车站结构方案设计

车站结构方案设计

1.5.8 芦坑站

1）工程地质概况

（1）地形地貌

芦坑站是2号线一期工程的起点站，本站位于海林路与湖滨北路交叉路口处西侧。车站小里程段设置出入段线，大里程段设置单渡线。车站周边区域现有用地状况主要为居住用地。已经形成有规模的小区，分别为亚太广场、天籁、未来海岸系·天成。工程场地类别为Ⅱ类，场地等级为一级（复杂场地）。拟建场地岩土种类多，均匀性差，性质变化大，地基等级为一级（复杂地基）。

（2）岩土分层及其特性

场区覆盖层主要为近代人工填筑土层（Q s）、第四系全新统海积层（Q4m）、海陆交互相沉积层（Q4mc）及残积层（Q el）等。厚度及性能变化较大；下伏基岩复杂，岩性多变，海沧侧滩涂区主要为燕山期侵入花岗岩（γ）；岛侧主要为侏罗系上统南园组第二段火山岩（J3n）；其间为侏罗系下统梨山组沉积岩（J1l）。沉积岩走向与线位斜交，倾向北西，倾角50°～55°，与花岗岩呈断层接触，与火山岩呈不整合接触，下伏于南园组火山岩之下。具体描述如下：

<1-2>素填土：填料成分主要为粘性土，局部地段含碎石或块石，该层填筑时间不一，一般回填时间大于8年，可视为基本完成自重固结，后期压实处理情况也不尽相同。总体评价该层密实度及均匀性差异大，工程性能总体不良。

<4-2>淤泥质土：深灰、灰黑色，软～流塑，含少量有机质，具臭味，质不均，局部含中粗砂粒。该层具天然含水量高、孔隙比大、强度低的特性，属高压缩性软弱土，工程性能不良。层厚0.9～18.4m。

<5-1>粉质黏土：灰黄、褐黄色，软可塑为主，土质较均匀，层厚1.8～8.5m。

<11-1>残积砂质黏性土：灰白色，局部褐黄色，原岩为花岗岩，原岩矿物除石英外均已风化成黏土矿物，取出岩芯呈软塑～可塑含砂砾黏性土状，可捏呈团状。该层在天然状态下力学强度一般～较高，且具随深度增加强度渐高的特点，但属特殊性土，具有泡水易软化、崩解、强度急剧降低的不良特性；层厚1.3～19.0m。

<17-1>全风化花岗岩：灰白色，岩体风化严重，结构基本破坏，除石英外，其余矿物均已风化成黏土矿物，干钻易钻进，岩芯似密实砂土状。为极软岩，标贯击数N≥30击（修正），岩体基本质量等级属Ⅴ级。该层压缩性较低，天然状态下力学强度较高，但具泡水易软化、崩解使强度降低的不良特性。

<17-2>散体状强风化花岗岩：灰白色夹浅肉红色，岩体结构大部分破坏，局部尚可辨认，除石英外，大部分矿物已风化变异，矿物间联结力散失，干钻可钻进，岩芯呈密实砾砂含黏粒状。

<17-5>微风化花岗岩：肉红杂灰白色，中粗粒结构，块状构造，见少量70°左右裂隙，裂隙面较平整，岩芯多呈15～50cm柱状，岩质坚硬，锤击声脆。该层岩石不可压缩，力学强度很高。RQD=65～95%，岩石饱和抗压强度50～124MPa，属坚硬岩，岩体基本质量等级为Ⅰ～Ⅱ级。

（3）水文地质条件

a、地表水及地下水的类型及赋存环境

场区地表水为海水。

按赋存介质，地下水可分为三类：赋存于第四系填土层中的松散岩类孔隙水；赋存于残积层及全、强风化带中的风化残积孔隙裂隙水；赋存于碎裂状强风化带及以下的基岩裂隙水。

b、地下水补给、径流、排泄及动态特征

场区松散岩类孔隙水、风化残积孔隙裂隙水及基岩裂隙水均直接或间接靠海水补给，但补给程度有一定差异。

松散岩类孔隙水直接接受海水补给。

风化残积孔隙裂隙水除接海水补给外，尚有基岩裂隙水的侧向补给或托顶上渗补给。

c、水化学特征

场区地下水水化学类型为Na-Cl型。地下水的水温、水质，在天然状态随气候变化不十分明显。

2）围护结构设计

本站车站标准段覆土厚度约3m，标准段基坑深度约16.5m，地下水位为地面下1.2m。基坑深度围以残积砂质粘性土、全风化花岗岩、散体状强风化花岗岩及微风化花岗岩为主，基坑底均位于残积砂质粘性土层。

本站基坑地质以残积土和风化岩为主，岩土力学性能较好，综合以上技术经济比较，考虑到防水和施工简便等要求，并结合简单计算及工程类比情况，本站采用φ1000mm1200mm的钻孔灌注桩桩+支撑体系作为车站主体围护结构方案，采用旋喷桩止水，止水深度进入不透水层1m。采用三道支撑，第一道支撑采用钢筋混凝土支撑，第二、三道支撑采用φ609，t=16钢管撑。

3）主体结构设计

本站采用半盖挖法施工，顶部覆土约3m，车站主体采用钢筋混凝土矩形框架结构。主体结构为2层3跨结构型式。本站站台宽度12m，标准段结构外包尺寸为20.7m×13.21m（宽×高）。车站主要构件尺寸详见下表：

表1.5.8-1 芦坑站主要构件尺寸汇总表

4）围护结构计算

芦坑站标准段为地下两层两跨结构，取标准段结构断面计算。

(1)围护结构型式

芦坑站基坑标准段深16.51m；基坑保护等级为一级。围护结构采用φ10001200mm钻孔灌注桩，在残积砂质粘性土中嵌固深度为9m。采用旋喷桩止水，止水深度进入不透水层1m。

(2)支撑体系

车站基坑竖向设１道混凝土支撑+２道钢支撑，混凝土支撑水平间距9m，支撑在冠梁上；钢支撑支撑在钢腰梁上，水平间距为3m。

(3)围护结构计算简图

图1.5.8-1 围护结构计算简图

(4)计算结果及分析

经过分步进行计算，得到围护桩剪力、弯距包络图、地表沉降如下图

图1.5.8-2 力、位移包络图

图1.5.8-3 地表沉降图

桩身嵌固深度为8m，最大变形为11.4mm，桩身最大弯矩设计值为863KN.m，最大剪力设计值为511KN

整体稳定性计算：

根据《建筑基坑围护技术规程》JGJ120-2012方法进行整体稳定性

计算安全系数：1.464>1.35，满足要求。

抗隆起计算：

根据《建筑基坑支护技术规程》JGJ120-2012设计规程对墙底进行抗隆起计算：抗隆起稳定安全系数:3.376>1.8满足要求。

5）主体结构计算

(1)主体结构公共区标准段结构断面

计算采用地基弹簧模拟弹性抗力，使用阶段均采用水土分算进行计算。侧向土压力作用在围护结构上，水压力作用在结构侧墙上，围护结构与主体结构共同承载作为设计控制参数。

(2)荷载结构计算简图见下图

图 1.5.8-4 主体结构计算简图

(3)结构计算分承载力和正常使用两阶段

使用阶段围护结构与衬墙以共同受力。分承载力极限状态和正常使用极限状态进行分析。承载力极限设计采用作用基本组合与偶然组合进行分析。

(4)计算结果分析

计算结果见图1.5.8-6~图1.5.8-7。

图1.5.8-5 车站结构准永久弯矩图（KN·m）