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城市设计基地分析范文1
【关键词】地铁车站“八”字形线路换乘方式玻璃钢纤维（GFRP）冻结法施工盾构上下重叠推进远程监控系统
1前言
根据上海城市2050远景总体规划，最终规划轨道交通线路总长562Km，共21条轨道交通线，其中地铁11铁，轻轨10条。绝大多数成放射状，而明珠线二期（M4）与明珠线一期（M3）西部线路相结成环，是轨道交通系统中唯一的城市环线。它是联系其他线路的纽带，其主要功能是将其他轨道线路联系起来，使整个上海轨道交通网成为一个有机的整体。对于现阶段来说，地铁4号线首先要与已建的1号线、2号线、明珠一期线西部线路接轨，形成“申”字形轨道交通网络的基本骨架。本文将主要介绍地铁4号线工程建设过程中的设计及施工不同于以往的一些新的技术特点，以供交流。
2地铁4号线工程概况
2.1线路规模和走向
地铁4号线工程线路全长22.032KM，其中高架线1.25KM，其余均为地下线。共设17座车站，其中地下一层半站2座，地下二层站10座，地下三层站5座，平均间距为1.238KM。设停车场1座。M4工程线路走向为：M3宝山路站——溧阳路——临平路——长阳路——杨树浦路——浦东大道——张杨路——浦电路——蓝村路——浦东南路——南浦大桥——南路——鲁班路——大木桥路——东安路——天钥桥路——上体场路——宜山路——M3虹桥路站。如图1所示。
图1上海轨道交通地铁4号线工程线路示意图
2.2建设工期及工程筹划
本工程建设年限为2000年初~2004年底，2004年底建成试通车，2005年完成运行设备调试，建设总共期为5年。各工程项目建设进度如表1所示，盾构的工程筹划如图2所示。
表1地铁4号线工程项目建设进度表
2.3工程地质与水文地质条件
沿线地铁车站一般埋深10~20m，基坑内土性以第①层填土、第②1层褐黄色粉质粘土、第②3层灰色砂质粉土、第③层灰色淤泥质粘土、第④层灰色淤泥质粘土为主。沿线区间隧道埋深一般在14~21m，隧道主要穿越第④层灰色淤泥质粘土以及第⑤1层灰色粘土为主。
浅部土层中潜水埋深浅，一般离地面0.3~1.5m，年平均地下水位离地面05~0.7m；第②3、③2、⑤2层地下水具有微承压水特征；⑦1、⑦2层中的地下水，为承压含水层，承压水头离地面埋深5.0~18.0m。
3设计新特点
地铁4号线工程作为上海地铁规划中最重要的环线，城市平面投影完全落在内环线以内的中心城区，与已建、在建、将建地铁线有众多的交叉换乘，是上海地铁交通实现辐射功能的中枢，其是一个庞大的系统工程，涉及建筑、结构、机电、车辆、通信、信号、环控等多个方面。
3.1线路设计特点
1)成环，包括共环与独立成环。在初期运营时（2005-2015年），地铁4号线与已建好的明珠一期成环共营，远期(2030年以后)再考虑独立成环，中期阶段（2015-2030）考虑两者共存。由于前者17个车站全为地下，后者9个车站全为高架车站，针对不同时期的运营要求，既要考虑与明珠一期的设施与界限的兼容性，又要考虑今后的升级，这就意味着，地铁4号线的线路设计，是一个承前启后的设计，需要从建筑、结构、机电、信号、通信等多个方面考虑不同阶段的要求，关系是相当复杂的；
2）障碍条件多，线路设计限制多。上海属于典型的软土地区，又是中国工业化、城市近代化最早的城市，也是近十年来中国发展最快、城市基本建设投入最大的城市之一，地下新老构筑物众多，且存在很多不明障碍物，地面高层建筑、交通市政设施繁多，因地质条件差，大多地面建筑、构筑物都采用桩基（包括近年建造的多层和小高层），加之地铁4号线正好全部建在繁华的中心城区的地下，线路选择的一个基本原则是逢桩就让，遇到不可克服的障碍物也要让，这就决定了要最终选定一个符合功能要求的、满足车辆运行的、经济合理的路线是多么不容易的事情。
3)小半径区间多。产生小半径区间，一种原因是成环本身就决定的，因为从虹桥路站转到宝山路站的环转向近270度，由于某些转角偏大，甚至形成了曲线车站，如上体场车站；另一种原因，就是由于许多障碍物的限制导致的，比如从宜山路站、上体场站到蒲汇塘停车场方向去的线路，在不到1公里范围内其连续穿过明珠一期高架及内环高架的数个桥墩之间，由此产生了许多小半径区间及缓和曲线，半径最小的才150米，大的不过300米。过小的半径对盾构施工及车辆运行的要求都较高。
4）桥隧结合。正是由于前述地下线路与高架线路成环的特点，形成标高上的过渡，导致线路“上天入地”，在地铁4号线工程的两个端头，形成桥梁、隧道过渡（中间还有暗埋与光栅坡段）的线路特点。
5)局部线路上下变位重叠。在地铁4号线工程的浦东南路站-南浦大桥站区间及南浦大桥-南路站区间，由于南浦大桥站周围存在密集的桥墩桥基（长桩），使得线路接近南浦大桥站时，水平方向空间不足，不得已改变线形，在近南浦大桥两端头井的二百多米范围内，两区间线路垂直重叠，用垂直空间换水平空间，形成地铁4号线一大特色。由于这个原因，其会形成南浦大桥站的上下重叠的侧式站台，并导致区间盾构施工的诸多难度。
6)局部线路“八”字形
地铁4号线工程停车场选址于中山西路以西蒲汇塘以北处，其出入线以“八”字形分别在上海体育场站和宜山路站与正线接轨,见图3。出入场线右线接轨于宜山路站南端上、下行正线，然后线路以R=250m曲线跨下行正线后，穿过中山西路，在中山西路南侧设盾构工作井。此后线路采用明挖法，线路以R=150m的曲线接入车场。出入场左线接轨于上海体育场站西端下行正线出入场左线，随后以R=300m曲线下穿凯花公寓桩基，下穿中山西路，最后线路再以R=300m曲线折向出入场右线，与出入场右线并行接入车场。
3.2多种站型
地铁4号线的线路设计特点，从一定程度上决定了车站对站台的选择。多数车站为岛式站台车站，而象临平路车站，则为岛侧式站台车站，而由于前述的原因，在南浦大桥车站形成了上下重叠式侧式站台车站。从车站层数来说，由于标高的变化、地下开发及处理与其他地铁线路的关系等原因，形成以二层车站为主，兼有一层半（如溧阳路车站）及三层（如上体场车站，浦东南路车站）车站。
3.3换乘点多，换乘方式多样
地铁4号线线路的走向及其功能决定了其势必与规划路网中的诸多地铁、轻轨交通线相衔接，形成较多换乘点，17个车站中有11个车站与其他线路形成换乘，而在宝山路及虹桥路接轨段，实现与明珠一期的共线换乘。本工程以既定的规划路网为依据，因地制宜采取了多种换乘形式，如表2所示：
3.4根据地铁现状及规划，解决连接设计
正是由于地铁4号线的环状、与其他线路多个相交的特点，需要解决其与已有线路、在建的及规划线路的连接问题。1)对于已有线路，地铁4号线在1好线上体馆车站处与上体馆车站实现T型换乘连接，前者的站台层穿过后者的站层下方，形成新老一体化结构。设计上采用了托换桩梁的方法对老车站结构的荷载托换，通过设后浇带的形式解决新老结构变形协调的问题，通过冰冻矿山法对穿越段进行穿越设计，形成了地铁4号线设计问题中最难的结构设计问题；在2好线东方路站，地铁4号线的张杨路站与2好线实现平行换乘，并利用东方路站的老地下连续墙结构作为围护及支撑受力结构，对既有线路的影响也是非常之大的，形成地铁4号线工程设计中又一突出的结构问题。2)对于在建线路，如地铁4号线与M8线在南路站十字相交，由于两线具有同步实施的条件，则在此站采取了统一设计的方法，圆满解决二者的连接。3)对于规划线路，主要采取预留连接措施的办法。如对于宜山路车站，由于其与R4线相交，R4线盾构将在宜山路车站建成后，在车站底板下穿过，为方便以后盾构的成功穿越，在穿越处地下墙下部11.8米深度范围，采用玻璃钢纤维（GFRP）代替钢筋并采用低标号砼（C10）的设计方案；又如东安路车站，由于其与规划中的M7线相交换乘，因此在设计东安站时就预先考虑了十字换乘而在换乘段采用三层结构，以方面今后新老线路的顺利连接。
3.5考虑适当开发
土地与地下空间资源都是宝贵的不可再生资源。地铁4号线设计根据上海市的发展阶段与水平，适当地考虑了地下空间开发及与周边的联合开发。如在浦东南路站、南路站、张杨路站都有数千平方米的地下空间开发量，而在临平路站，则考虑了与周边房地产联合开发设计的可能性。对于土地开发，由于停车场需要占用大量的土地，如果象老的地铁线路一样，辟出专门土地只用于停车场之用，则非常浪费，因此，地铁4号线工程停车场考虑了相当量的物业开发，拟在地面一层建造停车场，停车场上部通过巨型框架结构及大厚板转换层进行物业开发及景观设计，等于再造了相当于停车场用地的土地面积，必将获得巨大的社会经济效益。这方面的尝试与经验，完全可以用作对以前单纯停车场的物业改造。
3.6土建结构及设备方面不拘一格
1)围护设计：采用多种围护结构,有地下连续墙（800与600），SMW墙；多种接头形式（预制接头桩，锁口管柔性接头，十字钢板刚性接头）；并对封堵墙加以灵活应用，一般说来，封堵墙在翻交过程中应用较广，而在张杨路车站中，其被用来切割大基坑为小基坑，通过4堵封堵墙将长条形深基坑分成5块，大大降低了基坑施工的风险；
2)用时空效应指导挖土、支撑设计。由于上海的土层基本上属于第四纪海积相软土，土的蠕变效应明显，因此设计将时空效应引入为设计参数，对规范基坑施工及减少环境影响，起到很好作用；
3)永久结构采用双墙与单墙形式。一般说来，上海由于地下水位高，多采用双墙车站形式。近年，由于地下连续墙施工水平的提高，为地下连续墙作为永久结构提供了技术上的保证，因此在地铁4号线的某些车站（大木桥路、东安路及天钥桥路）采用了单墙结构，效果也不错；
4）连续的结构变化：由于地铁4号线的线路特点，对某些车站、区间都出现了从地下暗埋到地面甚至高架的连续的结构变化。对于车站，如宜山路车站，车站长度达600多米，包括暗埋、明挖基坑、光栅爬坡及高架桥梁等连续结构变化段；对于区间：如宜山路-虹桥接轨站的下行线，中漕井到葡萄糖厂到停车场的出入场线等，出现盾构区段、明挖爬坡及高架桥梁等连续结构变化段。这些对接头过渡部分的设计有较高要求。
5)设备上的突破。采用西门子的前推平开式车辆，使地铁4号线的车站的限界设计与以往平开式车辆有所区别；对于车站结构，考虑到乘客安全、分区环控及节能要求，还采用屏蔽门设计。
4施工新特点
4.1从顺作法到逆作法、框架逆作法及盖挖逆作法
地铁4号线工程的绝大多数车站均采用顺作法施工，局部翻交段采用了逆作法，而只有东安路车站采用了全逆作法施工。采用顺作法的代价是占用道路，牺牲城市交通效率，在象上海这样繁忙的大都市，实在是不得已而为之。而通过东安路逆作法的实践，发现期费用及工工期并未增长，而对周边环境保护相当有利，邻近2.5米处有一2层、天然地基的线性加速器房要保护，施工最大差异沉降不到1/1000，满足特级保护要求。费用未见增长，是因为施工水平的进步及小型挖机的合理高效利用，环境保护好得益于逆作法化深大基坑为浅小基坑的作用，而对于高温天气，顶板以下的砼施工及养护的环境也是相当有利的。当然，全盖逆作法，有一个材料运输面狭窄的问题。而在浦东南路-南浦大桥区间的过江风井，采用框架逆作法，将可克服这个缺点。对于上海，因为采用封交或翻交的方法，代价是较大的，而市政府将严格控制地铁施工对道路的影响与占用，这就极有可能将逆作法、框架逆作法甚至盖挖逆作法大量推到地铁建设的前台。
4.2盾构技术的新进展
上海1，2号线所采用的FCB盾构仍然在地铁4号线工程中应用，还是采用通缝拼装。但是，地铁4号线工程也从日本三菱公司进口了4台新的盾构，采用1200*300mm的薄管片，错缝拼装，整体刚度较通缝拼装要高。从投入使用的效果来看，防水效果好，工作效率高，纵横沉降小，对周边环境影响不大。应当作为上海今后盾构应用的一个方向。也有遇到盾构覆土相当浅的情况（只有盾构直径的一半），对此采用压重的方法，取得较好的效果。此外，在用9号盾构开挖浦东南路-南浦大桥上行区间时，采用机械式履带运土代替轨道运土，管片与土方分道，效率大幅度提高，最高每天推进21环，有着很好的应用前景。
4.3临近施工及构（建）筑物保护
对于车站，由于上海房屋密集，车站围护距民房过近，有的接近零距离。简单施工不可避免会对民房的结构安全和正常使用带来影响。在采用树根桩等隔离保护，并充分发挥时空效应，取得了较好效果。对于区间，一般上、下行线距离都较近，为了避免二区间同时施工的影响，同向推进时，采用一先一后方式，如浦东大道-张杨路区间，采用6号、7号盾构同向推进，间隔200环以上，可以保证效果；若采用掉头盾构，则基本无影响；有相当极端的情况，如杨树浦路站-浦东大道站区间与相连的大连路隧道同时施工，区间最近距离仅十几米，由于二者均采用较先进的新盾构，相互干扰相对减小，过于临近并未产生不良影响；鲁班路-南路区间与卢浦大桥浦西段桥桩距离同样很近，区间施工时，卢浦大桥的桥墩钻孔桩也在施工，由于区间采用新的12号盾构施工并加强监测与协调，二者并未产生不利影响；南浦大桥两端头区间采用重叠盾构施工，采用先下后上，一先一后的方式，进展顺利。在构（建）筑物保护方面，针对保护对象的特点，因物制宜，也积累了可贵的工程经验。以宜山路站的明珠一期保护和南浦大桥两端重叠隧道后行施工对对先行隧道保护为例进行说明。
1)宜山路站施工对明珠一期高架的保护
地铁4号线宜山路车站的西侧是正在运营的明珠一期高架线路和宜山路车站，已投入使用近三年。待建车站的地下墙外边线至高架线路承台最小距离4.5m，至车站承台最小距离3.8m，至车站建筑外边线2.7m。明珠一期工程基础采用PHC桩，桩径为0.6m，桩长为45m（与地下墙深度接近），分为三节，第一二节接头均在基坑深度范围内，必须采取严格的保护措施对明珠一期高架进行保护。为此采取一系列措施：
(1)在地下墙施工方面，采用900mm高的预制、移动式高导墙防止槽段坍方，严格控制新鲜泥浆比重为1.08以提高槽壁的稳定性，间隔施工SMW帷幕，隔断地墙施工对土体的扰动；
(2)在地基加固方面：在车站基坑内根据车站的深度及与高架的关系，采用多种加固形式，在南、北端头井及穿越段采用满堂旋喷加固，在标准段采用深层搅拌桩加固，而在暗埋段则采用双液注浆法施工；
(3)基坑开挖方面：在标准段采用“两明一暗半逆作法”施工,并采用了被刘建肮院士称为“创举”的装配牛腿式钢支撑。严格按时空效应原则组织基坑开挖，作到单元开挖，单元整体支撑。
(4)施工监测方面：宜山路车站采用了自动化监测技术和预报系统，能系统、连续、全面、及时地采集数据，同时监测数据在经软件处理后进入数据库，并由专门编制的工程管理软件进行智能化全过程预测分析和动态反馈分析，实现工程施工监测的自动化。图5为宜山路站现场监测布置示意图。
图4宜山路车站施工对一期高架车站影响自动化监测点分布图（22轴横断面）
通过上述一系列措施，明珠一期高架在施工期间得到了很好的保护，没有发生任何不利情况。
2)浦东南路－南浦大桥区间重叠隧道保护
浦东南路站～南浦大桥站区间隧道工程由于受南浦大桥浦西引桥的限制，在靠近南浦大桥站端头井处，隧道要上、下重叠在一起，重叠长度约为235m,见图6。两条隧道的最小净距仅为2m。如何减少或避免两隧道间相互不利影响，以达到互相保护，在施工措施上的难度之大，在国内隧道施工中尚属首例。
为此采取如下措施，取得很理想的保护效果。
(1)施工时间、空间顺序上采取措施。两个盾构同向、分时错开从浦东向浦西推进，先下后上；(2)采用信息化反馈施工，动态调整物理、材料、空间等参数，始终合理控制推进速度，严格控制土仓压力、出土量及盾构姿态变化；(3)采取动态、全程、可控、精确的注浆加固措施，动态补偿因土层蠕变、地层损失等可能影响的两隧道间的空间关系及结构平衡。为此，a.在盾构掘进时，对盾构与衬砌间的环形空隙压注缓凝浆液；b.在下部隧道施工后，上部隧道施工前，通过压浆孔对下部隧道土体进行二次双液注浆加固；c.在上部隧道推进已成段与先行隧道间，利用隧道内注浆孔全天候、动态双液注浆，直至上部隧道地表沉降稳定；d.在上行线隧道施工时，通过对下行线隧道内的监测数据反馈，调整上行线的推进参数、隧道内注浆量、注浆压力及注浆部位；e.在后行隧道也结束后，根据实测资料，对隧道变形尚未稳定区段，打开剩余的管片注浆孔，再进行双液注浆来达到控制变形的目的。(4)周密安排叠交盾构进洞施工。由于上行线、上部盾构后进洞，基座要腾空架设，由于车站底板的结构强度低，且叠交的上下两条隧道外缘最小净距只有2m，为此建立可靠的盾构基座的支撑体系。并观察基座的变形，为防止变形量过大而造成破坏。
4.4多种地基加固方法
地铁4号线施工中，由于地基的软弱性，为各种地基加固方法提供了广阔的舞台，有时一个车站就成为多种加固方法的聚会场所（如东安路站在不同时期采用了旋喷，搅拌，注浆，树根桩，冰冻，降水等多种方法）。地铁4号线中较常用的的方法有坑抽条加固（搅拌或旋喷），群边加固（满高），连续墙的墙址加固及钻孔桩的桩底加固，多种方法经常并用，各取所长，往往取得较好的效果。
4.5各种穿越
如前所述，地铁4号线的线路特点就决定施工方面要面临众多的穿越。在施工中常遇到的是盾构穿越房屋，根据目前的盾构保护环境的水平，控制地面沉降在2-3公分内还是比较容易的。但是对其他穿越，还是有相当风险的，主要包括：对高架桥墩的穿越，对黄浦江的穿越。地铁4号线的正线、某些长出入口和出入场线穿越上海内环高架、1好线、2好线及高架明珠一期的桥墩桩基不下于10次，其中上体场站穿越1好线为最难；穿越黄浦江4次，其中浦东南路-南浦大桥区间为Ω大曲线（图6），为目前穿越黄浦江最长的隧道，穿越地层相当复杂，其中第⑥层暗绿色硬土层，地层强度高，为此严格控制速度，隧道下方第⑦层草黄色砂质粉土层有承压水，为此特别注意加强同步注浆管理，严格控制压浆量，充分压注盾尾油脂，防止泥水从盾尾涌入，加强盾构补压浆系统管理，确保螺旋机的密封性能，在盾构转入垂直同向推进时将穿过第②2层含砂量较高的灰色粉质粘土，为此在推进过程中每隔一定距离在盾构前方及螺旋机内压注膨润土或加注泡沫剂，进行土体改良。由于各项施工措施得当，各种穿越均安然无恙，说明地铁4号线工程穿越技术的成熟。
4.6冰冻法及旁通道技术
上海地下水位高，在两区间间打通旁通道一般采用冰冻法施工，主要的冻结法为水平冻结法。而在浦东南路-南浦大桥的过江风井兼深旁通道施工中，采用密闭连续墙内的垂直冻结法施工，如果获得成功，是很有积极意义的。
4.7时空效应、环境保护与远程监控系统
在上海的地铁施工中，时空效应是很多从都能耳熟能详的词。但是能将时空效应、环境保护与远程监控系统有机结合起来，在上海地铁建设中还是第一次。无论是地铁工程本身的受力变形，还是周边环境（房屋，管线，构筑物等）的沉降，其结果都通过远程监控系统得到即时、准确的反映，方便远程专家决策。
地铁4号线所有车站，都安装了由上海时空软土研究中心开发的远程监控系统。
远程监控系统是指将现场量测数据的远程采集系统与有关分析系统结合起来，形成一套集数据自动采集、远程传送、数据处理与分析、施工全过程分析、动态施工反馈和预测的集成化系统。其实施过程是：在工程施工中及时监测，及时把监测和管理信息发送到上层管理部门和有丰富经验的专家部门分析并决策，把由决策产生的措施通过管理部门及时反馈到施工现场以指导施工，从而实现现场施工的全过程控制以及工程建设的现代化管理。该系统从2001年8月15日起，在地铁4号线各车站先后安装。在一年内，该系统对施工过程共发现了险情2起，异常5起，但都得到了及时解决，将工程事故扼杀在萌芽之中，取得了良好的经济效益和社会效益。图6为远程监控系统中监测数据测斜分析、工程挖土支撑工况两个子系统示意图。
图6远程监控系统测斜分析和工程挖土支撑工况界面图
4.8自动化监测
地铁4号线工程穿越或影响的内环线高架、明珠一期高架及地铁一、2好线都是上海的生命线交通工程，其的安危是任何时候都必须放在第一位的。为了随时、动态把握可能受地铁4号线工程影响的那一部分的受力及变形反应，采用了自动化监测手段，即将受力和变形传感器连续或间隔地布置在监测对象上，并与自动化数据采集、分析、报警等系统相连，从而达到全天候、精确化监控。对南浦大桥桥墩、地铁1好线、明珠一期的应用表明，自动化监测取得可观的效果，减少了人员开支和劳动，增加了监测对象的安全系数。
4.9结构一体化施工技术
如前所述，由于早期地铁建设未为后来的地铁线路预留连接措施，导致后来线路对先建线路先“外科手术”再“缝合”的一体化施工技术的产生。其中最有代表性的就是地铁4号线与地铁1好线上体馆站及2好线东方路站的一体化。
1)上体场车站换乘节点的一体化施工技术
地铁4号线上海体育场站为地下三层曲线车站，与地铁1好线上海体育馆站（地下二层、上有漕溪北路高架）呈“T”字相接，见图8。设计车站与1好线车站站厅共享并从上体馆车站下穿过，形成与1好线车站的站厅和站台直接换乘节点。因1好线上体馆未预留任何换乘措施，同时换乘段开挖土层中上部约2.2m为④1层淤泥质粘土，下部4m为④2层砂质粉土夹粉质砂土，施工中极易产生流砂。故为保证工程的安全，尤其是确保1好线、高架的正常运营，本换乘段采取了多种特别措施。
（1）1好线车站与高架的托换：为克服换乘段施工对1好线地墙开孔造成的影响，在换乘段两侧围护边各设置四根Φ1000托换支承桩（长度79m，底板以上部分为450×450H型钢）；在各层楼板位置设置托换梁，并通过植筋形式将联系梁与上体馆车站地下墙和主体结构连接；在穿越施工前，换乘段范围上部1好线车站顶板覆土挖除，并在该范围顶板跨中设置一根钢横梁，搁置在两侧托换梁上，并与原车站立柱、顶板连接，以提高车站整体刚度。
（2）U型水平冻结：换乘段结构划分为上行线隧道、换乘通道和下行线隧道三部分进行施工。冻土帷幕采用“U_U”形式进行分期冻结，两个“U”形冻土帷幕厚度取1.5m，中部“_”形冻土帷幕取2.5m。同时，为克服冻胀、融沉、冻土帷幕与原有混凝土结构之间接触薄弱等问题，施工中采取泄压孔放水卸压；泄压孔或冻结孔补偿注浆；冻结管靠近混凝土底板以及打入混凝土连续墙等措施。
（3）矿山法施工：在冰冻体达到设计强度后，在1好线站台底板下，进行边挖边撑的矿山法施工，换乘通道矿山法开挖：待上、下行隧道结构达到设计强度后进行换乘通道矿山法开挖，土方开挖分二层进行，先进行上层3m土方开挖，间隔2m设置45度斜撑；待上层开挖出一定断面长度后，进行下层约3m土方开挖，间隔2m设置2道垂直支撑、1道水平支撑。由于是随挖随撑式，再结合托换桩的作用，可以将影响降到最小。
2)张杨路车站平行换乘节点一体化施工技术
张杨路车站外包尺寸为220.6m×27.3m，深20.5m，为地下三层车站，该车站和已建地铁2好线东方路车站（地下二层）平行换乘(图9)。两车站西端头井贴在一起共用一堵围护墙，标准段两车站最大间距也只有5.4m。
由于张杨路车站比东方路车站埋深深6.9m，为尽量减少张杨路车站建设对已建车站和区间隧道的影响，施工中采取了如下措施：（1）采用“化整为零”的方法充分发挥时空效应理论，增设4道封头墙，将220m长的大型基坑划分为五只小基坑，分阶段独立进行施工，以减小对东方路站的不利影响。（2）东、西端头井均采用旋喷加固。西端头井另浇灌一排灌注桩。临近东方路车站一侧4.0米范围内的旋喷桩桩间距加密，加固区底标高超出东方路站围护墙墙底标高，解决基坑开挖原有地下连续墙插入比不足问题。（3）标准段基坑坑底土体采用水泥土搅拌桩与双液注浆抽条加固。（4）东、西端头井施工区内设置两道钢筋混凝土支撑（下一、下四道），其余为φ609钢管支撑，其中标准段内六道支撑为双榀，并对所有钢支撑施加支撑轴向预应力，保持轴力稳定，以控制基坑变形量。（5）加强监测，在端头井基坑与区间隧道间设置自动监测点，根据监测结果及时调整施工参数，必要时采取一些措施如跟踪注浆等，确保区间隧道的安全。
5结语
地铁4号线线是上海轨道交通网的重要环线，其建设时机处在上海轨道交通正在大规模兴起之时，时间上是承前启后，空间上是与多条已建、在建及规划的线路相交，是一个巨大繁杂的系统工程，工程巨大、困难重重，该工程建设不仅需要上海业已建好的三条地铁线已积累的可贵经验，更需要的是开拓进取、与时俱进的探索、创新精神，因为在建设过程中遇到大量的新情况、新困难、新问题，这些问题在上海过去的建设词典中都很难找到答案而又必须要回答的。从地铁4号线工程的建设情况，可以得出以下几点：
(1)对于特大城市和有条件的城市，地铁建设中采用环线加辐射线的模式，形成枢纽核心，可以发挥极高的运输效率，并且从时展与城市交通空间整合的角度看，该种模式具有持续发展、升级的优点。为了最大限度地发挥轨道交通网的运输效率，地铁4号线线结合实际情况，与已建的和规划中的轨道交通线路之间，采取了“L”形、“T”形、“十”字形、同站台、通道以及平行换乘等多种换乘方式，充分体现了作为交通纽带的功能。
(2)地铁4号线工程在设计施工中遇到了大量的技术难题，都牵涉到工程本身的建设与周边环境保护等普遍的矛盾问题，体现了发展与保护的辩证关系，解决这些矛盾，正确处理二者关系的办法，既不是退缩无为，也不是野蛮建设，而是必须依靠科技进步、生产力提高来解决城市交通发展问题。地铁4号线工程为解决这类矛盾积累了大量的成功经验，对我国其他城市尤其是沿海软土城市提供了宝贵的借鉴。
(3)信息化施工的趋势。地铁4号线工程建设中采用的远程监控系统及自动化监测等系统并取得成功，为高科技的应用和信息化施工在地铁建设中应用作了很好的注解，标志着地下工程建设朝着施工的信息化、监测的自动化、管理的科学化目标跨上了一个新的台阶。
由于地铁4号线截止到本文成稿时，还处于建设当中，本文中所介绍的地铁4号线工程设计和施工中所体现的新特点、新技术和新措施等，均是被地铁4号线建设实践证明是科学可行、合理可靠、效果显著的部分，而地铁4号线工程还有一些重大科技难题，目前正在被地铁4号线工程的参建各方用自己的汗水和智慧去面对、去攻克。
毫无疑问，地铁4号线工程建设过程中所积累的设计施工的技术和经验，必将成为今后地铁建设可以借鉴的宝库。
参考文献
城市设计基地分析范文2
关键词：城市道路绿地、喷灌系统设计、优越性
中图分类号：F291.1 文献标识码：A 文章编号：
一、前言
道路绿化作为城市绿化的主要部分，既可以改善城市生态环境、美化城市景观，分割车辆与车辆、车辆与行人；又可以防止眩光、诱导视线等，提高交通安全性。现阶段，受经济技术等因素的影响，我国基本上是以人工地面漫灌为主，不但造成水的浪费，而且往往由于不能及时灌溉、灌溉过量或不足，难以控制灌水均匀度，对植物的正常生长产生不良影响。随着城市经济不断发展，工业和生活用水迅速增加，城市水资源也日趋紧张。传统的地面大水漫灌已不能满足现代景观灌溉的要求，采用高效的灌水方式势在必行。所以，我们要从设计的角度去重视，并对其进行优化。例如，乌鲁木齐苏州路西延道路绿地喷灌工程，其喷灌系统是按照植物生长需要实施计划自动灌水。操作简单，效率高，每人可以管理十万平方米绿地，灌溉均匀，可以节水30%～50%，每平方米绿地耗水可降到0.35-0.5吨/年。精准灌溉，利于植物生长。
二、城市道路绿地喷灌系统的优越性
1、平均耗水量小
绿地喷灌在输水过程中能避免或减少因土壤渗漏和蒸发造成的水损失。在规划设计中，根据土壤质地和结构合理确定喷灌强度和灌溉制度，尤其是自动控制灌溉系统，可避免因过量灌溉形成地面径流和无效地下渗水造成的损失。一般来讲，采用喷灌方式可将水的利用率提高到75%以上，比地面灌水方式节水50%左右。
2、操作方便，节约劳动力
绿地喷灌系统操作简单，便于实现自动控制，可有效地进行频繁少量喷水作业，以满足绿地植物不同的需水要求。另外，灌溉制度是由管理人员决定的而不是操作人员决定，所以，可雇用一些非熟练的劳动力来操作系统。
3、养护质量高
在不同季节里，根据土壤和气候条件，按照植物生长习性及时补充水分，保证植物在最佳需水条件下生长。绿地自动喷灌系统，可增加绿地养护的科学性和对气候条件的适应性，减少人为因素对养护的不利影响。
4、具有较好景观效果
绿地喷灌系统不仅满足园林绿地养护需要，而且喷洒作业时，还为人们增添了一道靓丽的景观。
三、城市道路绿地喷灌系统设计要点
1、设计灌水量
喷灌用水量应根据设计水文年的降雨、蒸发、植被种类及绿地面积等因素计算确定。绿地设计灌水量可按下式计算：
其中，为绿地设计灌水量，kg/cm2；γ为土壤容量，kg/cm3；h为计划湿润层深度，mm；β1，β2为适宜土壤含水量上限，下限（质量百分比）；η为喷灌水的有效利用系数，一般取0.7～0.9。
当现场资料缺乏的情况下，可根据不同植物的面积进行灌溉用水量规划，根据规划确定灌溉量和灌溉系统设计流量。
2、设计水压
喷头的喷洒半径和喷灌强度的大小受水压的制约。如果采用中水或自来水作为水源，要核对水压是否满足设计要求，如不满足需要设置加压泵。如果水源来自于井水或蓄水池等，需选择合适型号的水泵。
3、喷头选型和布局
1）喷头选型
灌溉区域的大小和形状通常决定使用喷头的类型。选择喷头目的是用最少量的喷头合理的灌溉整个地区。要灌溉的植物类型也能决定要使用的喷头类型。草坪、灌木、乔木和地表植物可能需要不同类型喷头。
草坪的灌溉方式：采用喷灌。根据绿地宽度：5m以下选择散射喷头配散射喷嘴；5m～8m选择散射喷头配旋转喷嘴；8m～15m选择中远距离旋转喷头；15m以上选择远距离旋转喷头。
灌木的灌溉方式：密植灌木，采用喷灌或滴灌。喷灌选择弹出高度高的散射喷头，喷头安装高度可根据灌木高度及喷头弹出高度进行调整，以不暴露喷头及喷洒不被阻挡为宜；稀疏灌木，选择滴灌或涌泉灌。
花卉的灌溉方式：采用微喷。狭长带状花卉可采用滴灌管。
乔木的灌溉方式：名贵乔木采用树根灌水器（内置涌泉头）；普通乔木采用涌泉灌或多出口滴头。
边角补充灌溉：采用快速取水阀，快速取水阀安装在主管上，便于临时取水。
2）喷头布置
喷灌系统中喷头的布置包括喷头的组合形式、喷头沿支管上的间距及支管间距等。喷头布置的合理与否，直接关系到整个系统的灌水质量。
喷头布置一般先沿灌溉区域的边角布置，然后布置不规则场地中间区域。喷头间距一般采用50%喷头射程间距布置，即以喷洒半径为间距。
喷头布置形状可采用正三角形、正方形、变形的三角形或变形的正方形，同时尽可能在给定的区域使用相同型号的喷头。在平面图上布置完所有喷头后，应核查整个系统布置间距是否合适、水量覆盖是否良好。
4、系统分区
布置好喷头后，要划分控制阀区，划分控制阀区的意义是为了划分灌溉分区。灌溉分区是以设计流量作为轮灌组划分基础。根据道路绿地的特点，在划分阀区的时要考虑降低输水管线的沿程水头损失、喷头的喷灌强度和工程造价等各个方面。同一控制阀区要选用一种型号或性能相似的喷头，同时种植的草坪品种一致或对灌水的要求相近。在同一轮灌组中的控制阀门分散布置，以最大限度地分散干管中的流量，降低干管的沿程水头损失，减小管径，降低造价。
5、阀门选型和布置
按照控制阀区内的喷头数量和喷灌强度来计算喷灌水量，并根据喷头工作压力和水源水质来选择不同的电磁阀。并对电磁阀压力损失系数进行校核，是否满足阀区水力最不利点的喷头工作压力。
阀门最好放在其所控制喷头的中间以便平衡流量和支管管径。一般情况下，阀门和它所在的管道尺寸应是相同的，即使在特殊条件下，阀门也不要比支管的最大尺寸相差超过一个级别。采用手动阀门时，需要安置在用户可以方便接近和操作的地方，而且一般喷头不能喷洒到操作人员。
6、管材选择、管径尺寸
管材在喷灌工程材料费中占很大的比例，受运输条件限制，管材的供货长度一般为4～6m，现场安装工作量较大。因此，准确的水力计算，合理选择管材材质和管径不但可以保证系统功能，而且可以降低工程造价。
1）优先选用PVC管材
进行材质选择时，应综合考虑性能，质量、价格和施工难度。铸铁管的管道内壁不光滑。易生锈、堵塞，施工难度大。PVC、PP-R、PE和ABS等新型塑料管道内壁光滑，不生锈，施工简单。但PP-R、PE和ABS成本高，作一般的给水管道有些浪费，推荐使用PVC管材。
2）管径尺寸
管径的大小对喷灌系统的总投资影响较大。管径过小，管道水头损失大，末端喷头压力不足，且管内流速较大，易产生水击现象，对管道的安全不利。管径过大，管网系统造价迅速增加，造成不必要的资金浪费。管径的初步估算可按照经济流速法计算，见下式：
式中，D为管道的公称外径，mm；Q为设计流量，m3/h，Q=0.5～200m3/h；V为设计流速，m/s，V=1.0～2.5m/s。
确定了管径和和流量后要进行水力计算，确定系统的水头损失，核算水源供水压力和阀区水力最不利点水压能否满足喷头工作需要。在自动喷灌系统中水头损失主要体现在干管沿程水头损失、支管沿程水头损失和局部水头损失等3个方面。
7、其他
1）自动控制系统
自动灌溉系统的控制系统可分为全自动化系统和半自动化系统。全自动化灌溉系统不需要人直接参与，通过预先编制好的控制程序和根据反映作物需水的某些参量可以长时间地自动启闭水泵和自动按一定的轮灌顺序进行灌溉。人的作用只是调整控制程序和检修控制设备。这种系统中，控制系统需要设置中央控制器、自动阀、传感器（气候传感器、雨水传感器、雨量传感器、风力传感器和综合传感器等）及电线等。
半自动化灌溉系统中在绿地间没有安装传感器，灌水时间、灌水量和灌溉周期等均是根据预先编制的程序，而不是根据作物和土壤水分及气象状况的反馈信息来控制的。道路绿地自动喷灌系统可根据需求选择合适的自动或半自动控制系统。
2）泄水阀和快速取水阀设计
为防止冬季结冰对管路和喷头造成危害，需在每个控制阀区管道的最低点设置自动泄水阀。当管路系统的压力降低到一定数值时，自动泄水阀可以自动排泄管道内的水。另外，可根据需要在干管管路上设置快速取水阀，该阀可从地下管路中快速取水，接上软管后可进行手动灌溉或冲洗道路等。
四、结语
设计合理的喷灌系统不但满足植物需水要求，而且满足景观和环境效果。同时也提高了草坪利用率和观赏价值。
参考文献：
易涛：《绿地喷灌系统设计》，《四川建筑》， 2002年04期
夏欣欣：《草坪喷灌水系统设计》，《中国给水排水》， 2001年03期
城市设计基地分析范文3
关键词：城市绿地；景观设计；植物；植物配置
Abstract: With the development of society and economy, quality of life of people has been improved, the quality of the surrounding environment more and more attention. City garden plant landscape diversity has a rapid development, but the relative lack of landscape plant species and plant landscape of relatively monotonous problem also comes out. In recent years, with the rise of the construction of a conservation-oriented Garden community, sustainable landscape, vegetation is becoming more and more popular, the number of species also increased rapidly, expanding the scope of application. Ground cover plants with dust, cooling, humidifying, purifying the air, prevent the topsoil is washed and other significant ecological function and the effect of landscape, the nature into city, realize the city biodiversity, flat green ecological benefit low play an irreplaceable role in ecological landscape multiple levels and multiple season.
Key words: city green space; landscape design; plant; plant configuration
中图分类号：TU2文献标识码A 文章编号
一．形式美
利用地被植物造景，要发挥植物的形体、线条、色彩等自然美，配置成一幅幅美丽动人的画面，供人们观赏。其主要特点是强调植物景观的视觉效果，其植物造景中的景观一词也主要是针对视觉景观而言的，它要遵循形式美原则。对于设计者来说，为了满足审美者的感官享受，调动审美者的联想和想象，景观设计师在设计中要运用现代科学技术和时代审美观点，以技术为主导，并运用一系列的设计方法来体现设计者的构思，从而对人的感官形成刺激，视觉体验到的园林植物景观的形式美是人们体验美的起点。
1.1观赏特性
园林地被植物跟其他植物材料一样，有四个重要的视觉观赏特性，就是植物的体量、 外形、色彩和质感，植物的观赏特性犹如音乐中的音符，绘画中的色彩、线条，是情感表现的语言地被。植物正是通过这些特殊的语言向人们述说着、表现着自己，变幻出一幅幅美丽动人的画面，激发起人们的审美热情。有的地被植物组群不仅予人以美感，甚至能产生震撼人心的力量。
1.2植物体量
植物体量是植物景观构成的骨架，地被植物的体量相对较小，而其它特性为其提供细节。它的大小和高度在视觉上的变化特征往往没有乔木明显。因此 ，在既定的空间中，植物的大小应成为种植设计中首先考虑的观赏特性，其它特性都要服从植物大小，地被植物的大小直接影响着下层空间范围、结构关系及设计的构思与布局。如该滨河景观中，河堤上的植物体量大小各不相同， 合理的配置在一起构成和谐的景观，如图1-1。
图 1-1城市滨河景观
1.3植物外形
地被植物往往是群植或者成片出现，单株外形不明显，其整体形态形成了大致的外部轮廓，但在植物的构图与布局上影响着统一性与多样性。
1.4植物色彩
植物色彩是园林色彩构图的骨干，也是最活跃的因素。许多彩叶地被植物的茎、叶、花、果都表现出多种多样的色彩美，其中最基本的色调乃是象征生命的绿色。然而不同植物的绿色和同一植物的不同生长发育阶段的绿色又有着千差万别。据英国皇家园艺学会出版的色卡显示，园艺植物的色彩达 808 种之多。这些无限生动而丰富的色彩给人们提供了视觉感官上的享受。地被植物色彩足以影响设计的多样性、统一性以及各空间的情调和感受，它与植物的其它视觉特点一样，可以相互配合协调使用，在设计中起到突出植物的尺度和形态的作用。如图1-2。
图 1-2 植物色彩
在现代园林中， 园林植物景观是设计者应用植物材料，在生态、科学的指导下， 合理配置，充分发挥植物本身形体、线条、色彩等自然美，创造以植物为主体，具有较高美学价值、生态价值、社会价值等丰富内涵的景观综合体。例如早春，某公园色彩丰富、层次分明的植物景观。如图1-3，图1-4。
图1-3植物配置的多样化 图1-4丰富多彩的地被植物
1.5植物质感
质感是地被植物重要的观赏特性之一，能引起丰富的心理感受。植物质感是植物材料可见或可触的表面性质，如单株或群体植物直观的粗糙感和光滑感。植物质感由两方面因素决定，一方面是植物本身的因素，即植物的叶片、小枝、茎干的大小、形状及排列，叶表面粗糙度、叶缘形态、树皮的外形、植物的综合生长习性等；另一方面是外界因素，如植物的被观赏距离，环境中其他材料的质感等因素 。 根据地被植物自然质感以及予以的不同感受， 可大致分为3 类：粗质型、中粗型及细质型。同一质感的植物配置易达到整洁和统一，质感上容易调和。而相似质感搭配，比同一质地质感搭配上丰富。根据质感的对比，将不同质感的地被植物配置在一起，可以使各种素材的优点相得益彰，达到突出效果。均衡地使用粗质型、中粗型和细质型三种不同类型的植物，才能使得园林植物景观赏心悦目。
城市设计基地分析范文4
关键词：建筑物；地下室；抗浮设计；防水设计
一、抗浮设计
抗浮现象一般不会出现在地下水位较深、埋藏较浅的地下室。裙房与地下室作为高层建筑的重要组成部分，在地下室埋藏深度较高等情况下，将出现抗浮问题。通常情况下，高层建筑设计都会对基坑坑底设计标高加以重视，在有效提升的基础上，对抗浮防水位进行相应程度地降低。高层建筑基础底板一般选用两种形式的基础：平板式筏板、梁板式筏板。在抗浮设计中，与平板式筏板基础重量相比，应确保梁板式筏板基础填覆土重量与其具有一致性，但在设计中，应确保梁板式筏板基础具有较高的高度，在两者基顶标高相同的前提下，相比基础埋深，埋藏深度多的为梁板式筏板。以此提升抗浮水位，相比两种基础，在抗浮水位控制中，应选用平板式筏板基础。
高层建筑设计中楼盖主要采用宽扁梁的形式，在1：22与1：16的范围内有效控制楼盖的截面高度和跨度，通过宽扁梁的广泛运用，可有效降低地下结构层高，进而实现抗浮设计的目标。提升地下室层高是处理地下室抗浮的最常用方式，该方法的运用，将对地下室重量进行相应程度的增加，为此，在设计过程中，必须充分考虑地基土承载能力。在对高层建筑主体结构地基承载力进行有效提升的同时，应重视地下室层高问题，通过增加主体结构埋置深度，有效提升地基承载力。
增加基础底板厚度、顶面覆土厚度与顶面为基础配重增加的主要方式，利用加大基础配重的方式，可快速解决抗浮问题，但该方式必须提高埋置深度，这种情况下将增加地下室抗浮设防水位高度，由此可见，该方式在抗浮设计中应用较少。在基坑坑底标高不变的情况下，通过地下室顶板厚度增加，也可以达到地下室重量加大的目的。这种方式应用中，一般不进行次梁设置。
二、地下室结构无缝设计
1、地下室结构无缝设计方式
伸缩缝与沉降缝是地下室结构变形缝的主要形式，伸缩缝设置的目的是为了释放温差和混凝土收缩、徐变产生的应力，避免结构开裂渗水。后浇带、诱导缝、掺加外加剂与预应力技术等都是代替伸缩缝的无缝设计方式。
（1）后浇带。作为伸缩缝最常见的方式，后浇带可以对混凝土早期应力问题进行有效处理，但无法处理后浇带浇筑后混凝土徐变与温差出现的温度应力。同时在留设后浇带与浇筑混凝土之间具有较长的时间，一般为几个月。这种情况下，将严重影响到施工的进度。
（2）掺加外加剂。将相应膨胀剂添加到混凝土内，可进行“化学预压应力”的建立。这种方式施工简便，对施工进度影响小，一般和其他方式一起应用。膨胀剂出现的补偿收缩膨胀时间控制难度较大，如膨胀时间不同于混凝土收缩时间，将大大降低其抗裂性能，因此在选用掺加剂时，应确保其质量符合施工要求。
（3）诱导缝。诱导缝的应用可以将整个施工、使用过程中出现的混凝土拉应力进行有效释放，并一次完成浇筑混凝土，施工过程中应确保其连续性。该方式的不足之处在于布设间距小、灵活性差。
（4）预应力施加。通过地下室混凝土拉应力的计算，可进行预应力钢筋设置。预应力施加可以消除混凝土收缩出现的拉应力，进而起到伸缩缝减少与开裂控制的作用。伴随张拉预应力与锚固技术水平的提升，大大降低了预应力施工的难度，扩大了预应力的应用范围。
高层建筑主楼部分与裙楼部分具有极大的层数差，因而荷载、刚度之间也存在较大的差距，导致基础沉降量的增加。通过沉降缝的设置，可对主楼和裙楼基础之间的作用力降到最低，并能将沉降差产生的次应力进行释放，防止裂缝等现象出现在地下室、裙房结构中。如不进行沉降缝设置，可选用“抗”、“调”、“导”等方式。首先，如基础沉降量较小，可选用加强上部结构的方式，对不均匀沉降出现的结构内力进行抵抗，进而提升基础结构的安全性，这种方式就是“抗”。
其次，在条件允许的情况下，可选用桩基础进行施工，通过分析桩长、桩径与桩型等参数，在结构允许范围调整沉降差，这种方式为“调”。
最后，两者基础通过后浇带进行有效分离，浇筑作业应在基础完成部分沉降后进行，并对主楼、裙楼、地下室交接点位置进行适当调节，对沉降差产生的结构内力进行有效降低，这种方式为“导”。
三、防水设计
1、桩顶防水。在桩顶截断钢筋，做好附加防水层。高层建筑地下室防水设计中，要求选用聚合物水泥砂浆作为承台固结桩顶的防水材料。经过相关试验，确定其配合比后，应保证聚合物水泥砂浆抗渗强度符合设计规定，并与抗压强度规定值相一致。作为刚性防水层，在垫层交接位置桩顶防水层应选用密封材料与底板柔性附加水层连接。
2、墙体防水。浇灌时出现施工缝问题，其主要原因在于底板混凝土量大、厚度尺寸大，通常在建筑底板一端两侧出现。为避免施工缝的大量出现，必须在水泥初凝时间内严格控制浇筑间隔时间，对面层混凝土收缩量进行有效减少，为此可选用二次振捣施工。
底板表面找平、抹实及压光等作业应在振捣密实混凝土后进行，初凝后应将塑料薄膜铺设在其上面，保温养护时间应控制在14天以上，并有效控制防水混凝土拆模时间，15摄氏度以下为拆模时混凝土表面温度和附近外界温度，避免裂缝在混凝土干缩与温差等情况下出现。先分层对地下室墙体进行浇筑施工，每层间隔时间必须控制在水泥初凝时间以下，遵循设计要求全部钢筋都应进行高标号砂浆垫块的设置，起到保护钢筋的作用。如裂缝出现在外墙混凝土干缩与温差情况下，应将草袋盖在混凝土初凝后的墙顶上，外墙模板在养护14天以后拆除。
3、承台底防水。将聚合物水泥基渗透结晶型防水涂料涂抹一层在桩头，并进行遇水膨胀止水条的设置，确保完全封闭整个底板防水层，进而有效提升其防水效果。在混凝土结构内部不断渗入结晶型涂料，结晶不断出现并对毛细孔起到堵塞作用，提高防水效果。
四、结束语
综上所述，随着科学技术水平的不断提升，我国建筑工程行业也得到了极大的发展。建筑物地下室结构设计水平的提升，不仅可以提升建筑工程的整体质量，更能缩短工期，降低成本。新时期市场竞争愈加激烈，充分提高结构设计水平，是确保建设企业核心竞争力及可持续发展道路的决定性因素。在建筑物地下室结构设计中，单位必须规范施工流程，重视质量管理与控制，才能为建设单位的健康发展提供可靠的保障。
参考文献
[1] 张同波，刘汉进.地下室抗浮失效的3种形态及其上浮特征[A]. 第二届全国地下、水下工程技术交流会论文集[C]. 2011.
[2] 徐琛，戚承志，陈昊祥，李博宁. 纵向剪切波作用下长型地下结构与Pasternak地基相互作用研究[J]. 北京建筑大学学报. 2015（01）.
[3] 杨星.地下室结构的分析与设计探讨[A]. 计算机技术在工程建设中的应用――第十三届全国工程建设计算机应用学术会议论文集[C]. 2016.
城市设计基地分析范文5
关键词:建筑工程，深层搅拌桩;复合地基;地基设计
1工程概况
某工程是一栋八层民用建筑,主体为现浇钢筋混凝土框架结构,建筑总面积约1600m2,建筑红线除一边临近道路外,其余三边与已有建筑物的距离均较小,边柱与已建建筑物外墙距离最近处仅为1.5m。
2工程基础方案选择
考虑到场地上部土层为压缩性高、承载力低的松散软弱土层,且厚度较大,不宜选用天然地基方案。若采用钻孔灌注桩基础,要求桩端入中风化岩层不少于1m,则桩长在45m以上,从施工上来说难以实施且基础成本费用较高;由于场地紧邻原有建筑物,若采用预应力混凝土管桩基础,则不能保证基础施工期间对已有建筑物的影响。综合考虑各方面利弊因素后,决定采用深层搅拌桩复合地基基础。经计算,要求复合地基承载力标准值fk≥200kPa。
3深层搅拌桩复合地基的设计
3.1桩型设计
设计桩径Φ550mm,施工桩长不少于17m,并根据现场土质状况调整;为改善基础底面的受力条件,在深层搅拌桩顶部铺设厚度为30cm的级配砂石垫层；设计桩顶标高-2.00m，高出基底垫层底面标高150mm。
3.2单桩竖向承载力标准值的确定
根据《建筑地基处理技术规范》(JGJ79-91)公式9.2.2-2及公式9.2.2-3,单桩竖向承载力标准值可按下列二式计算,取其中较小值:
=ηfcu,kAP
=qsUpl+αAPqP(2)
式中:――单桩竖向承载力标准值；
η――强度折减系数,取η=0.5；
fcu,k――与现场搅拌桩身加固土配比相同的室内立方体加固土试块的无侧限抗压强度平均值,由于本工程复合地基承载力要求达到200kPa以上,故对桩身加固土强度要求较高,结合本工程各方面的实际情况,取fcu,k=2.0MPa；
AP――桩的截面积,本工程采用直径为Φ550mm的桩,AP=0.237m2；
qs――桩周土的平均摩擦力,根据地质资料,取qs=8kPa；
Up――桩身周长,本工程为0.55π=1.727m；
l――桩长,根据场地有关地质资料,取17m;
α――桩端天然地基土的承载力折减系数,取α=0.4；
qP――桩端天然地基土的承载力标准值,根据地质资料,取qP=250kPa。
把以上各已知数代入(1)式,得出
=237Kn；
代入(2)式,得出:=258kN,
据此,取Rkd=210kN。
3.3搅拌桩置换率计算
根据(JGJ79-91)规范中公式9.2.2-1,搅拌桩的承载力按下式计算:
fsp,k=m/AP+β(1-m)fs,k(3)
式中:fsp,k――复合地基承载力标准值,本工程要求fsp,k=200kPa；
m―――面积置换率,通过计算得出后进而求出桩的间距；
β―――桩间土承载力折减系数,由于本工程表层土为杂填土,而复合地基承载力设计值要求较高,为安全起见,不考虑桩间土的作用,故取β=0；
fs，k―――桩间天然地基土承载力标准值。把以上各已知数代入(3)式,得出:
m=fsp,k×AP/=200×0.237/210=0.227=22.7%。
因此,本工程设计采用矩形布桩形式,桩间距为1.00m×1.00m,m=23.7%,总桩数为256根。
3.4沉降量估算
由于桩端持力层为残积成因硬塑状粘土层,承载力较高,其下卧层为石炭系石灰岩,无软弱夹层,工程桩进入持力层达1m以上,桩型为支承摩擦桩,此种情况下复合地基沉降量甚微,并可分为加固区的沉降量和桩端下卧层的沉降量两大部份。经计算,复合地基加固区的沉降量(主要是桩端进入下卧层的沉降量)S1=53.4mm,桩端下卧层的沉降量S2=2.8mm。实际上,复合地基加固区的沉降量在短时间内可以结束,产生工后沉降值较小,故复合地基的工后总沉降量估计可以控制在20mm以内。
4深层搅拌桩的施工措施
4.1施工技术
4.1.1现场准备
在深层搅拌桩施工前,必须清除施工现场地面、地下一切障碍物,调试、检查桩机运转及输浆管封闭、畅通情况。在施工场地平整时,低洼处应回填素粘性土,禁止回填杂填土；同时,必须清除地面上大于(或长于)10cm的石块、树根、生活垃圾等影响施工质量的一切障碍。
4.1.2工艺试桩
由于搅拌桩桩体强度和质量与多种因素有关,因此施工前,首先要在室内标准条件下制备水泥土试件,进行不同龄期强度试验,以验证设计参数,如达不到设计要求应调整水泥剂量,满足实际工程需要。其次,在场地内选择地质情况有代表性的两点,施工两根搅拌桩进行成桩工艺性试验,以掌握所在地段的成桩经验及各种技术参数。
4.1.3固化剂及配比的确定
由于复合地基承载力设计要求较高,根据现场岩土层地质情况及试桩情况,决定采用425#普通硅酸盐水泥为固化剂,水泥掺入比为18%(相当于水泥掺入量约70kg/m),水灰比为0.45～0.50,外掺剂选用三乙醇胺(含量为水泥用量的0.5%)、NaCl(含量为水泥用量的1%)和优质膨润土(含量为水泥用量的3%)。
4.1.4施工机械的选择
在施工机械的选型方面,考虑到许多类型的搅拌桩机钻进能力较弱,而场地上部存在较多的建筑垃圾,局部含有许多石块、砼块,理应选用钻进力较大的机型。而限于施工场地较小,机械、材料运转困难,故此施工机械选择了GSJ-30型深层搅拌机。
4.1.5选定施工工艺流程
在复杂地下土质状况中,原则上按二喷四搅的方法成桩,但喷浆头很容易被堵塞,故此采用三喷四搅的工艺,即“钻进、搅拌”“喷浆、提升、搅拌”“喷浆、钻进、搅拌”“喷浆、提升、搅拌”的成桩工艺进行,以提高工效。
4.2技术管理措施
4.2.1技术交底
对施工班组作好技术交底,进一步熟悉有关图纸资料；组织学习《建筑地基处理技术规范》；编写深层搅拌桩质量控制要点和深层搅拌桩检查记录,施工班组人手一册。并且要求用书面形式报业主(或监理)审查,并请其对基础施工提出具体要求。
4.2.2定桩位
开工前施测出桩位点后,须经甲方或监理工程师复核无误,用方木作好标记。钻机定位时,左右移动桩机,将钻头尖端准确对准桩位木方,并从两个互为90°的方向检查垂直对准为止,对中偏差≤50mm,并尽量做到钻头中心、桩位、钻杆一条线,且保证钻机水平、稳固后方可开钻,施工中应注意起吊设备的平整度和导向架的垂直度,用线锤进行垂直度检查,若发现钻机倾斜应立即予以矫正。
就位后,桩机必须保持平稳,搅拌杆必须保持垂直。为使钻塔导向垂直地面,司钻工用两枚长水准管放在钻机底架上,调整互为垂直,启动四脚油缸上下运动,致使两个水准管水泡居中,方视桩机达到桩身垂直的目的,其垂直度偏差
4.2.3预搅下沉
待搅拌机的冷却水循环正常后,启动搅拌电机,放松钢丝绳,使搅拌机沿导向杆搅拌切土下沉。由于对桩身水泥土强度要求较高,为保证桩身质量,在预搅下沉过程中,不宜采用加水预沉工艺,下沉速度≤1m/min。如遇到硬土层,切土下沉速度太慢时,方可从输浆系统补给适量清水以利钻进。
由于场地顶部建筑垃圾较多,注意开始钻进时适当调慢搅拌轴转速,以免叶片折断。当很难钻进时,可重复“提升、钻进”数次,直至顺利下沉；当无法钻进时,可与设计、监理方协调,根据基础桩的布置状况,进行开挖处理或适当移位。
4.2.4制备水泥浆
按设计要求配合比,并通过成桩实验调整配比:采用普通硅酸盐425#水泥,水灰比0.45～0.5（外加适量外掺剂)。在预搅下沉到设计深度前,制备好水泥浆。需用量按桩长≥72kg/m准备。制浆时投料的顺序是先将计算好的水量放入搅拌桶内,并用钢尺检查水的深度正确无误后,再开动搅拌机,边搅动边投入外掺剂与水泥,一条桩的水泥用量一次性逐步投入完,不停地充分搅拌均匀；所有使用的水泥浆液都应过筛,制备好的浆液不得离析,保证泵送过程连贯,从输浆管到喷浆口的时间不得大于60s,为保证每米水泥用量和控制水灰比,制浆过程均采用比重计测定其比重,浆液比重控制在1.6～1.7左右。
4.2.5喷浆搅拌
待搅拌机钻头下沉到设计深度后,由司泵工操作电磁调整器,使送浆泵的电机转速达到300r/min,工作压力达到1.0～1.5MPa后方可启动灰浆泵,喷浆量应控制在20～30L/min,桩底端喷浆必须保证在30s以上的时间,使浆液完全到达桩端,方可提升喷浆搅拌,禁止在尚未喷浆的情况下进行钻机提升作业。之后边喷浆、边搅拌、边提升,注意提升速度应≤0.5m/min,使水泥浆与土体充分搅和；直至地面(设计停浆面要求高出基础底面标高500mm,在开挖基坑时,再将上部质量较差的桩段用人工挖去),停止提升,搅拌数秒。待观察到钻头浆孔喷出的浆液正常稳定后,再次将搅拌机边旋转边沉入土中,至设计加固深度后再将搅拌机搅拌提升出地面,完成三搅三喷成桩。考虑到桩顶与基础底面接触,受力较大,在相对较软的地段可以在桩顶1.0～1.5m范围内再增加一次喷浆,以提高复合地基的强度。
搅拌成桩时,电流控制在60A以内,保证搅拌时间,增加拌和次数,提高搅拌转数,降低钻进速度。为了防止搅拌头叶片被堵住,在搅拌成桩时必须保持喷浆,这样才能有效保护喷头,同时提高工效、保证质量。在搅拌成桩过程中,因钻头喷浆孔堵塞不出浆或其它缘故停浆时,司钻迅速调至二档或三档把钻头提出地面,进行清除冲洗,并记录好停喷的时间和深度,清理好后立即复钻,边钻边喷浆至停喷深度以下1m处,以保证不断桩,并做好复喷的时间记录;为了防止灰浆堵塞导管,若停机>2h,宜拆洗输浆管为妥。每根桩成桩结束后应进行喷浆量检查,如水泥用量
4.2.6 结束工作时的注意事项
完成每一支搅拌桩后,应立即清洗钻具及泵具,并把搅拌桶内的余浆一律清除干净,不能留在桶内等待施工下一根桩时与新的浆体一起搅拌混合使用。
城市设计基地分析范文6
摘要：本文以贵州省桐梓县城乡建设用地增减挂钩试点项目为依托，对城乡建设用地增减挂钩的背景、意义和内涵进行深入分析，研究了城乡建设用地增减挂钩的可行性，针对当前开展城乡建设用地增减挂钩的迫切性及实际问题，提出促进“增减挂钩”更好实施的工程技术措施、生物化学措施和管理维护措施及效益分析，使研究成果更富有操作性，从而提高研究区土地利用率，达到既满足经济快速发展下对建设用地的需求及耕地保护。
关键词：城乡建设用地 增减挂钩 技术措施 效益分析
1 研究区概况
桐梓县北纬27°57′-28°54′，东经106°26′-107°17′，桐梓县南北最长处81公里，东西最宽处52公里，国土总面积3202平方公里，总人口67万人。桐梓年平均降雨量1038.8mm，年均温14.6℃，属中亚热带高原季风湿润性气候区，四季不甚分明。
2 复垦措施
2.1 工程技术措施
根据研究区土地利用现状，结合土地复垦适宜性分析，研究区主要采取以下几种工程技术措施：
（1）建筑物拆除工程主要包括房屋拆除和院坝拆除。研究区拆除房屋及院坝、废弃工矿用地、废弃水利设施用地总面积为334.380亩。据现场调查情况，需拆除的砖屋151座，占地面积21.94亩；木屋74座，占地面积18.95亩；院坝占地面积为16.82亩。砖瓦拆除量为12040.13m3；屋基均为0.6m厚条石，条石拆除量为4448.26m3；混凝土主要是砖房屋板和院坝，砼拆除总量为2536.79m3。房屋及院坝拆除共产生弃渣19025.18m3。
（2）土地平整工程主要对垃圾外运、深埋、土地翻耕、客土、筑坎、施肥等进行处理。房屋和院坝拆除以后，原房屋及院坝占用土地由于土壤厚度较厚，进行表土剥离后可以耕作。对研究区废弃工矿用地需土后方可耕作，由于研究区周边林盘地较多且土壤较好，可作为研究区废弃工矿用地客土地来源。项目周边原有机耕道主要是素土路，雨天泥泞，给周边居民生活、生产带来了极大的不便，按照合理利用资源原则，对房屋及院坝拆除的建筑材料还可以利用的用于新建安置区的建设，剩余废弃砖石料可以用于研究区石埂的砌筑，弃渣采取通过人工挑运铺筑于就近机耕道，用于改善交通条件，多余的废弃砖石料、残渣可以采取就地深埋。
（3）配套工程为道路工程和农田水利工程。改善复垦区土地利用条件，便于日后群众生产生活，在面积较大的研究区内新修生产路等农业基础设施。经实地勘测，研究区生产路为土质路面，多为沿原地形延伸的羊肠小道，无规划性，为原来居民与牲畜行走而成，雨天道路泥泞，无法满足群众生产生活需求，因此，在面积大的区域规划新修生产路15条，总长生产路1669.19m，采用5cm厚的C15砼路面，15cm厚的毛石垫层，新建排水沟1034.41m，共8条，新修挡土墙831.43米，梯步576.63米。
2.2 生物措施
在复垦后的土地，要采取一定量的生物化学措施以尽快提高土地肥力。通过生物措施，种植能加速土壤熟化的生物肥料，可以加快土壤中的微生物分解、减少水土流失、增加绿色植被覆盖，进而提高农作物成活率及产量。因此，建议土地复垦后，豆科植物与其他粮食作物套种培肥土壤，如油菜与玉米等套种。
2.3 管理维护措施
复垦为耕地的土地，土地使用权归集体所有。集体组织可以通过土地流转，承包给大户经营等方式利用土地。在土地流转和大户承包前，村集体组织必须通过签订合同等来约束其土地利用行为，防止土地被建设或土地撂荒。对土地使用权人荒废土地或擅自改变土地用途的，村集体组织有权力收回土地使用权。
3 土地复垦效益分析
3.1 土地复垦结果分析
研究区土地总面积为345.56亩，扣除道路等不复垦面积，复垦面积为334.380亩，土地复垦率为96.76%。复垦后新增耕地面积为328.44亩，新增耕地率为98.22%。通过对破坏农村居民点及废弃工矿进行土地复垦，使被破坏的土地得以重新利用。根据1：10000标准分幅数据复垦区全部为建设用地，复垦后转化为农用地。
3.2 经济效益分析
通过复垦可新增耕地328.44亩。复垦效果显著，根据土地适宜性分析结果，复垦后的耕地可以用于种植玉米、油菜薯等，同时设计相关道路设施，便于农民耕种。根据实地调查，结合研究区实际情况，研究区主要旱地作物品种以油菜、玉米为主，旱地复种指数170%。复垦耕地按种植玉米、马铃薯测算，则土地复垦后研究区年均可增收44.80万元，将给当地带来一定经济效益。
3.3 生态效益分析
复垦的生态效益是显而易见的。通过对复垦区生态环境的恢复与建设，使占有和破坏的土地得到恢复，最终恢复了土地的生产力，建立成了人工与自然复合的生态系统，形成新的人工和自然景观。有效改善了研究区的生态环境。可见此后可将原来农村居民点对生态环境影响减少到最低，改善了研究区生物圈的生态环境。
3.4 社会效益分析
土地复垦关系到社会经济发展的大事，不仅对生态环境有重要意义，而且是保证区域可持续发展的重要组成部分。土地复垦在一定程度上缓解了桐梓县建设用地与农业用地之间的矛盾，有利于该村生产条件、生活条件和生态环境的改善。复垦后的土地调整了土地利用结构、发挥了生态系统的功能、合理利用了土地、提高了环境容量、促进了生态良性循环、维持了生态平衡。
4 结论
通过对研究区农村居民点建设破坏的土地采取整治措施进行土地复垦，使其恢复到可供农业生产状态。对恢复和改善研究区生态环境、推进社会主义新农村建设、建设节约型社会、促进经济社会全面协调可持续发展具有十分重要的意义。现阶段，桐梓县正处在社会经济发展和城市化进程加俱时期，对城镇建设用地的需求十分迫切，实施城乡建设用地增减挂钩是缓解城镇化用地扩张压力的有力措施，希望本文的研究成果能够为今后桐梓县的城乡建设用地增减挂钩提供更有价值的参考依据。
参考文献：
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