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《盖挖逆作法施工地铁车站结构变形及其控制》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、第31卷,第1期中国铁道科学Vol131No112010年1月CHINARAILWAYSCIENCEJanuary,2010文章编号:100124632(2010)0120059207盖挖逆作法施工地铁车站结构变形及其控制1,2121,32苏洁,张顶立,高自友,黄俊,肖丛苗(1.北京交通大学隧道及地下工程教育部试验研究中心,北京1000442.北京交通大学交通运输学院,北京100044;3.中交公路规划设计院有限公司,北京100010)摘要:以北京地铁4号线动物园车站施工工程为例,研究采用盖挖逆作法施工时地铁
2、车站结构变形的规律及其控制措施。采用Midas有限元计算软件对施工过程中车站结构变形进行模拟分析可知,在盖挖逆作施工过程中地层及结构动态力学响应可划分为5个卸载—加载过程。因此,基于变位分配原理,提出车站施工过程的分阶段控制方法。施工前,依据车站结构受力特点和破坏形式,通过模拟计算确定出各主要施工阶段车站结构差异沉降控制标准值,同时通过中桩静载及内力试验,保证结构自身具备足够的承载能力和抗变形能力;施工过程中,按照地层协调开挖、结构协调施作来优化施工工序,综合应用沉桩工艺控制与注浆加固等技术措施,利用信息化监
3、测及反馈技术进行阶段性动态监控,实现车站结构变形的有效控制。实际监测结果表明,动物园车站在盖挖逆作施工过程中,各阶段结构差异沉降均在控制值之内,保证了车站结构的安全性和稳定性。关键词:盖挖逆作法;地铁车站;结构变形;变形控制中图分类号:U23114文献标识码:A在采用盖挖逆作法修建地铁车站的施工过程撑,并借助其水平刚度和抗压强度保证基坑的稳中,由于地层条件、周围环境及盖挖施作车站结构定。的特点,车站结构周围地层的沉降和变形存在较大该站区所处地层由上至下依次为人工堆积层、的差异;另外,由于频繁的“卸载—加载”作
4、用,新近沉积层、粉细砂、卵石圆砾层、粉质黏土层、使车站结构不断发生内力的重分布,出现明显的差卵石圆砾层、粉质黏土层、卵石圆砾层。异沉降,从而对车站结构后续施工和使用带来安全112主要技术难点隐患。(1)工程结构跨度大,工序转换多,地层与结因此,本文以北京地铁4号线动物园车站施工构受力转换复杂,地层变形及结构差异沉降控制难为例,研究在盖挖逆作施工过程中地铁车站结构变度大。形规律及其控制措施。(2)中桩直径大,总长度长,定位及沉降控制难度较大。1工程概况及主要技术难点(3)动物园站周围建(构)筑物林立,交通繁忙,
5、地下构筑物及管线密集。施工过程中环境风险[1]111工程概况控制要求很高。北京地铁4号线动物园车站为3层3跨岛式站(4)站区以砂卵石地层为主,中桩(柱)成桩台车站。车站总长18919m,标准段总宽2019m,工艺要求高,桩基施工质量控制难度大,由此对控底板埋深约2910m。车站主体采用盖挖逆作法施制结构差异沉降带来较大影响。工,即在地面以下、地铁车站的埋深范围内,首先在车站范围中间位置设置支撑桩(柱)承担结构自2车站结构变形规律分析重和施工及运营过程中的荷载,然后自上至下依次施工车站各层结构,将各层楼板作为基
6、坑的横向支采用Midas有限元计算软件对车站结构变形收稿日期:2008210220;修订日期:2009211205基金项目:国家“八六三”计划项目(2006AA11Z119);北京市科技计划重点项目(D0604003040221)作者简介:苏洁(1980—),女,山西清徐人,博士后。60中国铁道科学第31卷规律进行模拟分析,计算模型如图1所示。将顶结构底板、侧墙施作。地下2层结构开挖,此时的板、底板、中板和边墙均模拟为平面板单元,将纵地表绝对下沉值较地下1层开挖时小,故地表总体梁和横撑模拟为梁单元,并以桩单元
7、模拟中桩、边仍表现为隆起。当地下2层结构底板施作后,1桩。其中桩单元与车站各层结构、各层地层的交界层、2层结构封闭受到地层抗力和浮力的作用,导面处均有连接。地层参数根据工程类比及现场试验致地表出现较大幅度的隆起。选取。施工模拟步序见表1。分别对地表、车站结(5)第5次“卸载—加载”:地下3层开挖,构中(边)桩及底板沉降进行数值模拟计算,结果结构底板、侧墙施作。地下3层结构开挖,此时地如图2所示。层应力释放对地表的下沉影响很小,当地下3层结构底板施作后,1层、2层和3层结构受地层抗力的影响出现抬升,故地表有隆起
8、。图1计算模型表1盖挖逆作法施工模拟步序序号施工步序序号施工步序序号施工步序1施作左半幅桩6开挖右半幅11开挖第2层2开挖左半幅7浇筑右侧顶板12浇筑第2层3浇筑左侧顶板8回填右侧路面13开挖第3层上部4回填左侧路面9开挖地下1层14开挖第3层下部5施作右半幅桩10浇筑地下1层15浇筑第3层211地表沉降分析施工过程中典型测点的地表沉降历时曲线如图2(a)所示。由图可见,各测点沉降历时曲线变化规律基
