地铁基坑工程设计、施工的问题

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1、关于地铁基坑工程设计、施工中几个问题的探讨演讲人：广州地铁总公司副总工程师莫庭斌中国·苏州二○○八年七月主办单位：中国建筑工程技术研究中心全国地铁与地下工程技术及风险管理高级讲座咨询会提纲四、内支撑与锚杆的选择五、基坑事故的几种原因一、理想的基坑支护模式二、基坑支护计算的几个问题三、围护结构形式的选择六、周边地表、建构筑物的沉降问题七、基坑监测问题八、安全风险管理的相关问题2一、理想的基坑支护模式一层板一道支撑二层车站围护、主体结构和支撑体系布置图地铁车站基坑一般呈长条形，深十几米至二十几米，多采用支护开挖工法理

2、想的支护模式：一层板一道支撑，支撑设在板的上方；这样就可以在回筑时每做一层板后拆一道支撑，免去中间换撑的工序3二、基坑支护计算的几个问题模拟基坑从开挖到回筑的全过程按每道工序的工况计算支护结构的受力、变形下一工况的计算以上一工况计算结果作为初始条件，从开挖—支撑—开挖……回筑—拆撑—回筑……至顶板完成以支护结构受力、位移计算包络线作为结构刚度、强度设计依据增量法4二、基坑支护计算的几个问题增量法工况1：开挖1工况2：加撑1工况3：开挖2工况4：加撑2各工况简图开挖阶段工况5：开挖3工况6：加撑3工况7：开挖45二

3、、基坑支护计算的几个问题增量法工况8：加刚性铰1各工况简图回筑阶段工况9：拆撑3工况10：加刚性铰2工况11：拆撑2工况12：加刚性铰3工况13：拆撑16二、基坑支护计算的几个问题流塑、软塑态软土的侧压系数流变的时间因子影响显著，实际上不可能存在形成主动土压力的第一破裂面，后面的土体流动很快把侧压传递过来支护结构的墙背土压力按主动土压力计算是危险的，建议按静止土压力计算，即：侧压系数K=1-sinφ’，考虑到开挖过程中墙外土体没有固结的时间条件，φ’取快剪指标墙背土压力的取值问题7二、基坑支护计算的几个问题墙背土

4、压力的取值问题花岗岩风化土的侧压系数含砂率高，粘粒成分中含有伊利石、蒙脱石，有膨胀特性广州地区花岗岩风化土样品颗粒分析反映，含砂率50%～60%，自由膨胀率11%～15%，遇水崩解，当地下水补给充足时，很快成泥浆状流淌，其物理力学指标随含水率增加迅速衰退基坑支护结构计算和开挖需注意花岗岩风化土的这种特性，不可简单套用工程地质勘探所取岩芯在实验室土工试验的物理力学指标作支护计算8二、基坑支护计算的几个问题墙背土压力的取值问题严格限制水平位移的基坑墙背土压力由于围护结构水平位移受到严格限制，墙背土压力大于主动土压力，

5、宜取静止土压力9二、基坑支护计算的几个问题细长压杆临界力有中间支柱的内支撑容许轴力内支撑长细比过大时，一般设中间支柱，虽约束了支撑竖向变形，但未限制其水平变形，计算支撑容许轴力时不能简单把长度折减，否则易发生水平失稳，这主要是针对钢支撑而言的对于混凝土支撑一般不易出现失稳问题，中间支柱的作用主要是减少混凝土支撑自重导致的弯矩10三、围护结构形式的选择间隔排桩、密排桩、连续墙、水泥土墙的比较与选择围护结构优点缺点适用条件间隔排桩单桩刚度大、施工方便、速度快、成本较低各桩的联系差（设帽梁）、桩间易漏水（桩间加固）各种

6、地质条件，周边环境要求不十分严格密排桩整体刚度较大、防渗效果较好各桩的联系较好（设帽梁）各种地质条件，周边环境要求较严格连续墙整体性好、防漏效果好泥浆污染、墙幅接缝处易漏水、施工中对周边环境变形有一定影响、成本高各种地质条件，某些特殊地质条件除外（如很软的淤泥质土、含漂石的冲积层和超硬岩石水泥土墙整体止水效果良好、速度快、成本低、工艺要求高、对操作人员素质要求高淤泥、淤泥质土、粘土、粉质粘土、粉土、素填土11三、围护结构形式的选择挖孔桩、钻孔桩、咬合钻孔桩的比较与选择围护结构优点缺点适用条件挖孔桩占用场地小、施工

7、方便、速度较快、成本低、成桩质量可靠、对周边环境影响较小作业条件差、环境恶劣、劳动强度大、施工安全风险较大土质较好、地下水位较低的（亚）黏土、含少量砂、卵石的黏土钻孔桩振动小、噪声低、对周边环境影响较小泥浆污染，成桩质量不够稳定各种地质条件咬合钻孔桩地层扰动小、无泥浆污染、防水效果好、对周边环境影响很小工艺要求高、造价较高、入岩困难各种地质条件，特别是连续墙成槽困难，在施工中严格限制周边地基变形的地段12四、内支撑与锚杆的选择地铁深基坑多处于城市繁华地段，周边建构筑物、地下管线多，对环境保护要求越来越高内支撑整体

8、刚度大，基坑变形小，对周边环境影响小内支撑不占用基坑周边地下空间，有利于地下空间的综合开发利用优先选择内支撑的原因13四、内支撑与锚杆的选择技术限制周边地下空间狭窄，锚杆（锚索）侵入邻近建筑物地基的基坑不宜采用对变形要求严格的基坑不宜采用土质较差、深度较大的基坑不宜采用规划限制侵入规划红线以外，不利于城市地下空间的规划利用锚杆（锚索）使用的条件限制14四、内支撑与锚杆的选