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(建筑工程管理)武汉长江隧道(含地铁)工程地质初勘 - 图文

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计规范》(GB50111-2006)中附录B.1进行地震液化判定,为不液化土。

2.8.3软土震陷

震陷是在地震作用下土层发生的附加变形而引起的沉降,包括两种类型。第一种机是受地震作用饱和土在体积不变条件下所发生的剪切变形;第二种机制变形是指受地震作用饱和土的孔隙水压力升高,地震停止后土中孔隙水压力消散,由于再固结而引起的变形。震陷量取决于液化土的的密实度、基底压力、基础宽度、液化土层的顶底面及地震震级等因素。本工程采用补偿式基础,底板埋深14.3m,不存在工程附加荷载,且具有良好的基础刚度,地震时地基发生剪切变形的概率和程度极小;底板以下无饱和松砂粉土或砂土存在,不具备在地震动荷载作用下产生液化固结的条件。

本场地属冲海相沉积的软弱场地土类型,软土主要为④2层淤泥质粘土、⑥2层淤泥质粉质粘土,等效剪切波速分别为Vse=145~149m/s、Vse=156m/s,根据《岩土工程勘察规范》(GB50021-2001)第5.7.11条条文说明,按地震设防烈度7度考虑,当等效剪切波速Vse大于90m/s时,可不考虑震陷影响;《构筑物抗震设计规范》也规定7度区不考虑软土震陷。另据国内有关单位研究,当列车速度小于150km/h时,基本不考虑软土的震陷影响,由于地铁行驶速度≤100km/h,本场地可不考虑软土震陷的影响。

2.8.4有害气体

我院在拟建场区附近《浙江东方国际广场》工程勘察过程中曾发生钻孔孔口天然气体溢出,可点燃。但本次勘探过程中未发现有害气体溢出。但本场地可能存在有害气体,有害气体的主要成分为甲烷,主要富集于透水、透气性相对较好的河口相粉土及粉砂层中。主要分布于钱塘江沿岸冲积层较厚的地段。

2.9场地稳定性和适宜性评价

根据所收集的区域地质资料、本地区的建筑施工经验分析,并结合本次勘察成果,拟建杭州地铁1号线湘湖车站场地稳定性好,不存在直接影响拟建工程施工及运营的潜在地质灾害和不良地质现象,拟建场地对工程是基本适宜的。

3、岩土工程地质分析与评价

3.1岩土施工工程分级

按照《铁路工程地质勘察规范》(TB10012-2001)附录A,根据岩土性质和施工的难易程度进行岩土施工工程分级。详见表3.1。

3.2地基土工程特性的分析与评价

本场地①2层素填土土质厚度不均、软硬不一,性质差;④2层淤泥质粘土、层⑥1淤泥

质粉质粘土层、⑥2淤泥质粉质粘土层,淤泥质土呈流塑状,具高孔隙比、高塑性、高压缩性、高灵敏度,有明显的触变、流变特性。⑧2粉质粘土夹粉砂呈软塑,塑性稍低。以上各层物理力学性质较差,不宜作为桩端持力层。1○

43粉质粘土呈可塑状,含砾,局部以砾石为主,其厚度及顶底板埋深差异较大,具中偏低压缩性1○51、1○52、1○

53分别为全风化粉砂岩、强全风化粉砂岩及中风化粉砂岩,物理力学性质较好,具低压缩性,但顶板埋深起伏

较大。○143层、1○51层、1○52层、1○

53层,均可作为桩端持力层。 土石可挖性分级表表3.1

土层编号 名土名称 土石类别 土石等级 ①2 素填土 普通土 II ②2 粘质粉土 普通土 II ④2 淤泥质粘土 松土 Ⅰ ⑥1 淤泥质粉质粘土 松土 Ⅰ ⑥2 淤泥质粘土 松土 Ⅰ ⑧2 粉质粘土夹粉砂 普通土 II 1○43 粉质粘土 硬土 III 1○51 全风化粉砂岩 软石 IV 1○52 强全风化粉砂岩 软石 IV 1○53 中风化粉砂岩 次坚石 V 3.3场地工程地质分区及评价

地下车站底板埋深14.3m,场地现状地面表高约6.3m,因此车站底板高程约-8.0m,

而此高程处岩土类型较为复杂,主要有④2层、⑥1层、○

152层、○153层等,岩土施工工程等级差异较大,④2、⑥1为松土,○

152层为软石为主,○153层以次坚石为主。不同的岩土施工工程等级,宜采用不同的施工开挖方法。因此根据场地工程地质条件,将工程场地划分为三个工程地质分区。详见表3.3。

工程地质分区一览表表3.3.

工程地质分区 岩土施工工程分级 等级 分类 分区原则 开挖施工方法 A区 V 次坚石 高程-8.0m以浅遇中风化粉砂岩 爆破法 B区 IV 软石 高程-8.0m以浅遇强风化粉砂岩 冲击镐 C区 I 松土 高程-8.0m以浅均为软土 挖掘机 4、基坑工程评价

4.1基坑工程安等级

拟建湘湖站主体为地下二层岛式换乘站,根据基坑破坏后果的严重性,基坑安全等级为一级,重要性系数γ0取1.1。

4.2基坑开挖围护及降水方案

本车站基坑标准段开挖深度为14.3m,根据场地的地层情况,围护结构可采用多支点排桩结构,排桩采用孔灌注桩+旋喷止水帷幕,桩长宜满足抗滑稳定性要求。

由于基坑支护系统具有动态性与复杂性特点,因此在基坑支护系统设计中,概念设计是关键。基坑开挖中为确保基坑周围建构筑物的安全和支护结构的稳定,应遵循“分层、分区、分块、分段、抽槽开挖、留土护壁、先撑后挖、先形成中间支撑,减少无支撑暴露时间”的原则。

利用信息化监测手段,对基坑支护结构的位移和应力、地下水位情况以及周围建筑物的沉降进行跟踪监测,系统、全面、及时地掌握基坑周围各相关因素的状况,及早发现施工中存在的问题,达到施工控制和指导施工的目的,使基坑设计施工达到优质安全、经济合理、施工快捷。

由于坑底土体隔水性较好,出水量较小,可采用重力排水法(集水明排),基坑内设置排水沟和集水井,用抽水设备将基坑中水从集水井排出。基坑内明排水沟及集水坑不得设置于基坑周边,距离围护体应有一定距离,开挖过程中发现围护体接缝处渗水应及时采取封堵措施。

4.3深基坑开挖围护设计及施工应注意的问题

基坑支护结构、施工方法、支护监测控制是相互联系、密不可分的。基坑设计与施工应注意以下问题:

1、基坑开挖深度较大,且土质软弱,主动土压力系数较大,而被动土压力系数较小,

悬壁桩承受较大弯矩,应根据开挖进展情况及时采取内支撑方案。

2、基坑开挖范围内的软土,必须分层均衡开挖,层高不超过1m。

3、基坑开挖到坑底标高后应及时封闭并进行基础施工,基坑开挖过程中应尽量减少对坑底原状土的扰动。

4、基坑周边堆载渣土及原材料等,对交通车辆采取适当的隔离措施。

5、在支护系统设计中,支护状态的动态监测与控制,是一个不容忽视的重要环节。挖土过程中如出现土体较大位移,应立即停止挖土,分析原因。

6、坑周围的地表水应及时排除,及时发现周边水管的破裂渗漏事故,并采取相应措施。严禁地表水或基坑排除的水倒流回渗入基坑。

7、深基坑开挖后土体会有一定的回弹,同时由于坑底土的回弹,会对基坑支护结构、周围邻近已有建筑物、地下管线等产生不利影响。基坑底部主要土层④2层及⑥1层的回弹模量Ec0.2-0.025为7.88MPa和10.80MPa。

8、由于基坑底部以软弱粘性土为主,该层土有较明显触变及流变特性,在动力作用下土体强度极易降低,因此在开挖过程中应尽量减少土体扰动。

9、基坑开挖时应加强对基坑位移、周边建筑物及构筑物(如地下管线等)监测,以保

证基坑的正常施工及对临近建(构)筑物不致产生过大的影响。监测项目应包括边坡土体顶部的水平位移,边坡土体顶部的垂直位移,围护结构的水平位移,围护结构的垂直位移,基坑周围地表沉降及地表裂缝,围护结构的裂缝,内支撑与锚杆的应力和轴力,地下水位,周围建(构)筑物的沉降人裂缝,周围重要设施(包括市政管线)的变位与破损,基坑周围地面超载状况,基坑渗、漏水状况等。

10、基坑北边为城西小学,东边为居民区,应该注意噪声、粉尘等污染问题,减少扰民。

11、2号出入口、3号出入口及3号风亭等横跨风情大道,封闭施工对交通影响较大,可采用盖挖法。

12、设计与施工应严格遵循《建筑基坑支护技术规程》的有关规定。

4.4深基坑围护设计、施工参数

基坑围护设计设计、施工参数见表4.4.1

深基坑围护设计参数一览表表4.4.1

直剪 无侧静止限抗侧 水平基 比例 层 快剪 固结快剪 压强三轴UU试验 三轴CU试验 压力床系数 系数 度 序 系数 qu Cuu Ccu C' Ф' KH m Cq(kPa) φq(o) Cc(kPa) φc(o) Фuu(°) Фcu(°) Ko (kPa) (kPa) (kPa) (kPa) (°) (kN/m3) (kN/m4) ②23.1 7.5 29.5 0.61 10000 6000 2 5.5 直剪 无侧静止限抗侧 水平基 比例 层 快剪 固结快剪 压强三轴UU试验 三轴CU试验 压力床系数 系数 度 序 系数 qu Cuu Ccu C' Ф' KH m Cq(kPa) φq(o) Cc(kPa) φc(o) Фuu(°) Фcu(°) Ko (kPa) (kPa) (kPa) (kPa) (°) (kN/m3) (kN/m4) ④7.9 5..8 15.9 11.6 22.7 8.8 0.0 19.6 18.8 18.0 13.9 0.67 6000 2500 2 ⑥5.5 6.2 11.9 11.7 24.0 10.0 0.3 20.3 16.7 17.3 12.6 0.65 7000 3000 1 ⑥7.0 5.9 19.0 16.6 0.65 7000 3000 2 ⑧7.3 9.1 14.4 16.6 8.0 0.6 24.0 19.9 19.0 15.1 0.59 8000 6000 2 说明:表中各项参数系根据室内土工试验、原位测试及类同工程经验综合确定。

5、桩基

车站为地下二层,由于采用补偿基础,结构对地基的附加荷载不大,天然地基能够满足结构荷载对地基承载力的要求。车站基坑最大开挖深度约为14.3m,采用常规的支护方式(如土钉墙、水泥土重力式挡墙等),无法满足平衡基坑主动土压力和基坑变形要求,因此需要施工围护桩满足基坑开挖的要求。另外,由于开挖深度较大,上覆土层厚度

较大,整个车站为巨大的封闭箱形结构,而且地下水位埋深较浅,覆土重量及结构自重无法满足抗浮要求,需要设置抗浮桩以满足工程施工及运营期间的抗浮要求。

5.1桩型选择 5.1.1围护桩

由于基坑开挖深度较大,对变形要求较高,围护结构承受较大主动土压力,因此要求围护桩具有较大刚度。另外,由于本场地强风化基岩层顶深度为8.5~53.4m,埋深起伏较大,局部基岩埋深较浅。围护结构局部须进入强风化或中风化粉砂岩,因此要求围护桩具有较好的可沉性。此外,围护桩承当部分主体结构的部分抗浮功能。在常见桩型中,钻孔灌注桩具有较好的刚度和水平承载力,有较好的可钻性,能够在各种地层条件中施工,且具有较大抗拔能力。钻孔灌注桩以其低噪音、对周围环境影响较小、无挤土效应等特点,在基础工程中得到广泛应用。建议围护桩型宜采用非挤土的钻孔灌注桩。

因此,原初设拟采用的围护方案,即φ800○a1400钻孔灌注方案,在经济上是合理,技术上是可行的。

5.1.2抗浮桩

地下车站站室由于埋深较大,所受浮力将大于地下室自重及顶板堆载等固定荷载之和,如不采取抗浮措施,地下室将产生不均匀上浮,从而导致地下室结构破坏。常见抗浮措施,包括顶板堆载、抗拔桩或利用基坑侧壁支护结构抗浮等。

根据场地工程地质条件及工程主体结构的情况,建议采用钻孔灌注桩、钻孔灌注嵌岩锚杆桩、抗浮锚杆等作为抗浮桩。为提高抗拔承载力,可采用桩侧后压浆工艺。与钻孔灌注桩相比,预应力管桩的经济效益明显,但由于桩长较长,接头难以控制。

由于桩体承受永久上拔力,应进行桩身抗拉承载力与抗裂验算。

5.2桩基持力层选择

本工程桩基按使用功能可分为围护桩和抗拔桩,主要以水平荷载和上拔力为主,对桩端土承载力要求相对较低。

5.2.1围护桩

围护桩只要能保证足够的嵌固深度,满足抗倾覆稳定要求即可。本工程若采用多支点排桩支护,支点具有足够刚度时,嵌固深度可按满足抗滑稳定性考虑。但应注意以下事项:

1、本工程大部分地段30m以浅均为淤泥质土,嵌固深度满足稳定性要求时,仍然可能出现较大变形。由于基坑侧壁将作为主体结构的组成部分,对于变形要求较高,同时作为主体结构抗浮的辅助措施,宜适当加深嵌固深度。

2、基岩浅埋区,设计嵌固深度小于中等风化粉砂岩埋深时,桩端嵌岩深度不宜小于1.0m,而且桩端应在结构底成以下。

(建筑工程管理)武汉长江隧道(含地铁)工程地质初勘 - 图文

计规范》(GB50111-2006)中附录B.1进行地震液化判定,为不液化土。2.8.3软土震陷震陷是在地震作用下土层发生的附加变形而引起的沉降,包括两种类型。第一种机是受地震作用饱和土在体积不变条件下所发生的剪切变形;第二种机制变形是指受地震作用饱和土的孔隙水压力升高,地震停止后土中孔隙水压力消散,由于再固结而引起的变形。震陷量取决于液化土的的密实度、基底压
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