文摘
复杂的工程地质条件和周围环境条件的现有的地铁线路和相邻建筑物大大加深了地铁站基坑设计和施工的难度。基于基坑工程Luboyuan站南京地铁9号线,本研究选择合理的基坑设计方案支持开展相关研究通过分析现场地质环境条件。通过工程地质条件的分析和评价的工程,在这个过程中可能发生的工程地质问题的建设。根据网站的地层岩性特征,水文地质条件,和地下工程结构的特点,基坑支护系统的设计优化和分析。结果表明,充分利用地层的地质特征,采用有效的支持方法可以确保基坑施工的安全,降低工程成本的描述,和缩短施工周期,可以用作参考类似工程和建筑业。
1。介绍
高随着城市化的发展,人口的高度集中,所有权和机动车的快速增长,城市交通拥堵的现象越来越严重。目前,交通承载能力是城市发展的约束条件1- - - - - -4]。轨道交通便利的优势,高速度,和巨大的力量,已成为城市现代化的一个重要组成部分,高质量、全方位的立体交通网络。它可以极大地改善城市交通拥堵的问题(5- - - - - -7]。同时,新发展观traffic-guided发展(TOD transit-oriented发展)模式中,轨道交通引导城市发展模式,发生了新的变化,不仅重塑城市空间形式,而且还改变城市规划和市场空间8]。因此,交通部门一直在推动城市轨道交通的高速、高质量的发展。
10到2020年,地铁已经在南京开业,包括1号线4号线,10号线,线S1, S3,和行S7线S9,形成一个在南京地铁网络覆盖11个市辖区(9,10]。如图1运营里程378公里,全国排名第六,和南京已成为中国第一个城市开放地铁区、县,分享53.82%的城市公共交通。然而,由于南京横跨长江,三个基岩隆起,在中部城市和两个断陷盆地,秦淮河贯穿从南到北11]。根据分工的主要工程地质区和不同土壤层次在南京地区,虹中,和其他人来说,工程地质条件主要分为的泛滥平原长江(带状区域主要分布在长江的两侧一定宽度),古代秦淮河的通道,和多级河流阶地,土层参数非常不同(12]。郑et al。13)认为,有三种类型的地貌单位:南京地区构造剥蚀低山和丘陵地区,inter-hillock沉降区,和河谷平原地区,各种工程地质和水文地质条件,地铁隧道是一个线性项目通过不同的地貌单元。每个团队的工程地质和水文地质属性是非常不同的。南京复杂的工程地质条件和周围环境条件的现有的地铁线路和相邻建筑物大大深化设计和施工的难度。目前,南京地铁的新里程低于其他省会城市。
南京地区的浅层主要属于富含水分的软土地基,和盾建设通常是用来挖地铁隧道。开挖工程方法用来进行车站建设(14- - - - - -17]。露天矿地铁站需要建立的基坑支护结构,然后挖掘深不见底的基坑(18- - - - - -20.]。然而,地铁车站一般位于城市的繁华地区,人口集中,密集的建筑,和许多地下管道(21,22]。无底的车站基坑的开挖容易导致周围的土壤的位移和地面沉降。支持设计和施工的基坑应考虑周边环境带来巨大风险(23,24]。近年来,建设的江苏和浙江地区的深基坑工程,重大工程事故造成由于复杂的工程地质条件,复杂的周边环境条件,和支持结构的选择不当,导致大量的经济损失。连续墙被广泛作为深基坑的支护结构由于其轻微的振动,高刚度和良好的防渗。
东南海岸的760个地铁站建造在过去20年,650年采用隔膜墙作为基坑围护结构。以48地铁站深基坑收集在南京,例如,只有21基坑地下隔膜保护墙,钻孔灌注桩覆盖另一个26,一个项目使用南都桩(25,26]。大多数的项目,选择隔膜墙作为深不可测的基坑支护结构位于长江漫滩和古代秦淮河的通道。钻孔灌注桩承载力通常用于深基坑的支护设计条件下的河流阶地。因此,尽管一些技术标准和规格可以指导当地的地铁建设,类似工程的施工经验仍然需要使用实际的设计中作为参考。
然而,不同地区土层的物理力学性质不能盲目地复制。可能会造成不必要的浪费,盲目地选择支持模式没有充分考虑,或单方面提高安全系数的支持。必须合理利用地质结构特征的岩石和土壤和周围环境条件,减少项目成本效益,解决基坑施工的技术问题,加快施工速度和其他因素(27,28]。
在这项研究中,服用的基坑设计Luboyuan站在第四南京地铁9号线工程为例,通过分析和评价项目的工程地质条件,研究了工程地质建设过程中可能出现的问题。根据现场地层岩性特征、水文地质条件、地下工程的结构元素,基坑支护结构的设计优化和分析。
2。项目的概况
2.1。项目概述
线9是一个当地的第一阶段在网络的西北方向,从丹霞路站在北部和南部滨江公园站,通过三个行政区划:宣武区,鼓楼地区、和Jianyu区。线的总长度19.68公里,地下线,共有16个站,包括9个转运站,平均站距1.26公里(见图2)。
Luboyuan站的这个项目是一个岛地下三层平台站与双柱箱梁,箱形框架结构。采用明挖的方法施工。层,地下车站大厅第一设备第二地下楼,地下平台是在第三楼(见图3)。
2.2。周边环境
主要的地下管道影响的主要围护结构的施工Luboyuan站如下:4.6 220 kV电力管,埋深埋1.2 380 V电源管,埋深2.85米DN800雨水管道,并埋葬4.6通信光缆。主要的地下管道影响的建设辅助Luboyuan车站的围护结构如下:埋4.6 220 kV电力管,埋2.85 DN800雨管,埋2.85 DN400雨管,埋1.2 DN1400供水管道。地面绿色水管,路灯供电线路,信号光通信线路、管道和其他小型分散的站点应当废除。
车站的西北边是南京中国绿化博览会公园,西南边是Yuanjiang渔港,东南和东北边是绿色开放空间(见图4)。相邻的建筑还包括Luboyuan站10号线(地下二层车站,衣架式转移)和长江地下综合管线走廊快速大道改造工程(地下一层,约7米的主体站)。
2.3。地质和水文
Luboyuan站属于的地形地貌单元Ningzhen Yangqiu丘陵和平原地区,河谷平原。这个网站是分布在南部的长江,地形平坦和开放。车站安排长江大道,宽约82米。沿着线是相对平坦的地面,和现在的地面高程5.1米至5.7米之间。附近的表面主要由全新世(Q4)人工灌装,粉质粘土,泥泞的粉质粘土(与淤泥和淤泥混合)。地下水在这个网站主要是孔隙潜水,和由于伟大的软弱粘性土之间的不同渗透率层的上游和中下游部分网站和沙质土壤含砾石粉质粘土在底部,地下水在砂土层和含砾石粉质粘土micro-pressure-bearing属性。此外,还有少量的基岩风化带基岩裂隙水。
3所示。工程地质条件的分析
3.1。工程地质地层的划分
详细了解区域地质,水文地质,和站点区域的工程地质条件,基础类型和施工方法的适用性进行了分析和评估,预计可能的岩土工程问题,大量的现场和实验室测试。根据地质调查和调查数据结合地貌单元,这个网站的地貌类型属于长江泛滥平原的地貌和工程地质部门属于长江泛滥平原工程地质区(分区)。人工灌装是广泛分布在表面的磁场区域,其次是粘土、粉质粘土、泥粉质粘土(混合粉砂和粉砂)、粉质粘土(混合粉砂和粉砂)、粉沙,medium-coarse砂和砾石。下伏基岩是白垩纪统砂质泥岩。岩石表面波动不大,埋深约50米到53米。岩石和土壤的网站分为16个工程地质层。这个分层方案有很多数量和复杂的内容,这是不利于设计师的使用。在这项研究中,根据年龄、起源、状态特征、岩石和土层的埋深,基坑的开挖深度的地层分为6层,如图5和表1。
勘探孔在这个调查主要是安排在一个“Z”形路口3∼5米外轮廓的主要结构,和勘探孔的间隔大约是20米。勘探孔内的车站结构,孔间距不大于24米。共有50个勘探孔排列,包括16控制孔,34个通用漏洞,和11个测试孔。
岩石和土壤的物理和力学性能质量网站的图所示6和表2。从表中可以看出,上层土壤强度低,压缩性,孔隙率和渗透率,均匀性差,工程地质性能差,属于弱透水层。这是一个弱透水层。中央土强度低,压缩性高,工程地质性能很差,和不均匀渗透。水平方向的渗透率明显大于垂直方向的,属于弱透水层。下部一般强度,低压缩性、和一般工程地质性能和属于中等透水层。底部土壤强度较低、中、高压缩性,工程地质性能差。由于包含大量的淤泥,水平方向的渗透率明显大于垂直方向的,这是一个弱透水层。
3.2。评价工程稳定性和主要问题
基坑的深度的主体站约26.20米,基坑的深度的附属结构(空气入口,轴等)约为12.10 m,埋藏深度大;在上部没有建筑,地下水位高。车站的主要地下室位于较低的土壤,和这一层的工程地质性能一般;辅助结构的底物都是位于中间的土壤,泥泞的粉质粘土、粉土,这层是软土地层,容易产生不均匀沉降,地基的稳定性的综合评价是不够的。
考虑到基坑站的靠近建筑物施工和市政道路,有许多地下管道,和周围环境比较复杂。挖掘深度,土壤非常松散,土壤结构和能很穷;很容易被打扰和崩溃,侧向位移变形发生。基坑施工的主要问题是边坡不稳定,基坑底部隆起,管道,流沙,和周围建筑物、道路、地下管线和设施。结合地质条件、水文条件、基坑的开挖深度、周边环境、项目的主要围护结构采用地下连续墙+内部支持,辅助结构的维护结构采用土壤混合墙(南都)桩+内部支持,和内部间隙可以由混凝土和钢铁。支持系统不仅应该满足承载力的要求也满足变形的要求。
4所示。基坑工程设计
4.1。地下连续墙设计
车站的原始地面高程5.18米到5.78米,地下连续墙围护结构是1200毫米厚,内部和外部的防渗墙Ф850@600更强化了三轴搅拌桩(图7),强化深度为20米。强风化沙泥岩(防水层)插入防渗墙底部形成一个封闭的基坑地下潜水和micro-confined供水切断。管道是用于排水洞里,地下水位降至1米以下开挖基坑,表面和观测井排列在坑外,必要时可作为回灌井。Luboyuan站的基坑支护结构采用1200 mm厚防渗墙,总共84块,和h型的钢关节;墙的平均长度是54米,和墙上的脚趾位于强烈风化沙泥岩层。C35水下混凝土采用地下连续墙,16.7 MPa的抗压强度和弹性模量为31500 MPa,和混凝土抗渗等级不小于P6。
4.2。支持系统设计
提供的标准部分基坑中部有七个括号以及基坑的深度。第一个和第五个钢筋混凝土括号,第二,第三,第四是Ф609的钢牙套,和第六届和第七Ф800钢牙套。东西方的支持安排好结局是一样的标准部分,除了垂直布局的支持之间的距离是不同的。第一个具体支持的水平间距约9米,和一个封闭的钢筋混凝土环梁是地下连续墙的顶部,和梁的混凝土环梁用作第一个支持和抗浮顶梁的主要结构在同一时间。横向间距的第二,第三,第四,第五,第六,第七支持是3米。钢板的支持是嵌入在地下连续墙,直接在地面上墙和钢支持行为没有设置钢梁。有一排460毫米×460毫米临时格列在中间,和晶格基金会采用“850无聊灌注桩等。“车站的辅助结构是一个地下单层结构,基坑的开挖深度是9.5米到9.8米。箱体结构采用Ф850@600SMW施工方法桩+内部支持系统(2垂直括号,第一个是一个混凝土支撑,另一种是钢支撑),和Ф700@500双轴搅拌桩加固坑的底部。钢筋混凝土内支撑可以充分发挥的特点抗压承载力高,变形小,和重要的大量材料的刚度,它扮演着一个重要的角色在减少圈地的水平位移,保证箱体的整体稳定性,并降低成本的技术施工措施同时,如图8。C35混凝土采用钢筋混凝土内部支持,抗压强度为11.9 MPa和弹性模量为28000 MPa。
4.3。土开挖设计
的主要基坑Luboyuan站分为两个小基坑由于10号线的转移。160小基坑开挖南端使用一步开展土方工程(见图9)。开挖方向进行了从南到北(确保盾构接收站点)。最后,剩下的土方工程收集、垂直运输、集中的积累,和向外运输转移节点附近进行。55米小基坑在朝鲜进行垂直开挖土方工程;根据附件的工作条件,在基坑的西北角落比较宽敞,和垂直运输操作点和临时地球积累区域可以设置;地球被蛤抓住或汽车起重机垂直运输,和基坑的挖掘机配合收集西北角的土方工程;钢支持优化之间的距离,提升轴挖掘机的设置。
4.4。主要技术问题和措施
基坑开挖施工、脱水和结构会造成干扰,不均匀沉降,和噪音污染,阻碍正常操作现有的线,和生产管理和控制的要求很高,因为Luboyuan站之间的转移和当前行10;基坑开挖、排水、结构以及其他施工会影响现有的线。当地下连续墙穿过粉砂和粉砂质砂层,容易导致崩溃等缺陷,泥夹带,洞,很难形成一个槽;它直接导致缺陷如限制入侵,位移,和分支,是具有挑战性的控制垂直度;很容易导致关节绕组和渗漏等缺陷,和常见的处理很复杂。位于长江漫滩层,不容易控制脱水的影响。太重降水很容易引起地面沉降,沉降,和周围结构的开裂,也容易导致基坑水位下降,不能和开挖是很困难的。
确保现有的安全行,防渗墙的质量控制关节,和基坑开挖和降水的影响,它已经工作,如果必要的联合治疗的外壳结构做得很好,开槽机是用来凿了古老的防渗墙混凝土的一部分,确保混凝土结构的完整性。地下墙的开槽施工的过程中,我们应该关注控制垂直度的开槽和加强培训开槽司机的技术水平,确保每个地下墙的垂直度符合要求的0.3%的代码。每个地下连续沃利斯槽后,垂直必须超声波探测器探测到。建设低槽壁的垂直度超声检测数据及时调整;的监测和分析水位和水量脱水操作得到加强,及时发现的问题要及时解决,抽水井和泵流量的数量,和脱水,需要调整,以确保基坑的安全、环境和其他详细的施工计划措施。
5。结果和分析
在这项研究中提出的基坑设计方案用于建设。同时,解决地下连续墙,墙上墙连续墙的变形,加固连续墙的内力,表面沉降在车站,和钢支架的轴向力监控。监测数据进行处理和分析,结果总结如下:(1)防渗墙的最大沉降速率为0.02毫米/ d,最大月度结算是0.65毫米,最大累积沉降是9.25毫米。(2)防渗墙的倾向基坑的监测。最大月度倾向值是1.5毫米,累积最大偏差为8.6毫米(警告值25毫米)。(3)连续墙的钢筋内力监测。钢筋的最大应力是15.7 kN,位于18.6米以下连续墙的顶面。(4)车站周围地表沉降监测。最大的月度结算是1.3毫米,最大累积沉降是9.1毫米。(5)钢支撑的最大轴向力1564 kN,和单个钢管的轴向力撑不超过其最终稳定承载力。
根据上面的分析,基于基坑变形控制标准在南京,结果表明,支承结构的承载力和变形在允许的范围内,所以项目的支持方案是可行的。
6。结论
的基坑设计Luboyuan站在第四南京地铁9号线工程为例,通过分析和评价项目的工程地质条件的网站,本研究给出了工程地质建设过程中可能出现的问题。根据现场地层岩性特征、水文地质条件、地下工程的结构元素,基坑支护结构的设计优化和分析。研究的结论如下:(1)根据大型地下水位的特点,土壤颗粒分布不当、easy-to-occur地质灾害,如管道和流沙,高度复杂的地下结构,采用四格盆地的开挖方法。这种施工方法加速了基坑的施工周期,解决了基坑的结构带来的巨大困难的支持。(2)由于基坑的开挖深度是最大的,包括淤泥层和细粉砂层,承压水水头高,和土壤侧向压力高。因此,结合地下连续墙支护结构强化了+内部支持+三轴搅拌桩地板可以有效地控制土壤和地下水的侧向变形渗透。(3)使用这个方案成功实现安全、快速的深基坑工程建设,避免大规模干扰周围的水和土壤,大大节省燃料和电力等能源消耗和保护周围的环境中发挥了重要作用。
数据可用性
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的利益冲突
作者宣称没有利益冲突有关这项研究的出版物。