挖与组合支撑

7、施工技术具体情况为：基坑标准段采用7道钢支撑，土层逐层开挖，每层开挖标高(支撑中心标高)分别为一2.3m(一0．806)、一5．0m(一4.006)、一7．2m(一6．206)、一10．2m(一9．256)、一12．9m(一12．256)、一16．5m(一15．506)和一20．8m(一18．106)。两端头井内采取组合支撑的方案，其中一、四道为钢筋混凝土支撑，其余则为钢支撑；西端头井每层开挖底标高分别为一7．0m(此标高上为东方路车站原风井结构，一次凿除)、一10．5m、一12．5m、一1