¿La evolución del diseño de soporte de pozos de cimentación profundos de gran tamaño?
El artículo se centra en el proceso de diseño del soporte del pozo de cimentación de un proyecto complejo de superestructura de metro a gran escala en el Área de Recuperación de la Bahía de Shenzhen. Frente al complejo entorno adyacente a tres líneas de metro, el artículo combina lo inestable. plan de construcción, alta calidad de desarrollo y ventas Debido a las características de una planificación estricta, un período de construcción corto y una alta dificultad de ingeniería, cómo llevar a cabo el análisis de selección y la optimización de la evolución del diseño del soporte del pozo de cimentación paso a paso, para proteger eficazmente el entorno. instalaciones de metro y lograr buenos resultados. Puede proporcionar referencias de diseño y gestión para proyectos similares.
El diseño del soporte del pozo de cimentación y la planificación general del desarrollo del proyecto juegan un papel muy importante en cada proyecto. Está sujeto a muchos aspectos y está relacionado con el plan de desarrollo y ventas de todo el proyecto y la fluidez del mismo. implementación del proyecto. El artículo toma como ejemplo el proyecto del pozo de cimentación del Proyecto de desarrollo inmobiliario de Metro Mangrove Bay (es decir, el Proyecto del Centro Shenwan Huiyun) en el Área de Recuperación de la Bahía de Shenzhen, centrándose en el diseño de la estructura de soporte del pozo de cimentación profundo ultra grande adyacente a la estación de metro y el túnel Al seleccionar un modelo, además de garantizar su propia estabilidad y seguridad, también es importante considerar las precauciones y adaptarse de manera proactiva al complejo de superestructura del metro a gran escala que enfrenta en la etapa inicial. necesidades generales de desarrollo de ajuste del plan de construcción, excavación por fases y ventas por fases, y puede controlar el desplazamiento y la deformación del metro para que no exceda las regulaciones pertinentes.
1 Descripción general del proyecto
El proyecto de desarrollo inmobiliario de Mangrove Bay está ubicado en el lado sur de la bahía de Shenzhen, delimitado por Shenwan 2nd Road al este, Baishi 4th Road al sur, Shenwan 1.er camino hacia el oeste y 1.er camino Shenwan hacia el norte. Tres caminos de piedra blanca. El proyecto propuesto cubre un área de aproximadamente 68.000 m2. Es un complejo subterráneo a gran escala con oficinas, hoteles, apartamentos y grandes funciones comerciales, con un área total de construcción de casi 600.000 m2. en las áreas este y oeste apoyando las carreteras municipales en el medio. Los distritos este y oeste están conectados bajo tierra; el distrito este es un sótano de 4 pisos, de los cuales el primer y segundo piso subterráneo y el podio superior de cuatro pisos forman un gran; El centro comercial de casi 100.000 m2, con la estación de la Línea 9/11 en el lado sur y la estación de la Línea 2 en el lado norte, realiza el traslado fuera de la estación a través de conectividad diagonal en el segundo piso subterráneo del proyecto. El entorno circundante es relativamente complejo. La línea lateral del sótano en el lado suroeste está a sólo 4,4 a 6,8 metros de distancia de la línea lateral del túnel de la Línea 11 del Metro. La mayoría de las líneas laterales del sótano en el lado sur (excepto el lado suroeste) están cerca. a la estación de transferencia entre la Línea 9 y la Línea 11, la línea del lado del sótano en el lado noreste está a unos 7 a 28 metros del borde del túnel de la Línea 2 del Metro y está adyacente a la estación de la Línea 2 del Metro en el lado noroeste; (algunos lugares están adyacentes a la plaza hundida). El pozo de cimentación de este proyecto tiene aproximadamente 320 m de largo de este a oeste y 190 m/130 m de este a oeste respectivamente. La forma plana es aproximadamente un cuadrilátero irregular. El perímetro de soporte es de aproximadamente 980 m. La profundidad de excavación del pozo de cimentación es de aproximadamente 12,34 m. ~20,08m El área del pozo de cimentación Cubre un área de aproximadamente 54.000 m2, y la mayor parte del terreno restante se utiliza para estaciones de metro. Es un típico pozo de cimentación profundo ultragrande cerca del metro (ver. Figura 1).
2 La evolución del plan arquitectónico del proyecto
El adjudicatario del proyecto Mangrove Bay se determinó a principios de 2014. Su plan arquitectónico es que el metro en los lados norte y sur pasar por un intercambio diagonal abierto sobre el suelo y subterráneo. Dividir la parcela en dos partes (ver Figura 2). Después de que el desarrollador cooperativo Vanke fuera presentado a través de una licitación pública a fines de 2014, la unidad de diseño y la unidad de profundización del programa combinaron el concepto de desarrollo de Vanke. El área comercial del plan original estaba dispersa y no satisfacía las necesidades de establecimiento. centro comercial más grande, así como edificios comerciales y de apartamentos. Debido a que no se pueden establecer varias entradas y salidas en las carreteras principales circundantes, las entradas y salidas se instalan en las carreteras de apoyo municipales construidas en el medio del terreno del proyecto. , y se consigue el aislamiento funcional de los lados este y oeste. Inicialmente se ha determinado la distribución de cuatro edificios de apartamentos más un edificio de oficinas en el lado oeste, dos edificios de oficinas más cortos y un edificio de oficinas de gran altura de 350 m en el lado este, pero se mantienen los canales de transferencia subterráneos y sobre el suelo ( ver Figura 3). Posteriormente fue abandonado por el excesivo impacto de los pasos de transferencia aéreos y subterráneos sobre el comercio subterráneo y la entrada y salida general (ver Figura 4). Más tarde, debido a los requisitos de paisaje y línea de visión de los apartamentos del Distrito Oeste y la implementación de nuevas regulaciones contra incendios.
3 Impacto y evolución en la selección del diseño de soporte
3.1 Proceso de selección de la estructura envolvente
Diseño de soporte del pozo de cimentación del proyecto Mangrove Bay y En las primeras etapas del proyecto En el trabajo de gestión, el diseño convencional se llevó a cabo en función de la proximidad de las líneas de metro existentes, las carreteras circundantes, las condiciones geológicas del sitio, etc. en los lados norte y sur del proyecto. Con base en el plan de optimización preliminar, las condiciones límite del sótano. fueron estabilizados. El lado norte del pozo de cimentación está adyacente a la Línea 2 del Metro en operación, y el lado sur del pozo de cimentación está adyacente a las Líneas 9 y 11 del Metro que próximamente estarán operativas. El análisis preliminar no cumple con las condiciones para el pozo convencional. Nivelación o hilado de pilotes y cables de anclaje. Dentro de la zona del mar, la superficie total del pozo de cimentación supera los 50.000 m2.
3.2 Propuesta de pilotes de foso partido e ideas para la instalación de estructuras de soporte internas
A la vez que se garantiza la seguridad del foso de cimentación, es necesario controlar estrictamente la deformación y el desplazamiento del metro para que no exceda las normas de protección pertinentes. Es la máxima prioridad en el diseño del soporte interno en el pozo de cimentación de este proyecto. Por lo tanto, el sistema de soporte de este pozo de cimentación lo determina en principio el diseñador, propietario, y parte de la construcción será un soporte interno de hormigón armado con mayor rigidez. En la etapa inicial, las posiciones relativas de cada torre en el esquema de la Figura 3 se combinan para minimizar la interferencia de los soportes internos diseñados con la estructura subterránea de la torre y para lograr el propósito de comenzar la construcción lo antes posible; Se estabiliza el esquema del sótano del esquema, el propietario coopera con la unidad de diseño para llevar a cabo activamente el apoyo Diseño y preparación de la construcción del muro pantalla subterráneo de la estructura protectora. Dado que el pozo de cimentación tiene aproximadamente 320 m de largo de este a oeste y aproximadamente 130 a 190 m de norte a sur, la deformación del pozo de cimentación tiene un efecto lateral largo, es decir, durante el proceso de excavación del pozo de cimentación, el desplazamiento de la deformación cerca de la mitad del lado largo suele ser el más grande.
La mitad del lado largo del lado norte del pozo de cimentación está justo al lado del cruce de la estación Mangrove Bay de la Línea 2 del Metro y el túnel protector. La rigidez de la estación es obviamente mucho mayor. que la de la estructura del túnel ensamblada a partir de dovelas prefabricadas, luego de juicio y análisis, se consideró que esta zona era la parte más débil y sensible alrededor del pozo de cimentación. Durante la comunicación inicial con el Comité Técnico del Metro, así lo reconocieron los pertinentes. expertos del metro y solicitaron instalar un pozo aquí. Al mismo tiempo, la profundidad de soporte y el número de capas en los lados oeste y este del pozo de cimentación también son diferentes, y los requisitos de progreso de la construcción son inconsistentes. El progreso del desarrollo y la construcción en el lado oeste del sitio es más urgente. y el tiempo de finalización está previsto que sea aproximadamente un año antes que el lado este. Además, existe un espacio entre la estación de la Línea 2 en el lado oeste del proyecto y la plaza hundida de unos 100 m de largo y 10 m de profundidad, que no puede proporcionar fuerza de reacción efectiva para el sistema de soporte en el pozo de cimentación, por lo que el agua y la tierra La presión en el lado norte no puede ser directamente efectiva. El pase y el equilibrio hacia el lado sur.
Por lo tanto, dadas las necesidades y características de este pozo de cimentación, la unidad de diseño dispuso un pilote divisorio en la unión del tercer y cuarto piso del sótano en el lugar de la vía municipal construida en en la mitad del proyecto, es decir, en las áreas este y oeste del pozo de cimentación, formando dos pozos de cimentación relativamente pequeños en los lados este y oeste, que se pueden construir de forma independiente sin afectarse entre sí y pueden controlar y reducir de manera efectiva. la deformación de la conexión entre la estación de metro y el túnel. La disposición de los soportes internos debe combinarse con las características de este proyecto, y sus tipos específicos deben analizarse en profundidad y detalle. Sobre la base de pilotes de foso divididos, se proponen tres tipos de soportes internos. Dado que el esquema arquitectónico y la planificación del proyecto están en constante evolución y perfeccionamiento, y también requieren la participación profunda desde múltiples ángulos y dimensiones de varios departamentos funcionales del desarrollador, el esquema de soporte interno fue inicialmente una selección de diseño conceptual en el sentido convencional. , utilizando soportes internos anulares de concreto (Ver Figura 7), anillo simple más contrapunta y contrapunta (Ver Figura 8), contrapunta y contrapunta (Ver Figura 9) y otros encofrados. Aunque los anillos de refuerzo en el Distrito Este se utilizaron para acomodar las torres ultraaltas, el diámetro de los tirantes era demasiado grande, alcanzando casi 150 m. Los pequeños anillos de refuerzo en el Distrito Oeste no consideraron los efectos adversos de la plaza hundida. y los tirantes largos eran inestables. El cálculo fue revisado posteriormente por el Instituto de Diseño. Las tres soluciones anteriores tienen muchos problemas y restricciones técnicas, por lo que las ideas de diseño se han ajustado.
3.3 Optimización del diseño de soporte de zonificación de la estructura de soporte interna
Sobre la premisa de dos pozos de cimentación en el este y oeste, teniendo en cuenta los factores desfavorables de la plaza hundida, El foso de cimentación en la zona oeste se apoyará internamente. La forma se estabiliza en las cuatro esquinas con cuatro grandes tirantes. Inicialmente, en su zona central se dispusieron dos grandes simetrías en forma de cruz para equilibrar la presión del suelo en ambos lados. En el área con muro pantalla subterráneo existente en el sur, debido a la rigidez estructural cerca de la estación de transferencia de las Líneas 9 y 11, la presión del suelo no es grande, por lo que solo se proporcionan cerchas laterales como soporte. En el área de la plaza hundida de la Línea 2 en el norte, dado que fuera del pozo de cimentación no hay suelo sólido para proporcionar la fuerza de reacción de soporte correspondiente, no se proporcionan soportes internos en esta área.
Para garantizar una rigidez de soporte suficiente y cumplir con la construcción suave de la torre media de gran altura, combinada con la forma del sitio, la estructura de soporte en el área este adopta un tipo de abrazadera de anillo doble. (ver Figura 10). El problema causado por el tipo de soporte es que el soporte medio en el pozo de cimentación en el área oeste juega el papel principal de soporte de este a oeste. La longitud excede los 180 m y la rigidez del soporte se ve muy debilitada. Especialmente el soporte del anillo de equilibrio, es muy bajo y no puede ser efectivo. Resistió el enorme empuje del anillo este y afectó la construcción de algunas estructuras del sótano de la torre. En vista de las deficiencias anteriores, así como de la consideración de la construcción de la excavación y la conveniente remoción de los soportes, se llevó a cabo gradualmente la optimización correspondiente (ver Figura 11).
① Se elimina el gran arriostramiento en forma de cruz en el pozo de cimentación en el lado oeste, y solo se instalan cuatro arriostramientos grandes en las cuatro esquinas, lo que fortalece la rigidez del soporte y favorece la construcción del estructura del sótano de la torre; ② De acuerdo con el último plan de ajuste arquitectónico para la plaza hundida, la conecta directamente con el sótano de este proyecto. Solo se pueden instalar pilas de lechada por chorro de alta presión para detener el agua. como una "estructura de muelle" compuesta por varios pilotes moldeados in situ para fortalecer. Sin embargo, el tipo de soporte todavía tiene ciertas deficiencias a nivel técnico: ya sea un soporte en ángulo o un soporte en anillo, hay demasiadas vigas de conexión, lo que resulta en demasiadas estructuras redundantes y hace que el sistema de transmisión de fuerza sea demasiado complicado y poco claro; Al mismo tiempo, también aumenta la dificultad de construcción y desmontaje de los refuerzos, reduce la eficiencia de la construcción y coloca más torres del Edificio B en el área oeste debajo de los refuerzos de la esquina sureste. El anillo de refuerzo en el área este también limita la superalta. Se levantan columnas gigantes.
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