邻近既有线深基坑支护方案优化与施工安全研究_汪龙兵.pdf

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1、铁道建筑2013年第4期RailwayEngineering101文章编号:1003-1995(2013)04-0101-04邻近既有线深基坑支护方案优化与施工安全研究汪龙兵(中铁十二局集团建筑安装工程有限公司，山西太原030024)摘要:苏州火车站I期建设中两个地铁出入口深基坑邻近既有京沪线，原支护方案对现场情况考虑不足，施工效率不高，影响工程进度，需要进行优化。静力计算表明，优化方案可明显减小路基中心、边坡坡顶和邻近路基侧连续墙的变形;通过对边坡潜在滑动面和塑性区的模拟，提出相应的加固和防护措施;通过建立列车—轨道耦合动力学

2、模型分析列车动荷载对基坑边坡的影响，计算结果表明，列车动荷载对路基和基坑位移影响在规定范围之内。工程实施过程中，路基沉降和基坑连续墙变形在规定范围之内。关键词:邻近既有线基坑静力学模型列车动荷载支护方案优化边坡稳定++中图分类号:TU942;U455.71文献标识码:ADOI:10．3969/j．issn．1003-1995．2013．04．311工程概况苏州火车站是一座集铁路站房、城市轨道和城市道路交通换乘功能于一体的现代化大型交通枢纽。整体工程分三期建设，Ⅰ期为北侧城际铁路站房及地下地铁车站建设，Ⅱ期为普速铁路过渡场建设，Ⅲ

3、期为南侧普速铁路站房建设。Ⅰ期工程位于原苏州火车站北侧，地上两层，地下三层，地下负一层以上为铁路站房，地下负二、负三层为地铁车站，地铁3号和4号出入口图1京沪线与深基坑剖面(单位:mm)位于地铁4号线火车站站南端，为地铁站与火车站之间南侧的两个出入口，开挖深度为17m，局部为21m。构。在3号和4号出入口内部结构施工完成后，方可Ⅰ期工程建设中，原苏州火车站保持正常运行。挖除反压土台范围内的土方、破除上部围护结构，再进由于Ⅰ期工程建设的地铁4号线火车站站3号和行该区域的站房结构施工。由此，此区域将严重影响4号出入口深大基坑邻近既有

4、京沪线，深大基坑支护苏州站Ⅰ期工程建设进度，无法满足与沪宁高铁线路原方案采用一级放坡深度为3.5m，在基坑北侧设置同步开通要求。反压土台和斜抛撑。考虑到现场情况，这种支护方案经分析，原方案中的反压土台工序是制约工序和工期的关键因素，因此，需对邻近既有线深大基坑支护将严重影响苏州站Ⅰ期工程建设进度，无法满足与沪方案重新研究并优化。优化的前提是保证深基坑施工宁高铁线路同步开通要求，必须进行优化。京沪线与安全、邻近既有线运行安全，目的是优化工序、节省施深基坑剖面如图1。工费用，措施是取消反压土台，减少重复开挖。经初步讨论，对3号和4号

5、出入口邻近既有线深2原方案存在的问题及优化方案设计大基坑支护提出了多种方案，较为理想的建议方案如图2所示，1∶1放坡加土钉支护，两级放坡，中间设2m苏州站工程Ⅰ期为北侧城际站房和地下地铁车站宽平台，两级边坡平台上设置水泥搅拌桩，坡面采用锚合建，原方案中，3号和4号出入口的深大基坑北侧反杆加土钉护坡，基坑支护第一道支撑由钢支撑改为混压土台及临时钢支撑等位置处，设计有大量的站房结凝土支撑。收稿日期:2012-07-17;修回日期:2013-01-16在建议方案中，增加放坡开挖深度，基坑地下连续作者简介:汪龙兵(1979—)，男，安徽

6、桐城人，工程师。墙的深度比原方案减少了8.5m，完全取消了基坑北侧102铁道建筑April，2013表1土层物理力学参数重度/压缩模量/黏聚力/内摩擦角/土层3(kN/m)MPakPa(°)③1黏土19.88.052.211.0③2粉质黏土19.48.021.312.9④2粉质黏土19.112.018.110.7④3粉土夹粉砂19.216.08.727.6④5粉质黏土19.09.617.414.4⑤1黏土20.47.255.313.2⑤2粉质黏土19.57.223.611.0⑥1粉质黏土19.312.028.010.8图2出入口

7、优化建议方案表2地层和结构变形大小对比mm反压土台及临时钢支撑，但边坡顶点与既有铁路线的中右侧连续墙坡顶位移路基中心位移心距离从8m减少到6m，工程安全风险也随之增加。方案最大水平位移水平竖向水平竖向原方案27.613.617.88.729.83方案可行性分析优化建议方案15.24.67.73.017.43.1计算模型及参数选取优化建议方案既有线边坡较原方案深且陡，因此利用有限元软件对基坑施工引起的既有线位移及对第二级边坡放坡开挖完成后支护未施作之前边坡的围护结构变形进行分析。模型中岩土体材料采用H-S潜在滑动面位置及塑性区进行

8、了分析。边坡潜在失稳模型(HardeningSoilModel)，即各向同性硬化塑性模的区域为沿路基外缘坡脚处引出的一段圆弧，破坏土型，使用的是塑性理论，考虑了土体的剪胀性，能较好层至④3粉土夹粉质黏土层之上。二级平台搅拌桩的地模拟开挖土体的卸载特性。加固主要是