11.6 ! 结构设计
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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 50【010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【1,1.6.《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?30:0mm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?30mm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
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《 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
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,
》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~5】m;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
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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《10: 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S—Z-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D—BJ 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 08—-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!G,B 50021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(I—T,A)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
】
11.6.4】 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6m—~7:m,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900mm~【1000mm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20m!m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0.0【03L(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!10mm《~15mm》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0.5m【~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!5,0m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JG?J :107?。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》PB235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3—。0d
! 4 为保】证使:。用要求墙体表面【的局部突出大于【100m《m时应予以凿—除墙面侵入隧道【净空的部分也—应凿除
【
11.6.5 ! 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—3mm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10m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 》。。1000《3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《。200mm并不【宜超过?3,5,0m:m;
《
— 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500mm~【1,000mm钢筋【格栅的主筋直径【不宜小于1》8m:m;:
?
? 初!期支:。护厚:度不大于《300?mm时宜《在,。其内侧设置》单层钢筋网片;初】期支护厚度大于30!0mm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
《