建筑知乎丨地铁物业:你不知道的地下秘密
2015-04-22
万科建筑研究中心
“陈怀建”问:
常去香港,感觉香港的核心片区是一个建在地铁上的巨大都市圈,现在深圳也越来越多依赖地铁交通,想了解地铁上盖房子的安全问题是如何解决的?
建筑知乎
香港四通八达的地铁交通与兴旺的物业,给我们留下了深刻的印象。至于陈先生感兴趣的地铁物业安全问题,涉及到建筑结构,本期请出万科建筑研究中心结构工程师涂胡兵为你详细解答。
地铁物业的确是目前国际大都市集约利用土地的一种好模式。Duang的一下,将商业、办公、生活通过轨道交通衔接起来,高效、便利。
由于地铁物业都紧邻地铁,基于地下结构的复杂性,对建筑物的结构设计也提出了更高的要求。在设计时必须着重考虑两点:基坑的支护和结构减振。
基坑支护
地下室土方的开挖会引起基坑变形,当项目地下室距离地铁线路较近时,过大的基坑变形会引起地铁轨道下沉、地铁停运等,对地铁的运行安全产生威胁。因此,在地铁附近开挖基坑时,往往对基坑变形的要求极为严格。目前常见的地铁上盖物业基坑支护方式有——
1、 排桩+内支撑支护。
以目前最高的深圳平安金融中心基坑为例,基坑深度为33.3米,是目前国内超高层建筑中最深的大型基坑。基坑离最近的地铁1号线仅有20米。
基坑支护形式采用钻孔灌注桩+5道钢筋混凝土内支撑+2道锚索,结合高压摆喷墙以及袖阀管注浆形成组合止水帷幕。高压摆喷墙能形成搭接良好的不透水墙,止水效果好,施工速度快。支撑体系采用双圆环的布置形式,形成较大面积开敞空间,方便中部土方开挖且可完全避让塔楼的主体结构,保证在基坑开挖完成后不用拆撑即可进行塔楼主体结构的施工。目前该基坑已顺利完成施工。
▲平安金融中心基坑施工
▲圆环内支撑
2、地下连续墙+内支撑。
当地下室距离地铁较近时,往往需要支护结构提供较大的侧向刚度,这时可采用地下连续墙+内支撑的支护形式。以万科在建某项目为例,项目开发地块位于南、北两条地铁线路之间,基坑边线距离地铁最近处仅9米,基坑深度最深达20米。为确保地铁运营安全,采用了地下连续墙+内支撑的支护形式,同时靠近地铁一侧采用袖阀管注浆加固。
▲基坑两侧均紧挨地铁线路
▲地下连续墙施工
▲内支撑施工
结构减振
在地铁线路上方建造住宅,当地铁列车经过时,轨道的振动会通过车站的墙、柱等竖向构件向上部传递,从而引起上盖物业的振动,给住户带来不适。目前,国家相关规范规定了建筑物室内振动的限值,以1类区域为例,昼间和夜间的振动限值分别为65和62dB。而相关测试结果表明,当列车仅以15~20km/h的速度通过时,正上方住宅楼的振动高达85dB。为此,地铁上盖物业要经过合适的减振设计,方可满足振动舒适度的要求。
对于此类振动,减振可从以下几个方面着手:
1、考虑振源。
车辆方面通过车辆轻型化和合理配置轴重减小振动,轨道方面采用合适的道床和轨道结构形式,利用弹性扣件、弹性垫层和减振型道床增加轨道的弹性,降低振源的激振强度。
2、考虑振动的传播路径。
在土层中设置连续屏障如明沟、填充沟和钢筋混凝土墙等,非连续屏障如排桩、排孔和波阻块等,或者在房屋的基础和地基之间铺设垫砂层,切断和削弱振动由振源向受振体的传播。
▲设置屏障削弱振动传播
3、接收振动的建筑物。
在建筑物的基础或层间设置隔振支座,抵抗和吸收传递到建筑物的振动能量,减小上部结构的绝对加速度反应。
▲隔振支座减振
伴随着国内城市地铁建设的热潮,地铁物业的开发也逐渐兴起。项目开发给结构技术带来了新的挑战,复杂基坑、振动舒适度等疑难问题均需找到恰当的解决方案。结构技术与产品开发的融合,也必将极大的促进地铁物业的发展。