地鐵是很多大城市都有的一種交通工具，給很多上班族帶來了福音，避免了馬路上堵車的現(xiàn)象，同時也給上班比較遠的人帶來了方便。本文就描述了地鐵建設(shè)中的一些施工問題，下面是論文范文以供大家參考。
　　工程師系列職稱論文范文賞析：
　　摘要：隨著城市地鐵軌道交通建設(shè)的蓬勃發(fā)展，對地鐵車站這一客流聚集區(qū)的開發(fā)也越來越受到重視，基坑工程也向大深度、大面積方向發(fā)展。深基坑工程的圍護結(jié)構(gòu)是保證基坑安全的首要條件，是地下工程的前期保障，在施工過程中，支護結(jié)構(gòu)發(fā)揮著擋土和止水功能，也是節(jié)約施工空間、解決約束條件的可行途徑。本文首先對某工程的工程概況進行了說明，然后比較了幾種支護形式，選定了地下連續(xù)墻的圍護結(jié)構(gòu)，然后對其支撐軸力和穩(wěn)定性分別做了計算和分析，最后對本工程采取的其他技術(shù)措施進行了探討。

　　關(guān)鍵詞：地鐵車站,基坑支護,地下連續(xù)墻,支撐軸力,穩(wěn)定性計算

　　一、工程概況

　　某地鐵車站有效站臺中心里程為YCK3+504.2，車站總長196.8m，標準段寬18.8m。基坑深度約16.6m，基坑寬18.8～22.5m，呈條形；停車線左線長244.33m，右線長91.885m，基坑深約16.16m，雙線段基坑寬度約為19～20m，單線段基坑寬度約為12m，基坑的安全等級為一級。該工程有如下特點：

　　1、基坑影響深度范圍內(nèi)的地質(zhì)條件較差，地面以下有淤泥、淤泥質(zhì)土、淤泥質(zhì)砂土及較厚的飽水砂層，淤泥及淤泥質(zhì)土層厚度2.5～12m，淤泥質(zhì)砂層厚度2～6m；車站底板位于淤泥、殘積土層及強風化巖層，地下水位較高。圍護設(shè)計應(yīng)對基坑的防滲止水、抗管涌及不良地質(zhì)等對圍護體施工的影響等予以充分考慮。

　　2、該工程開挖深度深，基坑開挖影響范圍比較大。

　　3、基坑周邊距離鐵路較近，對鐵路的沉降控制要求高，四周外為道路或鄰近建筑，路下有大量管線�；�坑南側(cè)和北側(cè)調(diào)度樓對變形相當敏感。

　　4、鐵路的行車時間密，路基離基坑近，要充分考慮鐵路路基及列車荷載產(chǎn)生的附加應(yīng)力。

　　因此該工程對基坑支護工程的選型和設(shè)計提出了較高要求。

　　二、基坑支護形式的選擇

　　本工程所處地層為飽和含水淤泥地層，土層強度低，地下水位高，基坑深度深，要求基坑圍護結(jié)構(gòu)既要有較大的剛度，又能承受水土壓力并有較理想的止水能力。可采用的圍護結(jié)構(gòu)形式有鉆孔灌注樁加止水帷幕、咬合樁、地下連續(xù)墻等，將對幾種支護形式進行、經(jīng)濟、技術(shù)比較。

　　1、鉆孔灌注樁和咬合樁

　　車站標準段基坑深度16.6m，而地下水位埋深較高。由于鉆孔樁本身防水性能差，樁間需要旋噴樁或攪拌樁止水，采用跳樁施工時，施工質(zhì)量不易保證，樁間易滲水。本站地下水位高，根據(jù)當?shù)氐牡刭|(zhì)條件看，對止水帷幕施工要求高。鉆孔咬合樁屬新技術(shù)、新工藝和新工法，施工精度要求高，對混凝土配合比要求較高，且需要專門的施工機具；施工工藝較復(fù)雜；同時咬合樁一般只適用于15m以內(nèi)基坑，受國內(nèi)施工設(shè)備的影響，基坑深度大于15m以上時，造價相應(yīng)提高。

　　2、地下連續(xù)墻

　　地下連續(xù)墻剛度大，對控制地表沉降與周邊建筑管線變形有利；可為單層結(jié)構(gòu)，亦可與內(nèi)襯墻組成疊合結(jié)構(gòu)或重合結(jié)構(gòu)共同受力。地下連續(xù)墻施工工藝成熟，施工難度小，防水效果好，并且適用于較大的基坑深度；其施工工期比鉆孔灌注樁加止水帷幕法減少1/3～l/2，能有效控制工期。因此，本站選用地下連續(xù)墻為圍護結(jié)構(gòu)。

　　3、支撐體系

　　支撐體系可以采取鋼管支撐和鋼筋混凝土支撐。

　　鋼筋混凝土支撐具有整體性好的優(yōu)點。而鋼管支撐可以施加預(yù)加力，可以根據(jù)計算分析及監(jiān)測情況針對圍護結(jié)構(gòu)不同部位施加不同的預(yù)加力，有效控制圍護結(jié)構(gòu)的變形，且架設(shè)方便，拆除容易。

　　三、支撐軸力的計算

　　地下墻圍護結(jié)構(gòu)的內(nèi)力分析，考慮沿車站縱向取單位長度按彈性地基梁理論，并聯(lián)按基坑開挖、支撐架設(shè)、回筑內(nèi)部結(jié)構(gòu)及拆除支撐的施工過程和完成后的使用階段等工況進行內(nèi)力計算。支護結(jié)構(gòu)截面設(shè)計按內(nèi)力包絡(luò)圖控制，支撐軸力取各階段計算的最大值。圍護結(jié)構(gòu)開挖階段計算時，必須計入結(jié)構(gòu)的先期位移值以及支撐的變形，按“先變形，后支撐”的原則進行結(jié)構(gòu)分析。

　　計算工況一：標準段基坑。墻厚600mm，基坑開挖寬度19.5m，基坑深度15.94m，連續(xù)墻嵌固深度12m，支撐間距3m，地面超載20kPa。

　　計算工況二：端頭井基坑。墻厚800mm，基坑開挖寬度23.7mm，基坑深度17.59m，連續(xù)墻嵌固深度14m，支撐間距3m，地面超載30kPa。

　　根據(jù)計算，本站基坑各道支撐的設(shè)計軸力見下表：

　　表基坑各支撐設(shè)計軸力包絡(luò)值

　　根據(jù)上表分析可知，標準段基坑支撐長度為19.5m，最大支撐軸力在第三道支撐處為2299.96kN；端頭井基坑支撐長度為23.7m，最大支撐軸力在第三道支撐處為2740.67kN。因此，支撐穩(wěn)定性分析均圍繞這兩道支撐展開。

　　四、支撐穩(wěn)定性分析

　　標準段基坑分析:單向壓彎構(gòu)件的整體失穩(wěn)分為彎矩作用平面內(nèi)和彎矩作用平面外兩種情況分別計算。

　　1、彎矩作用平面內(nèi)的穩(wěn)定性

　　支撐主要發(fā)生彎曲失穩(wěn)，其計算公式為：

　　各參數(shù)的取值如下：計算構(gòu)件內(nèi)最大彎矩kN·M=111.2kN·M；毛截面面積A=29807.43mm2；

　　穩(wěn)定系數(shù)Фx=0.6914；等效彎矩系數(shù)βmx=1.0；歐拉力NˊEx=7010.69kN。經(jīng)計算，彎矩作用平面內(nèi)支撐最大應(yīng)力σ=156.94N/mm2

　　2、彎矩作用平面外的穩(wěn)定性

　　支撐主要發(fā)生彎曲扭轉(zhuǎn)失穩(wěn)，其計算公式為

　　各參數(shù)取值如下：穩(wěn)定系數(shù)Фy=0.6914；等效彎矩系數(shù)βtx截面影響系數(shù)η=0.7；整體穩(wěn)定系數(shù)Фb=1.0。經(jīng)計算，彎矩作用平面外支撐最大應(yīng)力σ=144.57N/mm2

　　3、支撐不穩(wěn)定處理措施

　　由上述可知：標準段基坑支撐穩(wěn)定性滿足要求。因此，設(shè)計采用設(shè)置臨時立柱樁措施，通過增加中間支撐點，減小支撐跨度，以達到滿足支撐穩(wěn)定性要求。根據(jù)以上分析，只需驗算彎矩作用平面內(nèi)穩(wěn)定性即可。

　　五、本工程采用的其他技術(shù)措施

　�。�1）端頭井位置結(jié)構(gòu)梁板換撐設(shè)計

　　整體基坑施工完畢后，在拆撐階段為控制端頭井的位移，需利用車站標準段結(jié)構(gòu)梁板對地鐵車站端頭井進行換撐。由于上部幾道支撐部分桿件撐在端頭井臨時封堵墻上，臨時封堵墻需待整體基坑地下結(jié)構(gòu)全部施工完畢后方可從上向下逐層鑿除，因此在車站標準段結(jié)構(gòu)梁板和臨時封堵墻之間需設(shè)置換撐傳力措施。

　　為了便于后期地鐵車站標準段結(jié)構(gòu)梁板與端頭井結(jié)構(gòu)梁板順利連接，標準段結(jié)構(gòu)梁板混凝土澆筑面與臨時封堵墻之間留出約1.5m的距離，以確保結(jié)構(gòu)梁板外伸預(yù)留鋼筋滿足后期連接要求。在車站標準段結(jié)構(gòu)梁板和臨時封堵墻之間采用型鋼換撐。型鋼一端與在車站標準段結(jié)構(gòu)板內(nèi)預(yù)埋錨板連接，一端撐在臨時封堵墻上設(shè)置的雙拼型鋼圍檁上，型鋼水平間距約為2.5～3.0m，以確保水平力的均勻傳遞。在整體基坑地下結(jié)構(gòu)梁板全部施工完畢后，將臨時封堵墻在每層結(jié)構(gòu)梁板標高在平面上分段鑿除，并及時跟進將結(jié)構(gòu)梁板分段連接。

　�。�2）基坑施工對端頭井及在建隧道影響的數(shù)值分析

　　為了分析整體基坑施工對東西端頭井和在建區(qū)間隧道的影響，本工程采用巖土工程專業(yè)有限元分析軟件Phxis進行基坑開挖過程的有限元數(shù)值模擬。計算結(jié)果表明：端頭井外墻的最大水平變形為8.90mm；在建隧道位置基坑開挖引起的最大水平位移4．60mm，最大豎向沉降5.80mm。計算結(jié)果表明整體基坑支護設(shè)計方案可以滿足對鄰近地鐵東西端頭井和在建區(qū)間段隧道的保護要求。

　�。�3）對地下連續(xù)墻的水平位移監(jiān)測

　　下圖為地下連續(xù)墻側(cè)向位移圖，地下連續(xù)墻側(cè)向位移最大值在80mm左右，且最大位移發(fā)生在基底位置。目前本工程地下室已經(jīng)完工，地下連續(xù)墻整體狀況良好。

　　圖地下連續(xù)墻水平位移

　　結(jié)論

　　1、根據(jù)計算，在該地區(qū)粉砂、粉土及淤泥質(zhì)粉質(zhì)黏土等軟弱地層，對應(yīng)表中標準段和端頭井段最大支撐軸方時，本文中所選用的支撐截面參數(shù)及立柱措施是合理的，支撐體系是有效的、安全的。

　　2、基坑工程中，支撐計算模型的建立應(yīng)綜合考慮計算長度、構(gòu)件與支護結(jié)構(gòu)的連接及施工過程中其它因素(如施工活載、日常監(jiān)測等)對支撐穩(wěn)定性的影響，因此，支撐計算是較為復(fù)雜的，不能簡單地按實腹式軸心受力構(gòu)件考慮。

　　3、針對各個基坑的不同情況，需要因地制宜地采取多種支護形式，找到既確保安全又經(jīng)濟合理的基坑支護方案。

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