1 工程概况

    轨道交通全线长约6.5km，轨道交通一号线建设前，沿线道路已经完成，目前需要解决如下问题：

（1）轨道交通线路要跨越既有通道，通道上覆荷载增加，既有通道结构能否满足要求；

（2）公园混凝土挡墙因前期设计未考虑有轨轨道交通荷载，且作为临时性维护结构设计，地基承载力不足，且墙体裂缝宽度超限，需要进行合理的加固。

   （3）南部泵站因有轨轨道交通路线与泵站顶部斜交，导致泵站顶部荷载增大。顶板、混凝土梁、侧墙承载力不足，且沉降变形超限。需要提出加固或避让的合理方案。

2、既有通道

3.1 既有通道概况

由于公园景观设计的需要，在东路增设两个人行地下通道。通道位于东路桩号K0+601.4m与 K0+813.6m处，设计采用净高4m、净宽10m的钢筋混凝土闭合框架结构，总长53.1m，分三节，相邻节段间设置沉降缝。通道出口两侧沿道路纵向设置10.5m悬臂式挡墙。顶部覆土约70cm。

图3 既有通道结构与地质条件

3.2 场地地形、地貌

场区地貌类型为岗前堆积地貌单元。K0+601.4m处通道原为大棚菜地，原始地面标高约8m，现为沧麒东路新填筑路基，最高处标高约11m，填土厚3m左右。场区地表岩性主要为填土及粉质黏土。

3.3 地基岩土层

钻探揭示，场区33.3m以浅地层由第四系全新统（Q4）冲积层及上更新统（Q3）残坡积层、侏罗纪象山群（J1-2xn）组成，按岩土体成因、年代、埋藏深度及物理力学性质，将地层划分为5个工程地质大层， 10个工程地质亚层，由上至下分述如下：

地基承载力参数表

3.4 荷载

3.4.1 轨道交通编组及荷载

近期五节车厢编组，远期七节车厢编组。轨道交通等效均布活载标准值q1=37kN/m2

图5 轨道交通编组荷载

3.4.2 轨道交通轨道结构

轨道结构包括钢轨、轨道板等，均布荷载标准值：q2=17.5 kN/m2。

图6 轨道交通轨道结构

3.4.3 通道设计荷载

轨顶设计标高13.450m，原路面设计标高13.400m，通道顶面设计标高12.700m。轨顶与通道顶面净空距离0.75m，轨道结构净高度0.65m。

轨道交通均布活载标准值：q1=37.0KN/m2

轨道结构均布荷载标准值：q2=17.5 kN/m2。

通道顶板厚度0.7m及加固加厚0.1m的自重标准值：

q3=0.8*25=20kN/m2

侧墙厚度0.7m的折合基底标准值：

q4=0.7*4.0*25*2/11.4=12.3KN/m2

底板厚度0.8m自重标准值：q5=0.8*25=20KN/m2

通道侧壁回填土重新回填：重度18.0KN/m3，内聚力C=10KPa，内摩察角Ф=20°。

上部超载标准值：37.0+17.5=54.5KN/m2

土压力e1=54.5*tan2（45°-0.5*20）=26.7KN/m2

土压力e2=（54.5+5.5*18.0）* tan2（45°-0.5*20）=75.2KN/m2

图9   通道结构分析模型

3.4.4 通道结构内力计算

利用结构力学求解器求解矩形单孔闭合框架结构，假定底板弹簧支撑。

（1）内力计算结果及原结构承载力复核结果：

图10   通道结构计算弯矩图

（2）原结构正常使用极限状态复核结果

3.4.5 原通道结构

　　　　　　　　　 图11   通道结构配筋剖面图

    图12 通道结构配筋平面图

3.4.6 通道结构加固措施

经过复核，原结构侧壁强度不足，裂缝宽度超限，需要加固。具体加固措施采取墙外侧加厚侧壁墙，增加厚度300mm，配筋竖向C22@100，分布筋C18@200，植于顶板与底板,双向设置锚筋Φ12@600.每个通道加固长度20m，加固轨道交通覆盖的那一节段上。一共两个通道，分别位于K813.6与K601.4位置。

图13 通道加固详图

3.4.7 通道沉降控制

轨道交通线路轨道工后沉降要求控制在50mm以内。原通道基础未进行地基处理，目前荷载条件下，无法将工后沉降控制在50mm以内。建议采用锚杆静压桩方式加固通道。

锚杆桩边长250x250mm，每节长度2.0m，锚固胶泥接桩，底板后开孔方式压桩。桩间距2.0m，桩长度15.0m。根据侧墙外路基重新回填时也可以在墙外侧实施锚杆桩，先施工锚杆桩，然后加厚侧壁墙体。

图14通道沉降控制加固详图

4 公园挡墙加固

4.1 公园挡墙概况

公园临近道路，设置钢筋混凝土挡土墙。挡墙为变截面，顶部厚度一般500mm，根部700mm，挡墙悬臂部分高度7.0m。挡墙顶面标高13.2m。

公园混凝土挡墙因前期设计未考虑有轨轨道交通荷载，且作为临时性维护结构设计，地基承载力不足，且墙体裂缝宽度超限，需要进行合理的加固。

图15 公园挡墙立面图

图16 挡墙配筋图

4.2 荷载

根据路基修筑施工安排，通道两侧10m范围内将挡墙内回填土朝通道方向1:2坡度挖除后重新填筑掺3%水泥级配碎石，10m范围之外的挡墙基础外采用管桩基础加固，挡墙基础内的回填土或者挖除重新填筑灰土或者采取注浆加固处理。

图17 通道两侧路基加固立面图

挡墙高度7.0m，墙顶部与轨道顶部齐平：

顶部超载为轨道交通活载标准值：q1=37KN/m2；

0-0.65m轨道结构荷载标准值：q2=17.5KN/m2；

0.65-7.0m路基填土填料自重标准值：q3=6.35*18.0=108KN/m2；

挡土墙结构自重标准值：q4=7.0*25=175KN/m；折合底板面积荷载标准值36KN/m2

填土特性按内摩擦角Φ=20°考虑，不考虑填土内聚力，重度17.0KN/m3。

0.65m位置土压力标准值：

e1k=（37+17.5）*tan2 （45°-20°/2）=27KN/m2

0.65m位置土压力设计值：

e1=（37*1.4+17.5*1.2）*tan2 （45°-20°/2）=36KN/m2

0.65m位置土压力设计值准永久值：

e1=（37*0.5+17.5）* tan2 （45°-20°/2）=18 KN/m2

7.0m位置土压力标准值：

e2k=（37+17.5+6.35*18.0）* tan2 （45°-20°/2）=83KN/m2

7.0m位置土压力设计值：

e2=（37*1.4+（17.5+6.35*18.0）*1.2）* tan2 （45°-20°/2）=103KN/m2

7.0m位置土压力准永久值：

e2=（37*0.5+17.5+6.35*18.0）* tan2 （45°-20°/2）=75KN/m2

基础底板附加荷载标准值：q1+q2+q3+q4=163KN/m2

基础底板附加荷载设计值：q1+q2+q3+q4=203KN/m2

基础底板附加荷载准永久值：q1+q2+q3+q4=145KN/m2

基底平均压力标准值：（（37+17.5+108）*2.8+175）/4.8=131KPa

　　图18 挡墙与路基构造                 　图19 挡墙结构分析模型

利用结构力学求解器求解刚架结构，假定底板弹簧支撑。计算结果：

图20 挡墙结构内力分析结果（设计弯矩/标准弯矩/准永久弯矩）

（1）内力计算结果与原结构承载力复核结果

（2）正常使用极限状态复核结果

4.3 挡墙地基承载能力

基底平均压力标准值 131KPa，基础持力层（2-1）层粉质粘土的地基承载力特征值120KPa，不满足地基承载力要求，或者会带来较大的沉降。

4.4 挡墙加固措施

经过复核，原挡墙结构强度与刚度不足，裂缝宽度超限，地基承载能力不足，需要加固。根据现场施工条件，提供两个加固方案

（1）墙内侧加固

优点：不破坏挡墙外面的装饰面层，加固层隐蔽，便于地基加固，受力明确，处理效果好；

缺点：需要挖除墙内填土，需要设置钢板桩等临时支护、墙内再回填；

（2）墙外侧加固

优点：不需要挖除墙内填土

缺点：破坏装饰面层、地基加固较困难。

悬臂挡墙顶部增加300mm，根部增加400mm，受力钢筋C22@100，分布钢筋C14@200，锚固钢筋双向C14@600。钢筋植入混凝土深度15d。

在挡墙外悬挑基础上设置锚杆静压桩，桩截面250*250mm，每桩节段2.0m，A级胶黏剂接桩。桩每延米承载能力15KN，有效桩长15m，单桩承载力250KN，桩间距2.0m。

在挡墙内基础底板钻孔，采用旋喷注浆桩加固挡墙内地基，间距2.0m，加固深度15.0m，双重管施工，成桩直径0.6m，每延米水泥用量300kg/m，水灰比1:1.

图21 挡墙结构加固方法（外侧加固/内侧加固）

挡墙内不挖土的情况下，挡墙悬臂部分只能在外侧加固，内侧的旋喷桩采用引孔施工，引孔同时钻穿挡墙基础底板，在护套管条件下进行旋喷施工。

挡墙内挖土的情况下，挡墙悬臂部分可在内侧加固，同时加固基础底板，在基础底板上开孔后即可进行旋喷施工。

建议尽可能采用墙内侧加固措施。

5、南部泵站

5.1 有轨轨道交通跨越南部泵站

轨道交通线路ZY+430位置跨越南部泵站，左侧线路钢轨侵入泵站结构约0.6m，全线跨越泵站过水涵洞。

靠近线路的泵站顶板标高9.500m，地面标高10.500m，过水涵洞顶面标高7.700m，轨顶标高10.745m。轨顶标高与泵站顶板标高之间净空间仅1.25m。

泵站顶板为钢筋砼梁板结构，板厚250mm，上部覆土厚度1.0m，泵站基础为整版基础，水泥搅拌桩地基处理，桩直径600mm，桩间距1.2m，桩有效长度8.0m。

图22 轨道交通线路跨越南部泵站平面图

图23 南部泵站A-A剖面图

5.2 泵站区域工程地质条件

场区地貌类型为岗前堆积地貌单元，原始地面标高约8m，现为泵站场内地坪，标高约10.5m，填土厚2.5m左右。场区地表岩性主要为填土及粉质黏土。

图25 南部泵站地质剖面图

5.3 跨越方案

根据标高体系，靠近线路的泵站顶板标高9.500m，轨顶标高10.745m，轨顶与泵站顶板净距离1.25m。如果采用路基覆盖方式，则其中轨枕体系厚度0.65m，还要填土0.6m厚度，路基宽度至少9.0-10.m。此种方法增加的荷载：

轨道交通均布活载标准值：q1=37kN/m2

轨道体系荷载标准值：q2=17.5 kN/m2

回填覆土：q3=0.6*18.0=10.8kN/m2

泵站顶板作用荷载标准值：q1+q2+q3=65.3KN/m2.

由于跨越范围内本站进水池、过水函等斜交，条件复杂，本案不主张直接填土跨越方式。

经过与泵站前设计单位、泵站使用单位的沟通，一致认为轨道交通线路最好跨越避开泵站。经过初步方案比选，建议采用整体跨越方式。

5.4 整体跨越方案

采用一跨整体跨越桥梁，跨度22.0m，预应力单室箱梁，顶部槽型。钻孔灌注桩，直径Ф1000mm，桩长35m，以强风化泥质砂岩为持力层。梁底与轨顶之间距离约1800mm。

图26 桥梁跨越平面图

图27 桥梁跨越立面图

图28 箱梁断面图

5.5 桥梁跨越与泵站的矛盾及改造

桥梁跨越的唯一决定因素是梁高度与净空的矛盾。采用一跨整体跨越泵站与过水涵洞，跨度22.0m，采用预应力单箱箱梁，梁高度1.8m左右，而轨顶标高与泵站顶板之间距离仅1.25m，即采用一跨整体跨越方式，梁高与净空之间冲突。需要将泵站顶板局部降低0.6-0.7m。这样就需要将泵站进水池部分整体改造加固。

图28 桥梁与泵站结构冲突示意图

图29   整体跨越泵站加固平面图

节点详图JL1为托换大梁，截面500*2000mm，配筋上部10Φ25,下部20Φ25，如节点详图（1）所示，大梁支撑于侧墙Q2上面，大梁顶面标高9.700m，高出原有顶板面200mm，低于原次梁L2底面300mm，便于托换大梁主筋的穿越。主筋植筋深度不小于15d。

大梁托换后，原次梁伸出托换梁部分顶面扩大截面加固，如JL4(1)。
    原边口大梁500*2000mm，降低0.6-0.7m后，该梁局部消弱，需要加固，在旁边增设加固梁JL5（500*1200），如节点（5）所示。

桥梁跨越冲突部位泵站顶板降低做法如下详图（6）所示。

图30 跨越冲突部位泵站顶板降低做法示意图

图31 泵站局部改造加固节点详图

图32 泵站边口梁（JL5）加固详图

6 、形象工程量及计划工期