《11.6 》 结构设计
!
?。
11.6.1 !第3:款 普通钢—筋混:凝土:结构的最大计—。算裂缝宽度允许【值
:
!1 新版》混凝土结《构设计规范GB 5!0010放》宽了裂缝计》算的要求对三级【裂缝控制要求—的钢筋?。混凝土?构件(即允许出【现,裂缝的构件)采【用荷载的《准永久组合替代【。了上一版《规范的?标准组合来计算裂】缝宽度并《调整了受弯》、偏心受压构件受】力,特,征系:数的取值(》由2.1调》整为1.9)—
》
2— , 表11.6—.1是根据》耐久:性要求提《出的考虑到》地铁地下结构基【本均设置有利—于保护混凝土结【构的防水层且结构】的厚度也比较大因】此本:规范对于干湿交替】条件下的裂缝宽度进!行了有?条件放宽即厚度不】小于300》m,m的结构《可不:考,虑干湿交替作—用最小裂缝宽度可】按照洞内干燥环境】或洞内潮《湿环境条件下—裂缝宽?度0.3mm控【制
:
!当有:外观要求时最大计算!裂缝宽度允许值【不应大?于0:.,2mm
—
》。 , 3 ? 当混凝土保护层】厚度较大时虽—。然裂缝宽度》的计算?值也较大但从总体上!看,较大的混凝土保护】层厚度对《。防止钢?筋,锈蚀:是有利的故》本规范规定》当设计采用的最【大裂缝宽度计算【式中保护层的实【际厚度超过30【mm:时可将保护层厚度的!计算值?取为30mm
】
— 第5款 结构!的计算简《图
》
1【 :为了:。反,映双层?衬砌的实际受力情况!结构分?。析时应选用与其【传力:。特征相符的计算【模,型和截面计算参数;!
】 2 按结构实!际受载过程分析的】必要性
【
《 除了放坡施工】的明挖结构或用【全断面?法开挖的矿山法隧道!以及单圆盾构隧【道外:现代地铁结构的受力!大多有?以下特点《
【 《 1)结—构的主要受力构件】常兼有临《时结构与《永久结构的》双,重功能其结构形式、!构,件组成、刚度、支】承条件?和荷:载情况在结》。构形成过《程中不断变化—。。。;
》
! 2)结构受力【与,施工方法、开挖步序!和工程措施关—。系密切尤其是用矿山!法施:工的大?型地下车站开挖、初!衬、二衬《、临时隔墙》的解体交替进行结】构体:系应力?转换频繁而复—杂;:
?
【 ? 3)新施作—的构件是在既有结构!体系已产生变—形和应力的情况下设!置,的荷载效应有—连,续性
?
《。
: 上述特点决】定了结?构体系中某些关键部!位受力的最不利情】况往往不是在—结构完成《后的使用阶段所以】传统的不考虑施【工过程?影响、结构完—成后一次加载的计】算模式或虽考—虑施:工阶段?和荷载变化的影【响却忽?略结:构受力连续性—的分析方法都不能】反映结构《的实际受力情—况按:此进行的设计—也不一定是安全的】所以本规范提倡按结!构,实,际受载过程进行结】。构的内力和变形分】析这含有两》层意思一是在施工】阶段:按施工过程进行【分析;二是》使用:阶段分析时要考虑施!工阶段在《结构体系中已—产,生的内?力和变形即》所谓受力《的连续性;三是【分阶段计算时考虑】结构受?力连续?性的方法
》
《
: 在分阶段计算!结构的内力时—需要考虑各阶—段之间受力》的连续性基》本方法有“》总和法”和“—增,量法” (也称】“叠加法《”):。两者都可用于整【个受力过程》。。中结构?体系的刚《度或构件组成不发】生改变的《情况否则《只应采用增量法总】。和法的典型实—。例,是明挖基坑在开挖】和加撑阶段对围护墙!的受力分析此时已知!外荷载是各施—工阶段实际作用【在结构上的有—效土压力《或其他荷载在支【撑处应计入设置支撑!前该点墙体已产生的!水,平位移由此可直【接求:得当前施工阶段完成!后结构的实际—位移及内力采用【增量法计算》时,外荷载和所求得的】结构位?移及内力都是相对】于前一个施工阶段】完成后的增量—对盖挖逆作结构【和初衬、二衬交互施!作的矿山法车站结构!都需采用增量法【计算
! 关于侧向地】。层抗力和地》基反力
! 侧》向地层抗《力和地基反力可【统称为地层抗—力,通常:地层抗力的考虑【有两种方法一—种方法是假定—地层抗力与地层位移!无关是与承受—的,荷载相平衡的反力】并事先对其分—布形:式进行假定;另一】种方法则认为地层】抗力从属于地—层的变?形一般都假定地层抗!力的大小与地层变】形成线性关系—并称:之为弹性抗力前者适!用于地?层相:对于结构刚度—较软弱的情况把结】构视为刚体多用于】计算地基《反力;后者适用于柔!性结构多用于计算】侧向抗?力
:
,
】地层:抗力有利于地下结构!承载力的提高—但其:大小及分《布规:律与地下结构的【型式及其在荷载作】用下:的变形、结》构与地层的刚度、施!工方法?、回填与压浆—情况、土层的变形性!质,有,关在设计中应慎【重确定在确定—地,层抗力时反映抗力】与,地层位移之间比例】关系的?基床系数是一个重要!的计算参数它—与地层条件、受力】方向、承载面积【、,。构件形状和位移量】等因素有关一般【可通过实验、—查表并结《合地区经《验选用但要注—意室内小尺寸试件】。。试验得出《的结果往往》偏高用于基坑围护结!构的受力《分析时基床系—数可取为与深度无】关的常?数(常?数法:)或与深度成比例(!m法)?当假定为与深度【。无关的常数时—开,挖面:坑底以下一定—深度范围《内宜取为三角—形分布以反映基【坑开挖过程中—坑底土体受到—扰动而使《其强度降低》的实际情况在软【土地层中《这一深度取3m【~5m?;在其他地层中可】取围:护结:构截:面,厚度的3倍
【
:
》 第8款 车站结!构纵向强度和—变,形的分析《
》
: 当明挖—结构沿纵向间隔【一定距离设置伸【缩缝时?其纵向应力一般【不,会成为控制》结,构设计的因素但【遇,本,款所:列情况?时必须分析结构的】纵,向应力?除温度变化和—混凝:土,。收缩影响《外一般可采用弹性地!基梁模型进行—。分析求出其变—形和内?力后检算《其强度当地》下连续?墙采用普通圆形接头!时接头?部,位,的强度?检算不应考虑其参与!工作
—
软【土地层中《为了确保行车—安全一般沿车—站纵向不设贯通结】构横断面的伸—缩缝这种《情,况,下即使没有本款提】到的前?三种因?素也必须《考虑温度变》化、混凝土收缩和地!基纵向不均匀沉降】对车站?结构的纵向》变形和内力的影响】
—1,1.6.2 — 关于基坑工—程的设计《
— 第1款 !关于基坑工程的【安全等级
【
因】我国地域广大各地工!。。程地质和水文地质】条件千差《万别因此各》地地:铁基坑工程》的安全等级》分级:标准并不一致在【进行工程设》计时应根据》建设场地的工程地质!和水文地质条件【。。以,及基坑周围环境条】件和环境保护要求因!地制宜的《确定基坑工程的【安全等级
》
》 ? 我国各城》。市地铁采用的基【坑工:程安全等级的标准见!表10~12表中】H为基坑开挖深度】
—表1:0, 上海地铁基【坑工程?的安全等《级
!
表11 !广州地铁二号线【、南:京地铁一号线基坑】工程的?。安,全等级
》
【
!表12 《 深圳地铁一—期工程基坑工程的】安全等级
!
】
《
, 第》3款 《关于基坑工》程稳定性检算内容
!
《
》本条款?给出了不同》支护形?式一般情况下基坑】工程稳定性检算的】主要项?目建议
】
各类稳定!安全系数的取—值应注意以下—两,点
! :(,1)现有基坑稳定检!算的:各种公式《大多:。建立在?浅基础的基底稳定】或土坡稳定概念的】基础上?。这与深大基坑或用围!护结构护壁的情况】不完全相同加之由】于试验手段的局限检!算中:一些直接影响基坑】稳定性的土体指标尚!。不能准确《反映:在基坑开挖过程中土!体真:。实的:应力:状态:尤其难以反映不同部!位土体卸载或降水等!情况对土性的影【响此外各城市地质条!件不同对基坑—稳定考虑的侧重点不!同所采用的》公式:也不:同即:。使公式?的形式相同一些系数!的,取值和所选用—土层的抗《剪强:度指标?也不尽相同因此各】类基坑稳定安全系数!的取值必《须参照地区经验确】定;
—
(2】)基坑开挖过—程,中出现的《。坑,底土体的隆起—等现:象将:引起坑外土体的变形!和地表沉降所以【在基坑稳《定性检算中有些检】算,项目的?安全系数《与基坑的保护等级是!有关:联的例如上》海地铁基坑工—。程施工规程SZ【-08规定》对,于一、?二、三级基》坑(划分标》。准见表11.—6.2?-1:)的坑底土抗隆【。起稳:定的安全系数分别】采用2?.5、2.》0和1.7》(计算时土》体,的抗剪强度指—。标取峰值的0.7】倍)在上《海,市标准基坑工—程设计规程DBJ】 08?-61中对坑底土抗!隆起和围护结构抗倾!覆稳定的安全系数也!是按照基坑安—全等级区分的
】
,
—。。 第4款 桩、墙!式,围护结构《的计算方法
—
— 本规》范推荐采用侧向地】基反力法其特—。点是将围《护墙视为竖》向弹:性地基上的结构用压!缩刚度等效的土弹】簧模拟地《层对墙体变形的【约束作用《。可以跟踪施工过程逐!阶段地进行计算由于!能,。较好地反映基—坑开挖和回筑—过程:。中各种基本因素【如加、?拆撑、预加》轴力等对围护结构】受力的影响并在分】步计算中考虑—结构体系受力的连】续性:因而被我国》工程界?。公认为是《。一种较好《的深基坑围护结构的!计算方法当把围【护,结构:作为主?。体结构的一部分时还!。可以较好《地模拟围护墙刚度和!结构组成《随,施工过程变化—。等各种复杂情况特】别适用于地铁结构的!受力分析在》竖向弹性地基梁模】型的基?础上按照内》部结构的施作顺【序过渡到《。弹,性地基上的》框架模型就可以求出!地铁结构《从施工开始到长【期使用?。的全过程中各—个时段的内力和变形!。
》。
《 第5款 桩、】墙式围护《结构的?土,。压力取值
【
基坑!开挖阶段作用—在围护结《构墙背上的土压【力视墙体水平位移的!大小在主动土压【力和静?止土压力之间—变化当墙体水平位】移很:。小时墙背《土压力接近静—止土压力《并随墙体水平位【。移增大而减小—最终达到《土压力的最小—值即:主动土压力设计【时应根?据对围?护结构的《。变,。形控制要《。求,以及实际《的变:形情况结《。合地区经验》合理确定《墙背土压力的—计算值
【
通常认!为采用盖挖逆—作法施工《时由于用刚度很【大的:顶、楼?板等水平构件代替】临时支撑基》坑开挖过程中墙体】水平位移一般—较小墙背土压—力可近似地按静止】土压力考虑顺作【法施工的情况则较】为复杂上海》地基基础设计规范】。DGJ 0》8-:。11规定视变形【控制要求墙背土【压力可取0.5【~1.0倍的静止】土压力并不》得小于主动土压【力另外在岩土工程】勘察规范GB 5】0021中规定的墙!背土压力系数—的取值也与支护结】构墙体?允许产?生的变形程度有关
!
《
在采用竖!向弹性地基梁模型】。计,。算时假定基》坑一侧坑《底以下?土压力由《两部分组成即静【止,土压力加《土抗力所以作—用在墙背上的—有效土压力为—。。墙,背土压力和基—。坑,侧坑底以下静止土压!力的代数和》由,于目前对开》挖过程中坑》。底以下被动区—的,土体应力状态尚【难以准?确把握工程》设计中对墙背坑底】以下有?效土压力有各—。。种简化如《假定:为与基坑面》土压:力数值相《等的:。矩形分?布或在?坑,底,一定深?度范围内为三—角形分布等
】
,
—实际作用在墙上的】土压:力是随开挖过程变化!的但:为简化计算当作用】在墙背的土压—力比较明《确时一般都》假定在整个施工阶】段,墙背土压力为—定值对于《受力不对称的—内撑式结构》(包:。括偏载或两侧—。围护结构刚度—或基坑开挖深度明】显,不同时)以及矩形】竖井结构由于作【用在墙背的土—压力与墙《体和地层的刚度、】墙体:的变形?、结构的平面和空】间尺度?以及偏载大》小有密切关系其在数!值上:及空间分布上均不】甚明确宜采用墙背土!压,力随开挖过程—变化的分析方法【把,围护墙和支撑体系】视为一个整体或按】空间结构进行分析
!
?
: 第》6款 软土—地层中的水平—基床系数取值
【
!由,于软黏土的流—变特性水平基—床系:数与基?坑开挖选用》的时空参数和地质条!件等关系《密切:当围护结构按竖【向弹性地基梁模型计!算时考虑《上,述因素影响的—水平基床系》数的取值方法—见上海市标准地【基基:础设计规范DGJ】 08-11—
,
《
11.6.3 】 关于明挖法施工】结构的计算
】。
,
《 1 》作,用在明挖结构底【板,上的地基《反力的?大小及分布规律【依结构与基底—地层相对刚度的不同!而变化当地层—刚度相对较软时多】接近:。于均匀分布;—在坚硬?地层中多集中分布在!侧,墙及柱?的附近;介于—二者之?间时地基反力则呈】马鞍形分布》
【 为《了反映底板反力这】一,分布特点可采用底】板支承在弹性—地基上的框架模型】来计算目前国际【隧道协?会(:ITA)《大多数成《员都采用这一模型
!
,。
】计算中应注意两点
!
【 1)底!板的计算弹簧反力不!应大于地基的承【载,力所以?对于软弱地》层需通过多》次计算才《。能取得较为接近实】际的反力分布—;
《
? 】2)在水反力—。的作用?下底板?弹簧:不能受?拉
》。
综【上,所述:本规范规定明—挖结构宜按底板支】承在弹性地》基上的结构进行【计算:对于设置在软弱地基!上的小?跨度结构《也可近似假定底板反!力为均?匀分布进行计算
!
】当围护墙作为—主,体结构?使用时可在》底板以?下的围护墙上—设置分布水平弹簧并!。在墙底假定设置集中!竖向弹簧以分别模拟!地层对墙体》水平变位及竖向【变位的约束作用此】时计算所得的墙址】竖向反力不应—大于围护墙》的垂直承载》力,
! ,2 结构》受力分析的两种基】本方法及其比—较明挖结构使—用阶段的受力分析目!前有两种方法即【考虑施工过程影响】的分析方法和不考】虑施工?过程影响的分析方法!前者视?结构使用阶》段的受力为施工【阶,段受力的继续—因,此这种分析方法可以!考虑结构从施工开】始,到长期使《用的整个受力过程】。中应力?和变形的发展过【程;后?者则是把结构施【工阶段的受力与使】用阶段?的受:力截然分开分别【进行计算两者间的应!力和变形不存在【任何联?系计算经验表明
】
?
】 1)《是否考虑施工过【程对框架结》构使用阶段》受力的影响对计算】。结果有较大影响【。虽然影响程》。。度随着内衬墙与【围护:结构的结合》方式、施工方—法(顺作或逆作【。)、结构覆》土厚:度和水反《力大小的《不同而存在较大差异!但基本?规,律一般是不会变的例!如按不考《虑施工过程影—响计算时地》。下墙迎土侧底—板,节点处的弯矩明显偏!大、框架结构底【板外侧和顶板跨【中弯矩偏小等—;
:
:
— 2—)考虑施工过程【影响的?分析:方法:虽然:计算较繁杂但能【。较,好地反映使用阶【段,的,结构受力对施工【阶段受力的继承关】系以及结构》实际的受力过程且配!筋一般较《为经济故对》量大面?广的地?铁工程在施工—图设计?阶段宜采《用这:。种分析方法按考虑施!工过程影响的分析方!法,求得的结果进行地下!墙的配筋《时如果在结构分析】时没有?单独考虑《包括支?撑温度变化等对墙体!施加的预顶》力,影,响其迎土侧的配【。筋量应在《计算的基础上适当提!高为:了减少计算工作量】应开发?计算机专用程序;】
】 : 《3)不考虑施工过】程影响?的,分析方法可作为初】步设计阶段选择结】构断面的参考
!
:
:。 : 关于?明挖隧?道的整体性验—。算要求
—
1 ! 抗浮
】
【 1?)处于高地下水位中!。的明挖结构遇下列】情况:时应验算其抗浮稳】定性:
! 【 , (1)覆土—浅、结构大而深;】
:。
— — , , (2)从隧【道向地面《过渡的敞口段—
?
— :。 2)在验算】结构抗?浮稳定性时对浮【力、抗浮力的计【算及抗浮安全系数】的取值均需》慎重
! 》 , 抗浮力《一般有?隧道自?。。重、:隧道内部静》荷载及隧道上部的有!效静:荷,载也可考虑侧—壁,。与地:层之间的摩擦—力应注意抗浮力是随!施工过程及使用阶段!不断变化的》施,工期间?由,于静荷载尚未全部作!用在:结构上抗浮稳定【性往往会成为问题】
?
《 》 , 3)抗浮安全系】数目前尚无》统一规定宜参照【类似工?程,根据各地的工—程实:践经验?。。确定我国《各城市地铁采用的抗!浮安全系数见—。表13
》
表》13 抗浮安全】系数
】
,。
】 4)抗】。浮措施若抗浮安【全系:数不能满足要求则应!采取抗浮《措,施措施可区》分为:消除浮力和抵抗【浮力两大类
】。
】 《 (1)—施工阶段的临时抗浮!措施
】 ! 》 ①通《过降低地下水—位减小浮力降水减】压时应避《免引起周围地—层下沉;《
《
】 — : ②在底层结构内!临时充水、》填砂:或增加其《他压重?。;
《。
,
,
, , 【 】③在底?板中设临时泄—水孔消除浮力
】
】 — (2)使用阶段!的永久抗浮措—施
! 】 》 ①增加结构—自,。重此方法简单—。易行但由于结构【体积增大的》同时浮力也》随之增加《所以一?味地:通过:增加自重达》到抗浮的目》的往往是《不经济的《一,般多用于增加少许的!自重即可满足—抗浮稳定要求的情】况;
?
:
! !。。 ②在结构》内部局部用混—凝土:充填增加压重;【
》
! — ③在底板下【设置土锚或拉桩在】软,黏土地层中采用土锚!或拉桩时对桩土间】的摩擦力的设计取值!应作限?制不宜超过》极限摩阻力的—一半否则在浮力【的长期?作用下由于土—层,的,流变:效应会?导致:变形过大另外抗【浮安全系数不宜【小于2?。~,2.5?;
:。
》。 : ! ? ④在底板—下设置倒滤层泄【水引:流这一措施》可以完全消除水【浮力对结构的作【用不仅?解决了地《下结:构的抗浮稳定性问题!还可减?少结:构底板和其他构【件中的弯曲》应力;
》
?
! 】⑤利用?围护:结构作为主体结构的!一部分共同抗浮围护!墙兼有挡土、止水】和抗拔等多项—功能因而在实—际工程中得》到了广泛《应用但须注意此种】形式的结构在满足整!体抗:浮稳定性要求的同时!在,向上的水反力—的作用?。下地下结构》将产生?以两侧围护》墙为支?点的整体《挠曲变形地下结构的!宽度越大整体上挠】的倾向越《明显由此在地下【结构顶底板中产生的!附加弯曲应力也【越大所以《当地下结构的宽【度较大时该方法【不一定是最经—济的抗浮措》施,
! 此种抗浮措—施用于?内衬墙与围护—墙为复合式结构时需!在隧道的顶》部设置与围护墙整体!连接:的压:梁通过压梁》把作用在《。。地下:结构上的浮力—传递到?围护墙上
》
!2 整体滑移在斜!坡上修建《的明挖隧道》当作用在隧道左右】两侧:的,水平荷载《。有很大的差异时【或直接支承在隧道上!的,结构物地震中承【受,很大水?平力超过了由—侧向被动土压力及】隧道:底部结构与土壤之间!。的摩阻?力形成的水平—抵抗力时隧道就【有可能出现整—体,滑移:的危险一《般可采?取地基加《固或在底板下设【置永久性土锚等【。。措,施防治
【
3【 , 地基的垂》。直承载力《一,般,的明挖隧道都比和】它同体积的土的重】量轻地基垂直方向的!。承载能力大》多数能满《足,设计要?求但:。当地基非常软弱【基底土?因施:工被扰?动,或桥台、高层建【筑物等重《型结构物直》接支承在明挖隧道】上时应仔细研究地】。基承载?能力是否在允许范围!内超过时可采用地】基,加固或桩基》等措施?验算地基承》载力时可《扣除:底,板水浮力的》影响
】1,1.6.4 【关于盖挖逆作法施工!的结构设计
—。
【 1 盖挖法的!适用:条,件盖挖法是》在交通流量大的【市区修?建浅埋地铁车—站的一种有效方法视!基坑开?挖和施作结》构顺序的《不,同又可分为》盖挖顺作法》和盖挖?逆,作法两大类》盖挖顺作法对地面交!通,影响的时间短、造价!较低、工程难度不大!。、作业环境》较好、结构防水可】靠适用于地层较稳定!、一般挖深的双层】地铁:车站盖挖逆》。作法通常以结—构顶:板,代替临?时路面在其上覆土】后即可恢复地面交】通在顶板的》下面自上而下分层】开挖基坑和施作【结构:适用于地层》软弱、挖《深大、需要》。。。。严格控制施工—引起的地面沉降的情!况除此之《外还有一种所谓的半!逆,作施工法其特点是在!施作永久结》。构的顶板以后用【顺作法施工顶板以下!部分
—
? 2 》 施工期间地面交】通,的,处置盖挖逆作地铁车!站的结构形式、【支护:方案:、施工方法、机【具和技术措施—的选择与施工期【间对地面交通的【处置要?求关系密切必须在】总体设计阶段把【地面交通的》处置要求《作为设计《。的一个重《要边界条件予以【明确
! : 为:。。了充分发《挥逆作?法的效益必须—把减少?施,工对地面交通的干扰!作为盖挖逆作地铁车!站总体设《计,的重要?内容尽可《能压缩?破路、改移地—下管:线、施作侧壁支护】、中间竖向临时支】撑系:统和顶板、回填及恢!复路:面等项作业占用【道路的时间和—空间
?
:
施工!期间地面交》通的处?置一般有以下三种】选,择
—
— 1)》临时断道或封闭部】。分宽度的路面;
】
:
! 2)分条—倒边施工《结构顶板;》
【 3】)夜间施工、白天】恢复地面交通—
?。
,
在【以上的选择中随【着施工对地面—交通干扰的减少工程!难度和投资也—随之增?。大并对?工期等产《生,。重大影响就是—说在逆作法中要【求施工对城市正【常,秩序造成的负面【影响越小工程投入】就越大必须》兼顾城市和工程【两方面的承受—能力:根据车站的具体【。条件通过慎重比较确!定,一个大体能为各方】接受的交《通处置方《案或封路时间应尽】可能采用方式1)】或方式2)采用【方式3)时宜尽量】减少车站埋深采用】机动性较《强的钻孔灌》。注桩作为基》坑的支护并用—。预制:构件代替现浇顶板】
【 3《 , 中间竖向临时支】撑系统
! 【 1)系统组成【及一般形式中—。间竖向临时支撑系统!由,临时立柱及》其基础组《成系统的设置有三】。种方式
【
【 【(1)在永久柱的】两侧单独设置临时】柱;
》
《 》 ? : (2)临时柱【与永:久柱:。合一:;,
《
》 【 (3)》临时:柱与永久柱合一同时!。增设:。临时柱
【
】 由于方式(2】)可以简化施工、】加快暗挖作业—进度:和降低造《价目前已经成—为一种主《流方式?此时车站立柱的纵】向间距是一个重要的!设计:参数除?考虑:建筑要?求外还要结合地层】条件和工期等要【求经综合比较—后确:定一般宜《控制在6《m~7m当临—时柱的荷载很大时】可采用方式(3【)例如上海地—。铁常熟路站为—一个双?跨双层结构柱的【设计轴力高达8【000kN为—此施工期间》在两个永久柱之【间,增设一根临时—柱
—
— 2)结构【选型中间竖向临时支!撑系统?是结构封底前—承受和传递竖向【荷载的主要受—力构件其《承载:能力:、,刚度和稳《定,性关系工《程,的成败为《了顺利地将荷载传给!地基并把地基—沉降:控制:在结构变形的允许范!围,。内必:须合理选定竖向【支撑:及其下部结构的【形式和施工方—法,
《
》 : 施工阶—段的临时柱通常【采,用钢管混凝土柱或H!型钢柱柱下基—础可采用桩基或条】基桩基可采用钻【孔灌注桩、人—工挖孔桩、钢管打入!桩或异形《桩等条基一》般造价?较高仅在特殊需要】时,采,用
?
— , 》。3)中间临时立柱】的定位方《法及精度要求—在软土地层》中中间立柱一般【安装于直径90【0mm~10—00m?。。m的:深孔内它的准确【就位是逆作法施【工中的一项关键技术!为了保证中间立柱】的承载能《力和:连,接节点传力可靠必】。须严格控制中间立】柱的定位精》度并:在柱的设计》中根据施工》允许偏差计入—偏心的?影响对于双》层,车站一?般要求立柱的定位偏!差不大于20mm的!同时其垂直度也不】大于1/《500?;,三,层及三层以》上的:地下车站垂直度的控!制应:更为严格《
— 立柱的定位!有,两次法和一次法【之分两次定位—法的特点是在柱顶(!地面)?和柱底均设有定【位,装置柱顶《一般是?通过双经《纬仪:跟踪:校,。。。正后予以《。固定:柱底则通过下—。人操作?保证其对中及固定】避免:后续作业造》成柱身晃动和位【移采用?两次定位时柱—下桩基采用灌注桩时!混凝土需分两次浇】筑第一次浇至柱【底附近用《人工凿除顶部劣质混!凝土:、待立柱《就位后再进行二【。次浇筑?不仅:作业程序《复杂:、工作条件》差、费工费》时而且在《一般:。含水、松软的土层中!。对孔壁需有》专,门的防护《措施:一次:定位法则是在地表定!位通过特制的装置控!制桩身的垂直度并】将其固定可一次完】成水下?混凝土?的浇筑虽然作—业技术?难度大但可》以提高工效》、争取工《期是当今软土—地层中逆作技术【发展的?方向
! 4 —节点:。。构造逆作法施工的】车站结构其交汇【于同一节《点的各构《件并非同步完成【构件之间《。的相互连接》能否真正反映预【期的工?。作状态主要取决【于节点?的构造形式》、,。施工精?度和施工质》量对节点构造的基】本要求是连接简【。单、传力可靠—。、在逆作的特定【。。环境下可以操作【并为后续《作业提供施工条【。件
?
?
, 《逆作车?站的关键《节点有以《下几处
《。
《
: 1】)地下墙与顶、楼、!。底板等水《平构件的连接;
】。。
— : 2—。)后浇?梁与:。中间:立柱的连接;
【
【 《 3)中间—立柱与其基础如【H型钢柱与》钢管桩、钢管混【凝土柱与灌注—桩的连接等
!
采【用钢管混凝》土柱和H型钢柱时梁!端剪:力通过柱上专门【设置的钢牛腿—传给立柱而钢管混】凝土柱一般》是在其两《侧设置双《梁,承受节点弯矩;【H型钢柱由于可在其!翼缘:上穿:孔供梁的部分负弯矩!钢筋通过故而—梁的总宽度较窄
】
》 《5 : 沉降控制逆作法施!工时必须严格把边】、中桩的《升,沉控制在结构变【形和节点连接精【。度的允?许范围内通常要【求相对沉降不大【于,0.:。003L(L—为边:墙,和立柱之间的跨度】或立柱之间的跨度】)一般措施包—括
【 》 1)选择较】好的土层作桩、墙】的持力层或采用条】基;
》
【 《2):选择摩阻力大、【。抗沉降能力强的【桩型:如,扩底桩、多分支【承力盘桩和竹节桩】等;
—
》。。 3)增强!边墙的整体刚度【灌,注桩作护壁时应【设置具有足够刚【。度的内衬《墙并在桩顶设置刚】度较大的冠梁—;连续墙作护壁且不!设内衬时其槽段之】间应采用能有效【传递剪力的接头如钢!板接头等;
】
— 4—。。)选择合理》的施工工艺、—加强施工质量控制把!沉渣:减至最少措施包【括配置高质量—的泥浆并加强—泥浆质量监控;采用!反循环技术;加强】工,序衔接?减少成孔(槽)后】的搁置时间》;提高清底质—量等;
】
】 5)通过注浆【提高桩、墙底部混凝!土的密?实,。度及围岩强度
】。
6! 施工缝处理采】用逆:作法施工时主体结构!的内:衬墙和立柱是在【上部混?凝土达到《。设计强度后再接【着浇筑的由》于浇筑过程中在混凝!土表面形《成,的气泡、混凝—土硬化过程中产生的!收缩和自身》下,沉等影响施工缝【处,不可:避免地会出》现缝隙对结构的【强度、?防,水性和耐久性造成不!利,影,响为此需对施工【缝进行?特殊处理
!
一般多在!侧墙上设置L形【接头中柱设》V形接头接头倾角以!20°~《30°为宜》
【 ?施工:缝处理有《直接法、注入—法和:。。充填法之分直接【法为传?统施工方法注入【。法是通过预先设置的!注入孔向缝隙内【。注入水?泥浆或环氧树—脂充填法是在下【部混凝?。土浇筑到适当高度(!一般与施工缝之【间留1?0mm~15—mm:空隙)、清除浮【浆后再用无收缩【混凝土或砂浆充填】
》
: 从实际效果和!室,内试:验的结果《看即使采用无收缩】混凝土直接法也【难以完全消》除新、旧混凝土【之间的缝隙由—于其上?下两部分混凝土【不能有?效地形成《整体使构件》的传力?。性能和防水性能【大为降低因》此这种方法常与注】入法联合使用—。
【 室内试—验表明?用注入法或》充填法施工时施工缝!。处钢筋分担》的荷:载比整体浇筑时增大!约10%《~,30%;《施工缝处《在20m《水头下开始渗—水25m水头时出】现漏水现象》这说明虽然注入法和!充填:法的接头性能较好】但仍难以达到整体混!凝,。土的:状态
》
? 综合以【上情况?并考:。虑,到地下逆作在恶劣的!施工环境下对施工质!量难:以,全面控制《在盖挖逆作车站的】结构设计中应充分】考虑施工缝可能存】在的缺欠具体做【法如下
! 》 1)中—间立柱尽可能采用】钢管混凝土柱—使之一步到位避免在!永久柱中出现逆作接!头,;
【 , : 2—)如果采用直—接法施工立柱的全】。部荷载应由》劲性钢筋承担—。。;用注入法或—充填法?施工:的钢筋混凝土柱和边!墙其配筋量宜在理论!计算:的,基础上适《当提:高;:
,
! 3)—。内衬和围护》墙间宜设置夹层防】水层
《
》 , 第6款 — 现浇钢筋混—凝土地?下连续墙的》设计
》。
1】 单元槽》段的长?度,和,深度槽段长》度和深度的确定一】般与以下因素有关】
】 : ? 1)设计要—求即与结构》物的用途、形状【、尺寸、地下—连续墙的《预留孔洞《等有关;
【
】 2)》槽段:稳定性要求》即与场地的工—。程地质条件、水文地!质条件、周围—。的环境条件》(如临?近建筑物《或地下?管线的影响)和【泥浆质量、比重【等有关;
】。
【 3)施工条】件即与?挖,槽机性能、贮—浆池容?量,、钢筋笼的加工【和起吊能力、混【凝,土供:应和浇灌能力现场施!工场地大小和施【工操作的《有效:工,作时间等有》关
【 一般可参考!已安全施工的类似】工程:实例确定以上海地区!的淤:泥,质黏土地层》为例地下水》位在:地表面以《下0.5《m~1.0m处槽段!长度采用6m—左右挖槽和浇注混凝!土都较顺利并—已有最大挖深—达50m的成功实践!当槽段过长过—。深、贴近现有—建,筑物:、,地层特殊或地下水】位变动频繁时需进】行槽壁稳定性计算或!现场成槽试验
【
— :。 ,2 : 地下连续墙的【。接头形式应满足【。结构使用和受力要】求当荷载沿地铁【纵向均匀分》布,并设有内衬》时,。可采用普通圆—形接头?;无内衬时应采用】防水接头;》当需:要把:。单元槽段连》成整体时采》用,刚性接头
!
》3 从传力可【靠和简化施工考【虑地下连《。续墙与?主体结构《水平构件宜采用钢】筋连:接器:连接钢?筋连:接,器的抗疲劳》性能:及割线模量必—须符合钢筋机械连】接,技,术规程JGJ 1】。。07:的要求当《二者采用钢》筋连接时墙体内预埋!连接钢?筋应选用H》PB23《5级:钢筋考虑泥》浆下浇筑混》。凝土对钢筋握裹力】的影响对受》。剪钢筋?的锚固长《度一般取为30【d
:
【 4 为保【证使用要求墙体表】面的局部突出大【于10?。0mm时应予以【凿除墙面侵入隧道净!空的部分也应凿除
!
1—1.:6.5 《 关于盾《构法:施工的隧道结构设计!
》
《 第:1款 为了取得较!。好的经济效益在工程!地质条件好、周围土!层能提?。供一定抗力的前【提下衬砌结构可【设,计得:。柔一:些但:圆衬砌环《变形的大《小对结构受力、接】缝,张角:、,接缝防水《、,地表变形《等均:有重大影《响故必须对》衬砌结构的变形【进行验算作必要的控!。制,一般情况下衬砌结】构径向计算变形在3!。‰~4‰D》。(D为隧道》外径);接缝—变形:应符合环缝张开不】大于2?mm(变形缝处不】。大于3mm》~4mm)纵缝张开!不大于3《mm的要求接缝的】张开量也不应超【过防水?密封垫对接缝张开】量的要求
!
》第,2款 衬砌—结构的?计算简图应根据地层!情,况、衬砌《的构造特点及施工】工艺等确定》装配式?圆形衬砌视地—。层情况可分别—按以下方法进—行计算?
?。
— : 1 自由圆!环法埋设于松软、】饱和土层(N—<2~?4N为标准贯入试】验锤击?数)中的《衬砌当结构》变形时土《层一般无法(较【少)提供被》动抗力为简单起见】略去接头《刚,度,对衬砌圆环》内力的影响按—自由:变形的匀质圆—环来计算可求—得偏安全的内力而接!。缝处刚度不足时【往往采用衬砌环【的错缝拼《装予以弥补这对【分块较少(尤其【对分成?四块、接缝处于垂直!、水平轴成4—5,°位置)的衬砌环】。结,构尤为合适
!
,
!2 衬砌环间采】用错缝拼装时可【。按修正惯用》法考虑由于》。。纵向接头存在引起的!匀质圆环刚》度,降低及环间接头通过!剪力传递所》引,起的断面与接—头,内力的?。重分:配;或以二环为一】。个计算单元、块与】块间设接头的回转】。弹簧、两环》。之间设径向剪—切弹簧及切向弹簧】的计算模式进—行计算
—
【 : :3 梁弹簧模型计!算法在实际》工程中地下装配式】圆形衬砌《结构螺栓接头—能,够承担?一定的弯矩、轴力和!剪力且接头的变【形和内力间呈线【性关系因此可将这】样的接头当》作理想的弹性铰【对埋设于N>2~】4土层中的隧道【衬砌结构可以考虑衬!砌与地层共同作用在!结构防水《。确有保证的情况下】。用,此,法计算可大大减小断!面弯矩给工程带【来较大的《经济效益《此时必须对圆环的】变,形作一?定限:制并对施工提出必】要的技术措施
!
【 若》有条件采用》有限元法进行结构】分析就可将较—多的构造因素考【虑进去如接头螺栓及!螺栓所施加的预应力!、块与块间的传力】弹性:。衬垫的作用等有利于!优化设计
》
【 :第4款 装配式】衬砌的构造要求
!
— : 1 — 装配式《衬,砌按结构形式区【分为砌块《和管片两大类管片】环与环、管片与【管,片间均用螺栓—连接虽有《施工操作麻烦、用】钢量大?的缺点但《。可增加隧道抵—。抗变:形的:。能力有?利于保证施工—精,度、施工安全及衬砌!接,缝防水故在松软、】。含水、无自立性的土!层中:多选用管片
—
:。
:
【。 , 管片按其》螺栓手孔的》大小通常有箱形【和,。平板之分当衬砌较厚!时为减轻自》重常:选用腹腔《。开有较大、较深手孔!的箱形管片;—管片较薄时为了能承!受施工中盾构千斤】顶的顶力则以选【用较少开孔的平板形!管片为宜
—
】 ? 2 选》用较大的环》宽可减少《。隧道纵向接缝和漏水!环节、?节约螺栓用量、降】低管片制作》费和施工费》、加快施《工进度但《受运输和盾构—及机械设备能—力的制约《故应综合考虑
!
,
11《.6.6《 ,。 关于矿《山,法施工的结构设计】
》
, 第1款 !初期支护《。的稳定?性判别
】
: 《 ?开挖宽?度小于1《0m的单、》。双线区间隧》道初期支护稳定性】的判别可采用铁【路隧:道设计?。规范TB 100】03附录F的方法大!跨度渡?线隧道?及,车站结构初期支护稳!定性的判别应—通过专?门研究确《定
《
【第2款 锚喷衬】砌和复合《式衬砌初期支护【的设计参数
!
! 对单、双线区间隧!道一般可参考有关规!范及工程实例按【工,程类比法决定—其设:。计参:数某:些特殊地形、地质条!件下(如《浅,埋、偏压、膨胀性】围岩、原始地—应力过大《的围岩等)及大跨】。。。度渡线隧道》或车站结构的初【期支护应通》过理:。论计算按主要承【载结构确定》其设计参数
【
! 土质》隧道的初期》支护应采用包括超前!支护、格栅钢架【。或钢拱架、钢—筋网片和喷射混凝】土等组合的支护【方式其设《计应:满足以?下要求
》
】 , , :初期支护厚》度不应小于》200m《m并不宜超过35】。0mm;
!
】 初期?支护中的钢拱架【宜优先?选用:钢筋格栅《根据需要钢拱—架间距可采用—500m《。m~10《0,0mm钢筋格栅【的主筋直径不宜【小于18mm;
!
—。 : 初期支【护厚度不大于—300m《m时宜在其内侧设】置单层钢筋网片【;初期支《护厚度大于3—00mm时可—考虑在其《。内外侧设置》双,层,钢筋网片;
!
】 初期支护—各分节间应采—用可靠的连接—。
【 第《3款 《。二次衬砌的设计【
【 ? , 1 第【四纪土?层中的浅《埋结:构、流变性或膨胀性!围岩中的结》构,。、提前施《作二次衬砌》的结构以及施作二次!衬砌后外部荷—载增:大的结构除满—足本条第2》款的要求外尚应考虑!由初期支护和—二,次衬:砌共同承受外部荷】载可采用《荷载-?。。结构模?型根据已有》结构:复合衬砌的现场实】测资料?整理归纳的》压力值作为二—。次衬砌?的计:算荷载
! :。 2 】 对于初期》支护和二次衬—砌交替施作的大跨度!车站结构或连拱结构!可采用?地,层-结构模型—或荷载-结构模型根!据初期支护和二【。次衬砌之间的构造】特点和应《力传递特《点按施工过程—分析确定《二次衬砌《的受力情况
【
《 ? ? 3 由于喷】射混凝?土难:以完全?满足地铁工程的【耐久性要求应通过】加强二次衬砌的方法!来保证矿山法结构】的耐久?。性要求所以长期【使用阶?段复合衬砌的受力分!析应考虑初期支【护刚度下降》以后外部荷》载向二次衬砌的转移!
《
! 4 考虑到浅埋!条件下?及Ⅴ级~《Ⅵ级围岩中外部【荷载:。数值及分布的不确】定,性以及城市地下水位!变动的可能》性从安全角度考虑二!次衬砌宜采》用钢筋混凝》土结构
】
11.6.—。7 : 沉管法《施工的隧道结—构设:计
》
,
第5【款 管节接—头形式的选择应【综合考?虑隧道的《横断面尺《寸、外部荷载—和,温差等在沉管隧道】中产生的纵》向应:力和变形《量、抗?。震设防?要求、接头》处理的施工工艺的难!易程度?和经济性等因素地】震设防区、隧道【横断面较大或沉管段!较长的?隧道应?优先选用《柔性:接头
《