力 輝， 溫江豐

(中鐵隧道勘測設(shè)計(jì)院有限公司，天津 300133)

0 引言

地鐵車站在軌道交通中起著樞紐作用，是乘客集散、候車的場所。車站出入口常以分散的形式布置，以便更好地吸引和疏散客流，通常1個車站設(shè)有至少2個出入口。在軌道交通運(yùn)營中，車站的安全穩(wěn)定尤為重要，而出入口是連接車站與外界的通道，其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的優(yōu)劣關(guān)系著整個車站的安全穩(wěn)定。

1 工程概況

旗峰公園站位于旗峰路和東莞大道交叉路口處，東南象限為旗峰新村，東北象限為旗峰山公園廣場，西南象限為東莞市委黨校，西北象限為休閑廣場。本站附屬包含A、B、C、D、E共5個出入口及2個風(fēng)亭組，出入口及風(fēng)亭組均為地下1層結(jié)構(gòu)。

2 出入口通道結(jié)構(gòu)布置形式

出入口通道包含斜向通道 (從地下通向地面的部分)、水平通道(連接車站站廳的部分)。由于包含有電梯坑、集水坑等，斜通道底板往往高低不平，不但給結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)帶來諸多不便，而且開挖過程中還會擾動土體、降低地基承載力，需進(jìn)行地基加固處理。針對以上情況，設(shè)計(jì)過程中對出入口斜通道底板進(jìn)行優(yōu)化，讓電扶梯、人行樓梯以及電梯基坑等均包含于底板內(nèi)，使得底板較為規(guī)則。此舉不但方便結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算，還利于施工，提升施工速度，降低工程成本。

3 出入口圍護(hù)結(jié)構(gòu)

3.1 圍護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

地鐵出入口基坑深度大部分為8～12m，局部加深段為12～15m，基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)安全等級為一級。本站出入口基坑大部分位于淤泥質(zhì)黏土<3-4>、中砂<3-10>、殘積層<6-6>，局部位于全風(fēng)化巖<10-1>中。殘積土顆粒成分具有“兩頭大、中間小”的特點(diǎn)，動水壓力過大時，容易導(dǎo)致管涌、流土等現(xiàn)象發(fā)生，所以基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)采取地下連續(xù)墻形式。出入口基坑豎向設(shè)置2道支撐，第一道支撐采用600×800鋼筋混凝土支撐；第二道支撐采用φ600mm、t=14mm鋼管支撐。

3.2 圍護(hù)結(jié)構(gòu)計(jì)算

圍護(hù)結(jié)構(gòu)計(jì)算采用《理正深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)》軟件，按增量法進(jìn)行計(jì)算。計(jì)算考慮的主要荷載有水土壓力、地面超載、施工荷載等。地面超載一般取q=20 kPa，盾構(gòu)端頭井取q=70 kPa。基坑外側(cè)土壓力采用朗金主動土壓力，砂性土采取水土分算，黏性土采取水土合算。整體穩(wěn)定性安全系數(shù)取1.35，圍護(hù)結(jié)構(gòu)計(jì)算模式見圖3。

圖1 出入口平面圖

圖2 出入口縱剖面圖

圖3 彈性支點(diǎn)法計(jì)算示意圖

4 出入口主體結(jié)構(gòu)

一般出入口通道縱向長為30～50m，橫向?qū)挒?～7m?？烧J(rèn)為作用于通道縱向上的荷載在一定范圍內(nèi)是均勻不變的，通道橫向環(huán)框承受著大部分外力荷載。沿通道縱向截取1m框架作為計(jì)算單元，將三維空間結(jié)構(gòu)簡化為二維平面框架進(jìn)行受力分析。

出入口主體結(jié)構(gòu)計(jì)算主要包含3方面內(nèi)容：

1)荷載計(jì)算：主要有水土壓力、地面超載、施工荷載等。

2)內(nèi)力計(jì)算：假定地基為彈性半無限平面，對框架進(jìn)行內(nèi)力分析計(jì)算，結(jié)構(gòu)計(jì)算一般分為3種模式。

(1)敞口斷面：即斜通道敞口段，根據(jù)側(cè)墻懸臂的長度，選取控制截面進(jìn)行結(jié)構(gòu)內(nèi)力分析(加載模式見圖4)。

(2)閉合斷面：出入口水平通道以及部分斜通道為閉合斷面，根據(jù)覆土厚度和通道高度變化選取控制截面進(jìn)行內(nèi)力計(jì)算(加載模式見圖5)。

(3)倒U型斷面：位于出入口轉(zhuǎn)角處，轉(zhuǎn)角處的頂板和底板上分別布置加強(qiáng)梁L1和L2(見圖1、2)，已作為倒U型框架的支承點(diǎn)。而實(shí)際支承點(diǎn)加強(qiáng)梁L1和L2能承受一定的負(fù)彎矩，并不是純鉸支點(diǎn)，因此可以對倒U型斷面的頂、底板正彎矩進(jìn)行適當(dāng)調(diào)幅，調(diào)幅彎矩可作為負(fù)彎矩加載于鉸支點(diǎn)上(加載模式見圖6)。

3)截面配筋計(jì)算：根據(jù)框架內(nèi)力計(jì)算結(jié)果，進(jìn)行截面配筋計(jì)算。

圖5 閉合斷面結(jié)構(gòu)加載模式圖

圖6 倒U型斷面結(jié)構(gòu)加載模式圖

5 抗浮措施

出入口覆土厚一般為6～8m，與站廳層連接的水平通道，其覆土層往往較厚，結(jié)構(gòu)抗浮一般均能滿足要求。而隨著地面覆土的不斷減少，斜向通道的部分段可能出現(xiàn)滿足不了結(jié)構(gòu)抗浮要求的情形。此時需在結(jié)構(gòu)頂部設(shè)置壓頂梁，利用連續(xù)墻的重量及其與土的摩擦力和結(jié)構(gòu)共同抗浮。

6 出入口接頭構(gòu)造

出入口與車站主體的連接是出入口結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的重點(diǎn)，在車站外1.0m左右設(shè)置第一道變形縫，以調(diào)節(jié)出入口與車站主體結(jié)構(gòu)間的沉降差。為了防止荷載沿縱向分布不均勻以及地基反力不均勻而導(dǎo)致結(jié)構(gòu)產(chǎn)生裂縫，根據(jù)工程實(shí)際情況，當(dāng)出入口通道較長時需在通道中間加設(shè)變形縫。

7 結(jié)語

1)地下結(jié)構(gòu)受地質(zhì)情況影響很大，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)前需仔細(xì)閱讀工程地質(zhì)報(bào)告。

2)出入口結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)以國家有關(guān)規(guī)范、規(guī)程為依據(jù)，確保工程的安全可靠。

3)在滿足安全的前提下，結(jié)構(gòu)需盡可能方便施工、降低投資費(fèi)用，方能體現(xiàn)出結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的先進(jìn)性、合理性。

4)結(jié)構(gòu)構(gòu)造上不應(yīng)忽視電梯坑底板、加強(qiáng)梁等小構(gòu)件，應(yīng)選用正確的計(jì)算模式進(jìn)行內(nèi)力計(jì)算。

[1]于志成，施華文.深基坑支護(hù)設(shè)計(jì)與施工[M].北京:中國建筑工業(yè)出版社，1997.

[2]JGJ120—99，建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程[S].

[3]施仲衡，張彌，王新杰.地下鐵道設(shè)計(jì)與施工[M].西安:陜西科學(xué)技術(shù)出版社，1997.

[4]GB 50157—2003，地鐵設(shè)計(jì)規(guī)范[S].

[5]GB 50010—2010，混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范[S].