苏州轨道交通建设技术文件-地下车站基坑设计.doc

苏州轨道交通建设技术文件
地下车站
地下车站基坑工程设计
建设指导意见
(报批稿)


前言
地下车站基坑工程是轨道交通工程建设的重要组成部分。为保证苏州轨道交通工程建设的顺利进行,使基坑工程设计符合“安全可靠、技术先进、经济合理、方便施工”的原则,特制定本指导意见。
本意见适用于苏州轨道交通采用明挖法施工的地下车站、区间工程的基坑设计。
轨道交通地下车站基坑工程的主要设计内容是根据地质条件和环境保护要求合理的确定围护结构型式、支撑体系、地基加固要求和施工方法工艺。本指导意见根据苏州轨道交通一号线24个地铁车站基坑的设计及实测资料,对基坑围护结构的选型、支撑体系、地基加固条件、施工条件及相应的基坑变形进行了较全面的总结,可供设计者对其在一定地质条件下所选用的基坑支护体系和基坑开挖施工方法能否达到控制基坑变形、满足环境保护要求进行宏观的判断。
本意见中未涉及的要求、参数请参照规范选用。
1 一般规定
1)苏州市轨道交通深基坑应根据周边环境、开挖深度、工程地质与水文地质等合理确定深基坑安全等级及重要性系数。基坑工程根据其重要性分为以下三级:
表1 基坑安全等级
保护
等级
地面最大沉降量及
围护结构水平位移控制要求
基坑和环境保护要求
γ0
一级
1、地面最大沉降量≤%H
2、围护结构最大水平位移≤%H
3、KL≥
1、离基坑周围1H范围内有地铁、煤气管、大型压力总管等重要市政设施及重要建筑物必须确保安全;
2、开挖深度≥18米,、重要管线等市政设施或重要建筑物。

二级
1、地面最大沉降量≤%H
2、围护结构最大水平位移≤%H
3、KL≥
1、离基坑周围1H~2H范围内有重要干线、在使用的大型构筑物、建筑物或市政设施;
2、开挖深度≥14米,且在3H范围内有重要建筑、重要管线等市政设施或建筑物。

三级
1、地面最大沉降量≤%H
2、围护结构最大水平位移≤%H
3、KL≥
基坑附近2H范围内没有重要或较重要的管线、建(构)筑物。


注:
*表中H为基坑开挖深度。Ks为抗隆起安全系数(以最下一道支撑点为圆心的圆弧滑动计算公式计算)。
*位于对位移、沉降有特殊要求的场所附近的基坑工程,具体参数另行确定。
*车站主体结构的基坑安全等级不宜小于二级。
2)基坑支护结构应分别采用以分项系数表示的极限状态设计表达式或安全系数的表达式进行,具体规定如下:
(1)结构构件(含支撑、围檩等)设计,应按极限状态设计表达式进行:
截面弯矩设计值M、V
M=
V=
N=
式中 Mc 、Vc、Nc—截面弯矩、剪力、轴力设计标准值,系指采用土体固结快剪标准值所得出的内力计算值。
(2)围护结构整体稳定性验算,应按安全系数表达式进行。整体稳定性计算内容包括:
围护结构的抗倾覆稳定性验算,;;。
围护结构底部土体的抗隆起稳定性验算(包括围护墙底地基承载力验算、以最下一道支撑点为圆心的圆弧滑动的基底土体抗隆起验算)。
围护结构底部土体的抗渗流或抗管涌验算,~;基坑底土为砂性土、砂质粉土或粘性土与粉性土层中有明显薄层粉砂夹层时取大值。
基坑底部土体抗承压水头的稳定性验算(基坑开挖面以下有承压水层时);。
3)结构计算
(1) 结构计算模式,应按结构的实际工作条件,并反映结构与周围地层的相互作用。一般只进行结构横断面的受力分析。推荐以施工过程和使用期间分阶段采用增量法进行内力计算。
(2)一般情况下,结构标准段可沿线路纵向取单位长度,根据设定的开挖工况和施工顺序按竖向弹性地基梁模型分阶段进行内力及变形计算
。
推荐采用“K”法进行计算,开挖面以下建议按矩形分布。
(3)当结构、荷载有较显著的不对称时,应采用全断面法进行计算。
(4)围护墙结构兼作车站主体结构时,尚应按主体结构设计所遵循的规范进行设计。
4)荷载取值
(1)坑外超载
盾构井段:30kPa;
当基坑边通行重型车辆,交通流量大时:按不小于30kPa计算,并考虑动力作用。
其它段:20kPa。
(2)水、土压力
按表1进行环境控制的基坑,施工期间围护结构的侧向主动水平压力宜按兰金公式计算;
对位移有特殊要求的基坑,宜采用静止土压力计算。
施工阶段粘性土地层可采用水土合算,对于砂性土地层应采用水土分算;使用阶段均应按水土分算计算。计算中应计及地面荷载和邻近建筑物以及施工材料、机