新建基坑工程对苏州地铁某在建车站影响分析研究

2016-04-18 00:43杨溢军

广东建材 2016年12期

关键词：围护结构弯矩车站

杨溢军

（广州地铁设计研究院有限公司）

新建基坑工程对苏州地铁某在建车站影响分析研究

杨溢军

（广州地铁设计研究院有限公司）

随着城市化的发展[1]，城市轨道交通路网的规划和建设日新月异，地铁车站周边商业开发同步发展。新建基坑工程与邻近地铁车站交叉建设不可避免，近距离施工时影响非常复杂。本文以苏州某工程为例，采用MIDAS/GTS分析了基坑工程分区分期开挖、架设支撑及回筑地下室及上部结构施工对邻近建设中的轨道交通车站工程的影响，综合考虑了各种因素影响下的在建车站围护及主体结构的内力、变形，最终提出相应的保护措施及施工对策，研究结果对类似工程有一定的指导意义。

基坑；midas gts；地铁；变形

1 工程概况

本工程位于苏州市高新区，场地紧邻在建的苏州轨道交通3号线横山路站在建工地。拟建项目总建筑面积为131581.14m2，其中地下49605.94m2：共分三层，主要功能为车库和商业；地上81975.2m2，分为五个区：A区地上七层，主要功能为商业和社区用房；B区地上二十一层，主要功能商业和办公用房；C区为地上五层，主要功能为商业用房；D区为地上四层，主要功能为商业用房；E区地上二十六层，主要功能为商业和酒店。拟建项目场地地理位置见图1。

图1 拟建项目场地地理位置

苏地2014-G-7号地块项目的基坑总面积约22147m2。其中远离地铁侧B#基坑面积约19762.8m2，邻近地铁侧A#基坑面积约2384.2m2。本工程± 0.000=+3.750,基坑开挖深度详见表1。

根据本基坑工程的开挖深度、规模和基坑周边环境等情况，按照国家《建筑基坑支护技术规程》(JGJ120-2012)[2]，并参考上海市《基坑工程技术规范》(DG/TJ08-61-2010)[3],本基坑的安全保护等级为一级。

表1 基坑各区开挖深度

基坑采用分区分期的施工方案，分区及分期方案如图2所示。

图2 基坑施工分区分期示意图

施工流程简述：B基坑-A1基坑-A2基坑。

⑴施工工程桩、立柱(桩)、钻孔桩、止水搅拌桩、管井等；

⑵开挖分区B#基坑并回筑地下室结构，继续施工上部裙房及塔楼结构；

⑶A1、A2基坑施工围护桩、止水搅拌桩等；

⑷开挖分区A1#基坑并回筑两层地下室结构；

⑸开挖分区A2#基坑并回筑两层地下室结构；

⑹拆除第一道支撑，施工地下室负一层顶板，同时凿除相邻分区桩，连通地下室各层楼板、框架梁等构件。

注：地铁主体分段施工如图3所示：

图3 地铁主体分段施工图

邻近本项目基坑的地铁主体B区施工段总长155m，共分8个施工段。由于B区存在109.5m长的与地铁侧共用围护结构段，考虑到基坑施工的安全，为减少工程交叉作业的相互影响，初步沟通后确定地铁车站B区主体结构回筑施工及本项目A1#、A2#基坑范围内管线迁改工作完成后，才能进行A1#、A2#近地铁侧基坑的施工。由于A1#、A2#基坑开工受限制因素较多，考虑B区全部裙房及塔楼超载对车站的不利影响。

2 计算分析

2.1 计算模型

表2 数值仿真计算采用的基坑土参数

根据工程实际情况，基于midas/gts建立了三维有限元分析模型,土层计算参数见表2,计算模型采用修正剑桥模型。

图4 围护桩（墙）、支撑（含冠梁、支撑杆件）及临时立柱模型

2.2 计算结果及分析

2.2.1 基坑受力变形分析

对各个工况下基坑的竖向位移，水平位移、围护结构的弯矩等进行了计算分析。图5-图7所示为B#基坑架设第三道钢筋砼支撑后，开挖至基坑底部时计算结果云图。

图8-图11为各工况计算结果汇总及趋势分析。

结果显示：远离地铁侧大基坑底的最大隆起量23.6mm，邻近地铁侧窄条基坑底的最大隆起量21.0mm。基坑的最大总水平位移16.5mm。远离地铁侧大基坑围护桩最大正弯矩1202kN.m/m，最大负弯矩668kN.m/m；近地铁侧窄条基坑围护桩最大正弯矩834kN.m/m，最大负弯矩453kN.m/m。