1、第一章 緒論地鐵車輛段是地鐵車輛停放、檢查、整備、運用和修理的管理中心所在地，通常位于線路的起點或終點附近。若運行線路較長，為了利于運營管理和減輕車輛的檢查和清洗工作量，還會在線路的另一端設停車場，負責部分車輛的停放、運用、檢查、整備和救援等工作。1.1 研究背景傳統地鐵車輛段由于其占地面積大、建筑密度低、用地強度小等特點，與日益緊張的城市土地資源之間產生了難以調和的矛盾。地鐵建設結合周邊區域進行綜合開發，是地鐵與城市發展的必然，對地鐵及城市發展均有重大意義。通過對地鐵停車庫上蓋物業開發工程的研究，能夠提出較為可行的方案解決相關問題，從而真正做到保證地鐵安全施工、安全運營、帶動城市發展、發揮城

2、市公共客運交通骨干作用的作用，同時，進行地鐵停車庫上蓋建筑的物業開發，不僅可以協調停車庫與周邊用地的關系，減少地鐵停車庫對城市的分割作用，而且可以盤活周邊地塊，帶來巨大商機。據不完全統計， 目前國內已經有北京、上海、成都、深圳、長沙、寧波等多個城市開展地鐵車輛段上蓋物業開發的研究及相關工作，部分城市的地鐵車輛段上蓋物業開發已經進入實施階段。1.2 地鐵車輛基地綜合開發現狀1.2.1地毯模式主要是將地鐵車輛段及綜合基地布置在地面，水平展開，通過對眾多功能庫房進行整合，形成連成一體的平臺，作為開發物業的建設用地。這種開發模式并不強調對車輛段及綜合基地進行壓縮，而是從上蓋物業開發與周邊環境融合的角度

3、出發，對上蓋交通流線、建筑布局、管線排布進行合理組織，同時上蓋物業開發面積在滿足規劃要求的前提下盡可能提高，以獲取最大利益。高架地鐵站點與基地上部開發結合緊密，步行人流組織做到無風雨通行；車輛段及綜合基地工作空間與上蓋物業通過平臺結構板與圍墻徹底隔離，便于管理；車輛基地位于地面，生產貨運流線組織便捷，生產部門呈水平聯系，符合傳統運營習慣；車輛段及綜合基地結構體系位于地面，施工不太復雜。這種開發模式多使用在山地、丘陵等對地形高差變換容忍度較大的城市，如重慶、香港等地區。在這類城市中，通過模擬微地形處理將車輛基地上蓋邊緣與城市空間的結合部層次化、豐富化、多元化。實例：香港作為一個國際化大都市，為了

4、解決城市用地問題，從20世紀60年代開始已進行地鐵車輛基地地毯式開發模式的研究，歷經半個世紀，現已形成了第三代日出康城，該項目在設計時將城市道路以微地形的形式引入到車輛基地上蓋，通過景觀、綠化、臺地等手段，將車輛基地碩大的邊緣弱化，形成豐富的城市空間，改善了第一、二代車輛基地固有的缺陷。它的總占地面積是34平方米的建筑，上蓋及周邊布置的高層的塔樓，并配備了汽車夾層，上層物業開發這個布置的比較早。圖1.1 香港柴灣物業開發1.2.2地下掩土模式為了盡可能規避其對城市空間與交通產生的負面影響，這種開發模式將地鐵車輛段及綜合基地的主要大型廠房布置在地下，一些人員集中的輔助辦公空間布置在地上。地面置換

5、出的剩余城市空間則依據不同的需求布置相應的建筑功能，形成與周邊環境一致的城市形態。這種車輛基地開發模式充分利用地下空間，結合地下線，減少出入段線的拉坡需求，避免了地面U 型槽的出現，從而保證在地鐵生產工藝的同時將地面城市空間還給公眾，極大地節約了城市土地，保留了原有城市空間尺度與脈絡。所以通常被運用到位于城市核心地段的地鐵車輛段及綜合基地，或因城市發展而漸漸陷入城市核心的車輛段及綜合基地的建設和改造工程中。例如日本光丘車輛段、英國的懷特鎮(White City)車輛段、新加坡的金泉(Gimcheon)車輛段等都采用這種開發模式，僅在上部布置的物業形態有所區別。然而,因大量空間位于地下，這種開發

6、模式對地質條件要求相對較為嚴格，如因地下水位過高，將會導致建設成本的大量增加；其次，由于位于地下，車輛段自然采光與通風條件較差，運營模式因空間局限受到一定限制；同時，下沉車輛基地對周邊市政管線敷設帶來不便，地下消防撲救，防災應急等問題也需要重點考慮。因此，我國地鐵車輛基地若要采用這種開發模式，尚需更多地借鑒國外同類車輛基地的建設經驗。實例：作為在懷特鎮車輛段上部開發的建筑群，韋斯特菲爾德(Westfield)商場是英國第三大、倫敦第一大的零售商業綜合體，總建筑面積約15萬平米，共計270個鋪位，同時具備4500個小汽車停車位。圍繞整個商業綜合體，配套建設了倫敦地上鐵的謝菲爾德布什(Shephe

7、rds Bush)站、倫敦地下鐵中央線的謝菲爾德布什站、懷特鎮站、倫敦地下鐵哈默史密斯與城市線的謝菲爾德布什市場(Shepherd. s Bush Market)站、伍德巷站，以及新的公交總站、人行系統等，相關市政接駁設施共計花費了2. 7億英鎊。據韋斯特菲爾德集團估算，新的商業約有60%的購物人群會利用公共交通到此購物或休閑娛樂。整個懷特鎮開發，總共耗資16億英鎊，完成后的商業街，以韋斯特菲爾德商場為核心，形成了多業態，綜合性的城市副中心。圖1.2 韋斯特菲爾德商場鳥瞰1.2.3高架模式通常由于用地緊張，高架線路銜接落地車輛段及綜合基地。在難以滿足線網的坡度要求時，采用高架車場的建設模式，使

8、得正線軌頂標高同庫內規定標高基本一致。當車輛段及綜合基地布置在地面以上10 m左右時，城市利用車場下部空間布置大量商業以及生活配套設施，上部則布置住宅或酒店式公寓等居住性質的建筑物，相鄰地鐵高架站點成為物業開發提供便捷的交通出行方式，商業、居住等物業形態也為末端站點帶來穩定的客流來源，同時圍繞地鐵高架站點組織相應的城市其他交通設施，形成完善的接駁出行系統。此種車輛基地開發模式克服了地毯模式對城市地面交通的影響，也避免了地下掩土模式造價高的缺陷，保證了車輛段及綜合基地的自然通風、采光條件優化等工作環境；利用其下部空間進行商業開發，將可達性最強的地面空間歸還給城市，將原來孤立于城市的地鐵廠區轉變成

9、為一個宜人的商業購物貿易區；通過結合相鄰地鐵站點，形成無縫銜接的交通接駁，形成高密度的商業開發。但是，由于高架開發模式是在地面之上若干層修建建筑綜合體，出于城市空間形態與尺度的考慮，這種開發模式多用于較小型的停車場，以保證街區尺度符合城市發展的要求；同時高架咽喉區下部，將會形成一個采光條件較差的城市空間，景觀綠化較難存活，需結合相應的市政交通設施進行布置。因此, 在選用這種開發模式的同時，需要首先考慮車輛段及綜合基地設置的規模和功能是否適合。實例：2004年，我國在武漢首次嘗試了高架停車場的建設；2009年，南京地鐵1號線南延大學城停車場，將高架停車場的建設與周邊用地進行統一規劃、設計、建設，

10、從而開創了我國高架停車場綜合物業開發的先河，成為高架開發模式的典型案例。由于地鐵站點與地鐵停車場的引入，原有規劃布局及相關指標有了較大的調整，容積率及用地功能都發生了變化。在新的規劃中，要求對地鐵停車場用地進行土地的綜合利用，在其上建設相應的住宅及商業配套設施。整個停車場遠期配屬車輛34列，總用地面積13.7萬平米，總建筑面積為36.8萬平米。其中地鐵停車場總建筑面積約6萬平米，綜合商業約8萬平米，上蓋住宅約8萬平米，落地住宅開發16萬平米。該地塊配套建設1個地鐵站點，100個P+ R停車位，8個到發車位的公交始發站，30個出租車?？课弧５罔F接駁其他交通換乘距離不大于150米，高架地鐵站廳與商

11、業二層形成無縫銜接，并通過商業步行系統與南側住宅小區形成緊密聯系。圖1.3 大學城停車場開發剖面1.3 研究實例繆東（2013）分析了軌道交通車輛段及綜合基地的功能和配置要求。其中強調由于城市軌道交通的特點，車輛段的設置一般均建設在城市邊緣或城郊結合部。但隨著城市的快速發展，城市用地依舊非常緊張。因此，車輛段的設置規模和總平面布置應符合城市整體規劃要求，在滿足工程地質水文條件、供電供水條件的情況下，應盡量結合周邊規劃要求、道路規劃要求，合理的進行總平面布置，在遵循工藝優先原則的前提下，盡量減少工藝占地規模。當用地靠近規劃道路或其他規劃目標時，應考慮讓出具有升值潛力的地塊，以供商業開發或其他建設

12、項目。胡興為（2013）研究了深圳地鐵塘朗車輛段上蓋物業D區結構設計，深圳地鐵塘朗車輛段上蓋物業D 區下部為深圳地鐵5 號線塘朗車輛段停車列檢庫，上部為13 層住宅，采用框支剪力墻結構，為平面及豎向均不規則的超限高層結構。為保證結構的抗震性能，采用抗震性能設計方法，對不同構件提出合理的抗震性能目標，采用多個軟件對結構各抗震設防階段進行分析。忻鼎康等（2003）采用預應力技術來減少地鐵車站結構變形裂縫在我國尚屬首次嘗試。探討了結構計算分析所需土體約束條件、混凝土收縮和溫度體荷載，給出了復合雙墻地鐵車站節段的ANSYS 程序有限元計算分析和預應力筋合理布置的建議。對于課題研究提供有效的參考，在結構

13、分析過程中和建立計算模型時，必須確定一系列力學和物理參數，主要的有: 土體對頂板、底板和連續墻的約束條件, 節段間的約束條件等。沈健,王敬（2011）介紹了北京地鐵8號線平西府車輛段上蓋物業開發的主要設計方案，并以此為例，對地鐵車輛段上蓋物業開發設計要點進行了梳理和分析，提出了地鐵車輛段上蓋物業開發設計的一般流程、注意事項及相關建議。要點如下：明確設計思路、理清設計流程，綜合評估、合理確定上蓋開發范圍，物業開發商業部分與車輛段的設計界面劃分，上蓋物業與蓋下車輛段實現物理界面劃分，通風與采光，消防設計，上蓋開發車輛段的軌道減振設計。傳統地鐵車輛段由于其占地面積大、建筑密度低、用地強度小等特點，與

14、日益緊張的城市土地資源之間產生了難以調和的矛盾。因此在進行車輛段物業開發規劃、設計時，應充分注意上述設計要點，使其既能滿足運營的需要，又能充分考慮蓋下人員的工作環境及未來上蓋物業開發的需要。李妍,耿傳智（2013）研究了地鐵停車場上蓋開發的軌道結構選型，在市區建設大型軌道交通停車場會使交通更加便捷，促進經濟發展，但同時會帶來振動噪聲污染，如果采取有效的減振降噪措施會大大減少不利影響。從軌道結構方面來說，大量的地鐵振動實驗數據表明，在時域內，浮置板軌道在隧道壁振動比彈性扣件軌道降低約15 dB，比彈性支承塊軌道降低1014dB。說明浮置板軌道隔振效果明顯。浮置板到隧道壁的振動插入損失約40dB；

15、浮置板軌道與彈性扣件軌道比較，在10100Hz，降低13dB以內，在100Hz以上降低30dB，在40Hz內，彈性支承塊軌道與彈性扣件比較并無隔振效果；在50Hz以上減振10dB以上。浮置板減振軌道相比彈性扣件和彈性支承塊軌道擁有更好的減振性能，能改善停車場上蓋物業的開發質量，增加開發形式，因此使用浮置板減振軌道非常適用于綜合性停車場的開發。夏夢麗（2012）首先從國內外軌道交通車輛基地綜合開發的現狀及實例調研分析其復合功能組成、實體要素、空間要素及整體模式，然后借鑒先進立體化設計理論及成功案例梳理并推導立體化要素的構成和組成特點，隨后結合軌道交通車輛基地綜合開發的實際案例，分析總結空間形態要

16、素整合方法。核心部分討論了軌道交通車輛基地立體空間組織的實體要素及空間要素，包括地上、地面、地下三個城市界面中形態豐富、聚集多義性的公共空間節點，及其空間組織結構。最后論文總結和展望軌道交通車輛基地綜合開發空間形態未來發展的趨勢。車輛基地綜合開發的城市設計中與城市空間相互延伸與擴展，通過在綜合開發中引入商業步行街，通過中庭結合交通換乘及大型商業，將城市廣場設置于車輛基地的屋頂平臺，多樣化空間元素的導入，不僅構成綜合開發的整體空間，并且形成城市公共空間的活力元素。同時，車輛基地綜合開發空間結構通過組織多元化的空間元素，將車輛基地綜合開發，轉化為集聚多種空間層次、多種空間要素復合的動態開放系統，積

17、極融入城市空間環境系統。趙宏康等（2013）對于蘇州太平車輛段停車列檢庫上蓋物業開發復雜高層結構設計的研究介紹了在蘇州太平車輛段上部進行上蓋物業開發的復雜高層結構的建筑特點、結構特點及設計要點，包括超大層高差的結構設計、超限高層結構設計及分析、基于ANSYS 實體單元的箱式轉換結構設計，以及考慮混凝土的徐變和上蓋開發滯后可能性的沉降控制設計等。說明帶箱式轉換的巨型框支柱-剪力墻結構體系是適合上蓋開發的一種結構體系。綜合考慮基礎沉降和上部結構混凝土的徐變隨時間推移的變化規律的結構設計可用于高層建筑大底盤不允許留設沉降后澆帶的情況。吳奎（2013）對于常青車輛段綜合開發結構設計的關鍵問題探討，結合

18、武漢市軌道交通2 號線常青車輛段綜合開發工程經驗，總結地鐵上蓋開發類項目在設計中可能面臨的關鍵問題，探討了抗震縫、轉換形式、消防車荷載等的合理選用，運用剛度調平理論解決了沉降不均及分期施工的影響，為今后地鐵上蓋開發類項目提供一定的參考。1.4 研究參考規范主要參照的規范如下：（1）地鐵設計規范(GB50157-2003)（2）混凝土結構設計規范(GB50010-2002) （3）混凝土結構工程施工質量驗收規范(GB50204-2002)（4）建筑結構荷載規范（GB50009-2001）（5）建筑地基基礎設計規范GB50007-2002（6）建筑樁基技術規范（JGJ94-2008）（7）北京市地

19、鐵運營有限公司企業標準技術標準工務維修規則（QB（J）/BDY（A）XL003-2009）（8）穿越城市軌道交通設施檢測評估及監測技術規范（DB11/T 9152012）1.5 研究內容（1）收集現有設計資料，了解地鐵停車庫上蓋物業開發工程發展概況；（2）依據現有資料，綜合上蓋物業開發工程特點與地鐵停車庫運營要求，研究上蓋工程對地鐵停車庫結構及軌道安全性的影響；（3）對于研究問題按照規范要求分析，建立SAP2000模型進行計算；（4）對計算結果進行分析、處理、總結，取得相關結論；（5）對地鐵停車庫物業開發工程設計、施工等提出建議。1.6 研究方法本文將在經過認真分析和總結國內外相關發展現狀后，

20、運用正確的相關理論和知識，沿著“提出問題、分析問題、解決問題”的基本思路對課題展開討論，利用有限元軟件分析研究上蓋工程對地鐵停車庫結構及軌道安全性的影響，同時對比不同上蓋項目，對結論進行優化，并進行評價。目前，可用于荷載結構模型分析的大型計算軟件有ANSYS、SAP2000、Midas等。本次計算采用SAP2000軟件，模擬新建平西府車輛段上蓋物業開發工程的施工對既有地鐵8號線平西府車輛段運用庫加蓋結構的安全性影響，提供既有結構的內力分析結果，評價地鐵8號線平西府車輛段運用庫的安全性，并根據行車安全的要求，綜合各種影響因素，提出平西府車輛段上蓋物業開發工程施工時，既有地鐵8號線平西府車輛段運用

21、庫保護措施。第二章 工程概況2.1 平西府車輛段工程概況2.1.1平西府車輛段總平面布置方案北京地鐵8號線是北京軌道交通規劃網中一條由北向南貫穿北京城區的軌道交通線。8號線北起回龍觀東大街站，南至五福堂站，全長38.9 km，全部為地下線，共設車站30座，在平西府設車輛段一處。平西府車輛段總平面布置采用主廠房并列盡端式方案，出入段線由8號線二期工程的北端終點站回龍觀東大街站站后雙線引出，上跨延伸的正線后引入車輛段。平西府車輛段總平面布置圖如圖2.1所示。車輛段東北部區域為綜合辦公區，中部為道岔區，西北部為檢修庫及物資總庫，西南部為停產列檢庫。車輛段占地面積約26 萬，新建房屋總建筑面積約19.

22、7萬，計劃于2012年底全部建成投入使用。圖2.1 平西府車輛段總平面布置圖2.1.2 平西府車輛段上蓋物業開發總平面布置方案平西府車輛段采用一體化開發的設計方案。如圖2.2所示，主要分為四部分，其中總圖西南部為落地開發區， 東南部為平西府地鐵車站； 中部為車輛段咽喉區上蓋平臺，咽喉區平臺西側為運用庫上蓋開發區。平西府車輛段上蓋物業開發包括了車輛段運用庫上蓋物業開發及咽喉區上蓋物業開發。咽喉區上蓋平臺標高約6 m（相對標高），平臺上主要規劃有景觀綠化、道路、運動設施等，運用庫上蓋標高約9.4 m（相對標高）， 上蓋首先是1 層汽車庫， 汽車庫頂上為3排9棟住宅樓，上蓋開發建筑面積約18萬。平西

23、府車輛段上蓋物業開發按照一次規劃、分期實施的原則進行設計。其中運用庫平臺、運用庫上蓋、運用庫上蓋汽車庫、汽車庫頂及咽喉區上蓋平臺等車輛段功能部分屬于一期工程建設范圍，運用庫及咽喉區上蓋平臺以上部分（不含平臺）為二期工程的建設范圍，如圖2.3所示，二期工程屬于房地產商業開發部分。圖2.2平西府車輛段工程平面布置圖2.3平西府車輛段工程平面布置2.2 平西府車輛段運用庫工程概況既有平西府車輛段運用庫為雙層結構，首層層高為9.25m，二層層高約4.5m。運用庫采用樁基礎，為減小溫度應力和混凝土收縮的影響，沿橫向設置二道防震縫將大底盤分為三個單元，車輛段運用庫共分為6個大區，各區之間留有變形縫，運用庫

24、平面及立面圖如圖2.4。本論文計算以其中a區為例，11 層住宅剪力墻雙向均支承在大底盤上，即二層頂部轉換梁上，形成上部11 層剪力墻下部2 層框架的結構體系。圖2.4 運用庫平面及分區示意圖2.3 地層分布特征根據勘察及初步勘察階段揭露的情況，擬建場地80m深度范圍內上部主要為人工填土層或耕土層，其下為一般第四紀沖洪積成因的粉土、粉質粘土及砂土地層，現將鉆探深度內揭露的地層描述如下：1人工填土層粉土素填土層：黃褐色，稍濕，松散稍密，以粉土為主。含磚屑、灰渣、植物根以及少量有機質，夾雜填土1透鏡體，局部地段表層分布有0.30.5m的耕土層。該層厚度0.41.7m。雜填土1層：雜色，稍濕，松散稍密

25、，以碎磚、混凝土塊等為主。2一般第四紀沖洪積層粉土層：褐黃色，稍濕濕，中密，含氧化鐵、云母、鈣質結核等，夾粉質粘土1、粘土2透鏡體。該層厚度2.74.4m。粉質粘土1層：褐黃色，軟塑可塑，含氧化鐵、氧化錳、鈣質結核等。粘土2層：褐黃色，可塑硬塑，含氧化鐵、氧化錳、鈣質結核等。粉質粘土層：褐灰色，軟塑硬塑，含有機質，夾粉土1、粘土2透鏡體。該層厚度2.46.2m。粉土1層：褐灰色，密實，稍濕濕，含氧化錳、云母、有機質。粘土2層：褐灰色，可塑硬塑，含有機質。中砂層：褐黃色灰黃色，局部褐灰色，稍濕飽和，稍密密實，主要礦物成分為石英、長石、云母，夾粉質粘土1透鏡體及粉砂、粗砂薄層。該層厚度2.47.0

26、m。粉質粘土1層：褐黃色灰黃色，可塑硬塑，含氧化鐵、鈣質結核等。粉質粘土層：褐灰色，可塑硬塑，含氧化錳、有機質，夾粉土薄層，該層厚度0.63.3m。粉質粘土層：褐黃色，可塑硬塑，含氧化鐵、氧化錳，夾粉土1、粘土2、中砂3透鏡體。該層厚度3.98.9m。粉土1層：褐黃色，飽和，中密密實，含氧化鐵、氧化錳、云母、鈣質結核等。粘土2層：褐黃色，可塑硬塑，含氧化鐵、氧化錳等。中砂3層：褐黃色，飽和，中密密實，主要礦物成分為石英、長石、云母，夾細砂薄層。粉質粘土層：褐灰色，可塑硬塑，含有機質，夾粉土1、粘土2、中砂3透鏡體。該層厚度3.79.6m。粉土1層：褐灰色，飽和，中密密實，含云母及少量有機質。粘

27、土2層：褐灰色，可塑，含有機質。中砂3層：褐灰色，飽和，中密，主要礦物成分為石英、長石、云母，夾少量礫石及粉砂、細砂薄層。粉質粘土層：褐黃色，可塑硬塑，含氧化鐵、氧化錳，夾中砂1、粘土2透鏡體，夾粉土薄層。該層厚度為5.512.8m。中砂1層：褐黃色，飽和，中密密實，主要礦物成分為石英、長石、云母。粘土2層：褐黃色，可塑硬塑，含氧化鐵、氧化錳等。粉質粘土層：褐灰色，可塑硬塑，含有機質。夾細砂1、粘土2透鏡體。該層厚度為2.18.1m。細砂1層：褐灰色，飽和，中密密實，主要礦物成分為石英、長石、云母等。粘土2層：褐灰色，可塑硬塑，含有機質。粉質粘土層：褐黃色，局部褐灰色，可塑硬塑，含氧化鐵、氧化

28、錳等，夾粘土1、細砂2透鏡體。該層最大揭露厚度10.9m。粘土1層：褐黃色，可塑硬塑，含氧化鐵、氧化錳等。細砂2層：褐黃色，飽和，中密密實，主要礦物成分為石英、長石、云母等。中砂層：灰黃色，局部灰色，飽和，密實，主要礦物成分為石英、長石、云母。夾粉質粘土1透鏡體及粉土、粘土薄層。該層最大揭露厚度為14m。粉質粘土1層：灰黃色，可塑硬塑，含氧化鐵、氧化錳等。中砂層：淺黃色，飽和，密實，主要礦物成分為石英、長石、云母。夾粉質粘土1透鏡體及粉土、粘土薄層。該層最大揭露厚度為8.5m。粉質粘土1層：淺黃色，可塑，含氧化鐵、氧化錳等。粉質粘土層：淺黃色，局部灰色，可塑硬塑，含有機質。夾粘土1透鏡體及粉土

29、薄層。該層最大揭露厚度為8.5m。粘土1層：淺黃色，可塑硬塑，含氧化鐵、氧化錳等。粉質粘土層：褐黃色，局部灰黃色，可塑硬塑，含有機質。夾細砂1透鏡體及粉土、粘土薄層。該層最大揭露厚度為9m。細砂1層：褐黃色，飽和，密實，主要礦物成分為石英、長石、云母。2.4 地基承載力人工填土層（粉土素填土層）結構松散、均勻性差，不經處理不宜作為天然地基持力層。其它各土層地基承載力特征值fak、樁的極限側阻力標準值qsik建議按表2.1采用。表2.1 各土層相關數據土層編號地基承載力特征值fak（kPa）樁的極限側阻力標準值qsik（kPa）厚度（m）粉土層160503.5粉質粘土層150554.3中砂層22

30、0605.7粉質粘土層180602.0粉質粘土層180656.4粉質粘土層180656.7粉質粘土層180659.1粉質粘土層200655.1粉質粘土層190708.0中砂層2807510.2中砂層280756.2粉質粘土層200706.2粉質粘土層210706.6第三章 模型及其參數3.1材料及截面尺寸3.1.1 混凝土立方體抗壓強度標準值是指按標準方法制作、養護的邊長為150mm 的立方體試件，在28d 或設計規定齡期以標準試驗方法測得的具有95%保證率的抗壓強度值。混凝土軸心抗壓強度的標準值應按表3.1采用；軸心抗拉強度的標準值應按表3.2采用。表3.1 混凝土軸心抗壓強度標準值（N/）

31、強度混凝土強度等級C30C35C40C45C50C55C6020.123.426.829.632.435.538.5表3.2 混凝土軸心抗拉強度標準值（N/）強度混凝土強度等級C30C35C40C45C50C55C602012202392.512.642.742.85混凝土軸心抗壓強度的設計值應按表3.3采用；軸心抗拉強度的設計值 應按表3.4采用。表3.3 混凝土軸心抗壓強度設計值（N/）強度混凝土強度等級C30C35C40C45C50C55C6014.316.719.121.223.125.327.5表3. 4 混凝土軸心抗拉強度設計值（N/）強度混凝土強度等級C30C35C40C45C5

32、0C55C601.431.571.711.801.891.962.04混凝土受壓和受拉的彈性模量應按表3.5采用?；炷恋募羟凶冃文Ａ靠砂聪鄳獜椥阅Ａ恐档?.40 倍采用?；炷敛此杀瓤砂?.20 采用。表3.5 混凝土的彈性模量（N/）彈性模量混凝土強度等級C30C35C40C45C50C55C603.003.153.253.353.453.553.603.1.2 鋼筋鋼筋的強度標準值應具有不小于95的保證率。普通鋼筋的屈服強度標準值、極限強度標準值應按表3.6采用。表3.6 普通鋼筋強度標準值牌號直徑d(mm)屈服強度標準值（N/）極限強度標準值（N/）HPB3006-22300420HR

33、B335HRBF3356-50335455HRB400HRBF400RRB4006-50400540HRB500HRBF5006-50500630普通鋼筋的抗拉強度設計值 、抗壓強度設計值應按表3.7采用。表3.7 普通鋼筋強度設計值（N/）牌號抗拉強度設計值 抗壓強度設計值HPB300270270HRB335、HRBF335300300HRB400、HRBF400、RRB400360360HRB500、HRBF5004354353.2 SAP2000 簡介3.2.1 SAP2000簡介SAP2000 是基于有限元法的結構分析軟件，在SAP2000 三維圖形環境中提供了多種建模、分析和設計選項

34、，且完全在一個集成的圖形界面內實現。建模簡單、形象，建立結構幾何模型的同時也建立了結構的有限元模型。3.2.2有限元分析方法通俗地說，有限元法就是一種計算機模擬技術。有限元法最初的思想是把一個大的結構劃分為有限個稱為單元的小區域，在每一個小區域里，假定結構的變形和應力都是簡單的，小區域內的變形和應力都容易通過計算機求解出來，進而可以獲得整個結構的變形和應力。有限元法中的相鄰的小區域通過邊界上的結點聯接起來，可以用一個簡單的插值函數描述每個小區域內的變形和應力，求解過程只需要計算出結點處的應力或者變形，非結點處的應力或者變形是通過函數插值獲得的，換句話說，有限元法并不求解區域內任意一點的變形或者

35、應力。3.2.3 SAP2000建模的基本步驟1、SAP2000 坐標系SAP2000 坐標系為右手坐標系。整體坐標記為x，y，z 三個方向軸是互相垂直的并且滿足右手準則。SAP2000 總是假設z 軸是垂直軸，自重總是沿 z 方向作用。SAP2000 以1，2，3 軸表示單元局部坐標系。整體坐標系的作用：節點坐標的確定、節點約束信息、節點荷載、整體方程組的建立、節點位移輸出。局部坐標系的作用：單元剛度方程的建立、單元材料特性和截面幾何特性、單元荷載的輸入、結構的內力輸出。3、建模之前首先選定單位制。4、簡單模型盡量由SAP2000 直接建模，由dxf 文件導入模型時應使dxf 文件中的圖形位

36、于坐標原點，且使圖形坐標軸與SAP2000 整體坐標系一致。5、鋼材的材料屬性需要修改彈性模量和屈服強度。3.3 截面尺寸大底盤首層為運用庫，層高9.25m，二層為小汽車庫，層高4. 5m，由于大底盤首層和二層超長且外露，為減小溫度應力和混凝土收縮的影響，沿橫向設置二道防震縫將大底盤分為三個單元，主要柱網尺寸為15.9m7.2m，12.6m8.6m。11 層住宅剪力墻雙向均支承在大底盤上，即二層頂部轉換梁上，形成上部11 層剪力墻下部2 層框架的結構體系，住宅樓層高2.8m。圖3.1、3.2分別為首層、二層框架柱梁分布圖，根據相關單位提供的CAD圖提取相應柱梁截面尺寸。梁主要截面尺寸：0.4m

37、0.8m、0.6m1.0m、0.6m1.2m、0.6m1.5m、0.8m1.5m、1.0m2.0m；柱主要截面尺寸：1.2m1.2m、1.2m1.8m、1.2m4.0m、1.4m1.6m、1.4m2.0m、1.4m3.6m、4.2m0.8m。圖3.1 首層框架柱梁分布圖 圖3.2二層框架柱梁分布圖3.4 荷載3.4.1恒載恒載：又稱永久荷載，在結構使用期間內，荷載的大小不隨時間的推移而變化、或其變化與其平均值相比較可以忽略不計、或其變化是單調的并能趨于限值的荷載。如結構自重、構造層重、土壓力等。結構自重和構造層重的標準值計算，可按照施工圖紙的設計尺寸和材料的單位體積、或面積、或長度的重力，經計

38、算直接確定；土壓力標準值的計算詳有關基礎設計資料。1、樓面恒荷載樓面恒荷載主要由三部分組成：建筑面層恒荷載、結構層恒荷載、頂棚恒荷載。（1）由建筑面層引起的樓面恒荷載計算建筑面層引起的樓面恒荷載計算，必須根據建筑樓面面層的具體做法 確定，常用建筑樓面面層恒荷載取值可參考表3.8。（2）由結構層引起的樓面恒荷載計算結構層引起的樓面恒荷載 = 結構樓層樓板厚度鋼筋混凝土容重（一般取25kN/）表3.8 常用建筑樓面面層恒荷載取值參考表樓面面層名稱用料做法參考指標水泥砂漿面層30mm厚1：2水泥砂漿抹面壓光；素水泥漿結合層一道；鋼筋混凝土樓板總厚度：30mm單位重量：0.60kN/細石混凝土面層30

39、mm厚C20細石混凝土隨打隨抹光；素水泥漿結合層一道；鋼筋混凝土樓板總厚度：30mm單位重量：0.72kN/地磚面層810mm厚地磚，素水泥漿擦縫；23mm厚水泥膠結合層；20mm厚1：3水泥砂漿找平層；素水泥漿結合層一道；鋼筋混凝土樓板總厚度：30mm單位重量：0.65kN/大理石面層20mm厚大理石面層，素水泥漿擦縫；30mm厚1：3干硬性水泥砂漿，面上撒2mm厚素水泥；素水泥漿結合層一道；鋼筋混凝土樓板總厚度：50mm單位重量：1.16kN/花崗巖面層20mm厚花崗巖面層，素水泥漿擦縫；30mm厚1：3干硬性水泥砂漿，面上撒2mm厚素水泥；素水泥漿結合層一道；鋼筋混凝土樓板總厚度：50m

40、m單位重量：1.16kN/注：關于二次裝修荷載是否考慮問題，如果甲方提出某些房間需要考慮二次裝修的荷載增加量，則設計應給予考慮，并在結構設計總說明中注明已經考慮的二次裝修荷載增量值；否則不予考慮。（3）由頂棚引起的樓面恒荷載計算頂棚引起的樓面恒荷載計算，必須根據建筑頂棚的具體做法確定，常用建筑頂棚恒荷載取值可參考表3.9。表3.9 常用建筑頂棚恒荷載取值參考表頂棚名稱用料做法參考指標紙筋灰頂棚鋼筋混凝土樓板，用水加10%火堿清洗油膩；2mm厚1：1水泥砂漿抹底、打毛；8mm厚1：3：9水泥石灰砂漿層；2mm厚石灰紙筋面層；噴石灰漿兩道總厚度：12mm單位重量：0.20kN/水泥砂漿頂棚鋼筋混凝

41、土樓板，用水加10%火堿清洗油膩；8mm厚1：1：4水泥石灰砂漿層；7mm厚1：2.5水泥砂漿；噴石灰漿兩道總厚度：15mm單位重量：0.30kN/木質面板頂棚鋼筋混凝土樓板，50mm70mm大龍骨中距1200mm；50mm50mm小龍骨中距400mm；50mm50mm方木吊掛釘牢，再用8#鉛絲綁牢；面板釘牢；涂料粉刷兩道單位重量：0.150.20kN/V型輕鋼龍骨頂及鋁合金吊頂輕鋼龍骨支架；輕質面板單位重量：0.10.15kN/2、 墻體恒荷載常用建筑墻體容重以及常用建筑墻體荷重及墻面面層荷重取值，可參考表3.10及表3.11。墻體恒荷載一般簡化為線荷載的形式，直接作用于支承板或支承梁上，由

42、墻體引起的恒荷載計算方法如下：對于無門窗洞口的墻體（實墻）： 墻體恒荷載（kN/m）= 墻體凈高墻體單位面積荷重（kN/）對于有門窗洞口的墻體： 墻體恒荷載（kN/m）= 墻體面積墻體單位面積荷重（kN/）支承梁長度表3.10 常用建筑砌體容重取值參考表種類墻體材料及做法荷重參考指標磚及砌塊容重（kN/）漿砌普通燒結磚18漿砌機制燒結磚19礦渣磚1819KP1型燒結多孔磚14水泥空心磚（390mm390mm140mm）9.8混凝土小型空心砌塊（390mm390mm190mm）11.8蒸壓粉煤灰加氣混凝土砌塊5.5墻體單位面積荷重可以直接查相應的設計手冊，如表3.11所述，也可以按照下式計算：墻

43、體單位面積荷重 = 砌體容重墻體厚度 + 砌體兩側墻面面層荷重表3.11 墻體單位面積荷重取值參考表種類墻體材料及做法參考指標墻面面層荷重（僅一側墻面）（kN/）貼瓷磚墻面（包括水泥砂漿打底，共25mm厚）0.5水泥粉刷墻面（20mm厚，水泥粗砂）0.36水磨石墻面（包括水泥砂漿打底，共25mm厚）0.55水刷石墻面（包括水泥砂漿打底，共25mm厚）0.50石灰、或砂粉刷墻面（20mm厚）0.34剁假石墻面（包括水泥砂漿打底，共25mm厚）0.5隔墻與墻體荷重（kN/）雙面抹灰條板隔墻（每面抹灰1624mm，龍骨在內）0.9單面抹灰條板隔墻（單面抹灰1624mm，龍骨在內）0.5泰柏板隔墻（板

44、厚100mm，鋼絲網片夾聚苯乙稀保溫層，每面抹水泥砂漿厚20mm）0.95GRC板隔墻輕質保溫板0.14輕質空心隔墻板（與規格尺寸有關）0.60C型輕鋼龍骨隔墻兩層12mmm厚紙面石膏板，無保溫層0.27兩層12mmm厚紙面石膏板，中填巖棉保溫板50mm0.32三層12mmm厚紙面石膏板，無保溫層0.38三層12mmm厚紙面石膏板，中填巖棉保溫板50mm0.43四層12mmm厚紙面石膏板，無保溫層0.49四層12mmm厚紙面石膏板，中填巖棉保溫板50mm0.54雙面粉刷、240mm厚漿砌實心機制磚5.24雙面粉刷、120mm厚漿砌實心機制磚3.0雙面粉刷、240mm厚漿砌KP1型多孔磚4.2雙

45、面粉刷、120mm厚漿砌KP1型多孔磚2.7雙面粉刷、190mm厚，單排孔混凝土小型空心砌塊承重墻3.40雙面粉刷、190mm厚，雙排孔混凝土小型空心砌塊承重墻3.80雙面粉刷、90mm厚，混凝土小型空心砌塊隔墻2.10 3、 其它恒荷載（1）門窗恒荷載取值門窗恒荷載不大，可忽略不計；如要計算，一般簡化為均布荷載。常用建筑門窗荷重取值可參考表3.12。表3.12 常用建筑門窗荷重取值參考表門窗種類荷重參考指標（kN/）附注鋼門、鋼框玻0.40.5按照3mm厚單層普通玻璃計算，如玻璃厚度改變，荷重須適當調整。璃窗塑鋼門窗0.20.3鋁合金門窗0.20.3木門0.10.2木框玻璃窗0.20.3玻璃

46、幕墻1.01.5根據玻璃厚度，按照單位面積玻璃自重增加2030%采用（2）樓梯、陽臺欄板與欄桿恒荷載取值樓梯、陽臺欄板與欄桿的恒荷載計算與建筑做法、采用的材質有關。對于樓梯、陽臺的欄板恒荷載，可按下式計算：欄板荷重（kN/m）= 欄板高度（m）欄板容重（kN/）欄板厚度（m）= 欄板高度（m）欄板面荷重（kN/）對于欄桿恒荷載，可近似取0.5kN/m均布荷載做簡化計算。（3）設備恒荷載取值為滿足建筑使用功能需要，常常需要配置一些設備。設備恒荷載的取值依據生產廠家提供的設備樣本，設備恒荷載作用的位置依據建筑圖中的平面布置。一般設備恒荷載：如電梯機房、自動扶梯、自動人行道等設計時，必須根據廠家提供

47、的產品樣本，確定支承鋼梁所在的平面位置與設備恒荷載作用的大??；同樣屋頂布置了風機房，設計者要根據廠家提供的產品樣本，確定風機支承點所在的平面位置與作用恒荷載的大小。3.4.2 活荷載1、 屋面活荷載水平投影面上的屋面均布活荷載，按表3.13采用。屋面均布活荷載，不應與雪荷載同時組合。表3.13 屋面均布活荷載項次類別標準值（kN/m2）1不上人的屋面0.52上人的屋面2.03屋頂花園3.0注：1不上人的屋面，當施工或維修荷載較大時，應按實際情況采用；對不同結構應按有關設計規范的規定，將標準值作0.2kN/m2的增減；2上人的屋面，當兼作其他用途時，應按相應樓面活荷載采用；3對于因屋面排水不暢、

48、堵塞等引起的積水荷載，應采取構造措施加以防止；必要時，應按積水的可能深度確定屋面活荷載；4屋頂花園活荷載不包括花圃土石等材料自重。2、塔吊荷載 局部二級開發時，塔吊等效荷載標準值285KN/3、設計消防車道活荷載為10kN/m2，施工時車道荷載必須不大于結構設計荷載，考慮最不利影響，故取車道活載為10kN/ m2 (包括路面本身荷載)。3.5 模型3.5.1有限元程序單元選取對停車庫及上蓋結構進行整體分析，采用SAP2000建立三維空間模型，SAP2000軟件內含多種高性能的有限單元，包括線單元、面單元、體單元、連接單元，每種單元又根據實際中不同的結構構件進行細分，不同的這些單元組合起來便可模

49、擬復雜的結構。根據有限元程序中各個單元特性及地鐵停車庫及上蓋結構受力狀況，合理分析并選取適合模擬實際結構受力的單元。(1)框架單元線單元在SAP2000中可細分為框架單元、索單元、預應力筋/束單元。地鐵停車庫的梁、柱擬采用框架單元進行模擬，原因在于：框架單元具有拉、壓、彎、剪、扭變形剛度，其中考慮了梁的雙軸剪切變形影響，為2節點線性單元，符合TimoshenkoBeamTheory理論。框架單元的每一個節點都具有沿x、y、z軸3個方向的線性位移(u、v、w)和繞x、y、z軸3個方向的旋轉位移(x、y、z)，具有6個自由度，梁單元上可作用的荷載包括跨中集中荷載、分布荷載、溫度荷載等，滿足結構計算

50、要求。(2)殼單元SAP2000提供的面對象包括殼、平面及軸對稱實體。地鐵停車庫剪力墻采用殼單元進行模擬，原因在于:SAP2000中的殼單元是一個組合了膜和板彎曲行為的3節點或4節點單元，其力學行為是膜單元與板單元之和，既能承受面內荷載，又能承受垂直于中面的法向荷載，具有平面內抗壓、抗拉、抗剪剛度及平面外抗彎、抗剪剛度，根據平面外剛度不同，可以把殼單元劃分成薄殼單元和厚殼單元兩種，其中，薄殼單元基于Kirchhoff理論；厚殼單元基于Mindlin/Reissner理論。Kirchhoff理論忽略了橫向剪切變形xz、和yz及法向應力z對殼變形的影響；Mindlin/Reissner理論保持了K

51、irchhoff理論的一些特點，但由于不忽略橫向剪切變形的影響xz和yz使變形前垂直于中面的直線變形后不再垂直于中面，轉角變形中應包括非均勻的平均剪切變形。3.5.2 模型1、 計算假定（1）既有8號線平西府車輛段運用庫結構內力依據原設計標準進行計算分析，施工期間既有車輛段運用庫僅考慮正常使用工況，不考慮地震、人防工況；（2）假定既有運用庫結構為線彈性材料；（3）假定各類荷載在其作用范圍內均布；（4）本評估分析的前提是施工處于正常控制的條件下。2、 如圖所示，圖3.3為結構的模型示意圖，圖3.4為施加荷載的模型示意圖。圖3.3 模型示意圖圖3.4模型荷載示意圖第四章 結構分析4.1 SAP20

52、00運行結果圖荷載施加計算后結構的柱軸力與梁板彎矩圖如下：圖4.1 柱軸力圖圖4.2 梁彎矩圖圖4.3 截面1圖4.4 截面1彎矩圖圖4.5 截面2圖4.6 截面2彎矩圖圖4.7 截面3圖4.8 截面3彎矩圖4.2 停車庫結構承載能力驗算既有停車庫結構采用C40、C50混凝土。結構設計遵循規范鋼筋混凝土結構設計規范，因此，在核算車站結構承載能力的時候，也按照該規范進行驗算。根據既有停車庫結構的工程材料、結構尺寸及所配鋼筋，按照鋼筋混凝土結構設計規范對停車庫結構承載力分別以裂縫控制、強度控制兩種工況進行驗算。假定既有停車庫結構混凝土強度可以滿足原設計要求，鋼筋基本沒有發生銹蝕。因此，在驗算停車庫

53、結構承載能力時，混凝土和鋼筋按照設計強度取值。因此，在反算結構橫向各部位的承載能力時，偏于安全地按純彎構件考慮；反算結構縱向各部位的承載能力時，按軸心受壓構件考慮。4.2.1 受彎承載力計算矩形截面或翼緣位于受拉邊的倒T 形截面受彎構件，其正截面受彎承載力應符合下列規定，如式（4-1）： （4-1）混凝土受壓區高度應按下列公式確定，如式（4-2）： （4-2）混凝土受壓區高度尚應符合下列條件，如式（4-3）：， （4-3）式中：彎矩設計值；系數；、受拉區、受壓區縱向普通鋼筋的截面面積；、受拉區、受壓區縱向預應力筋的截面面積； 受壓區縱向預應力筋合力點處混凝土法向應力等于零時的預應力筋應力；b矩

54、形截面的寬度或倒T 形截面的腹板寬度；截面有效高度；、受壓區縱向普通鋼筋合力點、預應力筋合力點至截面受壓邊緣的距離；受壓區全部縱向鋼筋合力點至截面受壓邊緣的距離，當受壓區未配置縱向預應力筋或受壓區縱向預應力筋應力()為拉應力時，公式（4-3）中的用 代替。圖4.9 矩形截面受彎構件受彎承載力計算4.2.2 受壓承載力計算鋼筋混凝土軸心受壓構件，其正截面受壓承載力應符合下列規定，如式（4-4）： （4-4）式中： 軸向壓力設計值； 鋼筋混凝土構件的穩定系數，按表4.1采用； 混凝土軸心抗壓強度設計值，按表采用； 構件截面面積； 全部縱向鋼筋的截面面積。當縱向鋼筋配筋率大于3%時，公式中的 A應改

55、用（）代替。表4.1 鋼筋混凝土軸心受壓構件的穩定系數L/b81012141618202224L/d78.510.5121415.5171921L/i2835424855626976831.000.980.950.920.870.810.750.700.65注：L為構件的計算長度，b為矩形截面的短邊尺寸，d 為圓形截面的直徑，i 為截面的最小回轉半徑。4.2.3 裂縫驗算(1)首先計算截面有效配筋率，采用公式（4-5）： （4-5）式中：受拉區鋼筋面積； ：有效受拉混凝土截面面積。(2)對于受彎構件，假定內力臂z，一般可近似地取z=0.87，故有式（4-6）： （4-6）式中：按荷載計算的彎矩

56、值； ：縱向受拉鋼筋截面面積。(3) 系數是鋼筋平均應變與裂縫截面處鋼筋應變的比值，反映了裂縫間受拉混凝土參與受拉工作的程度，采用公式（4-7）： （4-7）（4）在計算中，當計算值較小時會過高估計混凝土的作用，因而規定當0.2時，取=0.2；當1.0時，取=1.0。裂縫計算采用公式（4-8）： （4-8）式中：構件受力特征系數，對軸心受拉構件取2.7，對偏心受拉構件取2.4， 對受彎構件和偏心受壓構件取1.9； ：受拉鋼筋直徑； 4.2.4 驗算結果要判斷既有停車庫結構在新建上蓋工程施工過程中是否安全，需要把計算出的既有停車庫結構內力與其自身承載能力作比較。如果結構內力沒有超出承載能力的范圍

57、，那么結構是安全的；反之則不安全。通過就結構橫梁、縱柱對二者進行比較。表4.2 梁截面裂縫驗算結構部件尺寸（）裂縫控制（kN.m）計算結果（kN.m）是否超限梁0.40.8405117否0.61.018841312否0.61.2648366否0.61.53312832否0.81.523421822否1.02.026741690否表4.3 柱截面軸力驗算結構部件尺寸（）強度控制（kN）計算結果（kN）是否超限柱1.21.2255491598否1.21.8379264620否1.24.0833073119否1.41.6393012724否1.42.0489275372否1.43.687433508

58、1否4.20.8562115527否通過表格可以看出，平西府車輛段運用庫結構對于上蓋工程是安全的，符合相關規范的要求。第五章 下部基礎驗算5.1計算方法下部基礎安全性評估針對在上蓋樓房加載對既有運用庫樁基的影響，內容包括樁基承載力分析與沉降分析。計算均按照建筑樁基技術規范 JGJ94-2008與建筑地基基礎設計規范GB50007-2002的要求驗算承載力與沉降。5.2樁基承載力與沉降驗算5.2.1 承載力驗算上蓋區樁基布置間距與形式一致，有效樁長為50m與60m，布置形式如圖：圖6.1 上蓋區樁基布置圖圖6.2 非上蓋區區樁基布置圖表6.1 不同部位樁基承載力樁徑與部位樁長單樁承載力特征值上部

59、單樁荷載1.0m30m3500kN681 kNa b c區0.8m樁60m6500kN1270 kNa b c區1.2m樁50m9000kN1343 kNd e f區0.8m樁60m6500kN2037 kNd e f區1.2m樁50m9000kN2382 kN由計算結果可知各種樁型單樁承載力均能夠滿足設計要求，并有一定安全富余。5.2.2 地基沉降計算由于地層分布較均勻，樁基持力層為中砂層，22層上蓋區樁長50-60m，根據地質勘查報告，計算上部30-35m的樁長的側摩阻力已足夠承擔上部荷載，下部約25-30m樁側與土層間基本不發生相對位移，因此在上覆荷載作用下，樁受力仍表現為摩擦型樁，樁端

60、承載力未發揮，下部約25-30米長的樁基表現為與土層共同作用的“整體式”基礎，此部分沉降量很小。附加荷載對11 層上蓋區以及非上蓋區的樁影響與上述基本一致，樁均表現為摩擦樁，荷載均由上部樁身承擔，故總沉降量主要為樁身壓縮量以及有限的下部土層壓縮沉降。下部土層壓縮沉降采用分層總和法計算。1.計算原理，如式（5-1）S= （5-1）2.計算厚度的確定當時，該界面為壓縮層底。3.計算步驟(1)分層 每層厚度，當在毛細水表面及地下水表面、不同土層的分界面處必須分層。（2）計算各層分界面上的原存壓力(土自重應力) ，如式（5-2）： (j = 1,2,i) （5-2）（3）計算基底凈平均壓力（剩余壓力）

61、；（4）計算基礎中心垂線上各層分界面處的附加應力，如式（5-3）；=4 （5-3）（5）確定壓縮層底，即比較分界面上的 與 ，當5,則該界面為壓縮層底。（6）計算每層平均和，如式（5-4）、（5-5）： （5-4） （5-5）（7）用每層土的ep壓縮曲線（如果已知土層的壓縮曲線），由可查出對應的孔隙比，由 查出對應的孔隙比，則該土層的變形如式（5-6）： （5-6）對于正常固結粘土、超固結粘土、欠固結粘土應采用相應的計算公式。沒有壓縮層曲線時，可用各土層的來計算，如式（5-7）： （5-7）（8） 計算總沉降，如式（5-8）： （5-8）5.2.3 地基沉降不同部位樁基沉降計算結果如表6.2。

62、表6.2 不同部位樁基沉降計算樁徑與部位樁身壓縮沉降（mm）土層壓縮沉降（mm）總沉降（mm）22層上蓋區樁基2.94.37.211層上蓋區樁基1.62.64.2非上蓋區樁基0.81.01.85.3運用庫內軌道沉降分析庫內共26條線路，采用整體式道床，50kg/m鋼軌，扣件類型DJK5-1，均為直線段，整體道床基礎采用CFG樁，每條線路下方布設兩排，CFG樁中心縱向間距2.5m，橫向間距1.6m，標準平面布置如圖6.3：圖6.3 CFG樁布置圖庫內西側CFG樁長11m，樁頂標高-1.2m，東側樁長10m，樁頂標高-2.2m，故庫內CFG樁底標高相同，持力層為中砂層。CFG樁與兩側庫內基礎樁基相

63、對位置關系圖如下：圖6.4 運用庫樁基與CFG樁位置關系圖由于CFG樁與運用庫樁基樁底標高差為47m與57m，距離較遠，可以看出CFG樁均在運用庫樁基中性面下方土體沉降影響范圍內，CFG樁不能減小軌道處的由于土體沉降所帶來的整體沉降，故土體壓縮部分的沉降即為整體道床與CFG樁的沉降。由表6.2計算結果可知，軌道最大沉降為4.3mm，位于22層上蓋區下方及其周圍軌道區域。第六章 運用庫軌道安全性評價6.1 線路狀況運用庫由停車列檢庫、月修庫以及輔助生產辦公室組成，庫內線采用50kg/m鋼軌混凝土枕減振扣件(DJK5-1)，該扣件為彈性分開式，扣件節點的垂直靜剛度為1015kN/mm，扣件軌下設置

64、一層7mm厚的橡膠墊板，鐵墊板下設一層15mm聚氨酯微發泡彈性墊板?？奂捎脧棗l，彈條彈程為8mm，單個彈條扣壓力為8kN。軌距調整量為+4、-8mm，水平調量為25mm，預埋尼龍套管抗拔力大于60kN。6.2 新建上蓋工程對軌道結構變形的影響（1）軌道均勻沉降影響由于軌道道床基礎為CFG樁，故地基土體壓縮的沉降即為軌道的沉降，根據第五章分析計算，22層上蓋區下方的軌道沉降即為土體壓縮沉降4.3mm，11層上蓋下方軌道沉降為2.6mm，其余區域主要為覆土荷載產生的附加沉降，對軌道影響較小，僅為1mm。由于上蓋樓房荷載條件與樁基布置較為均勻，樓房荷載施加過程歷時較長，對庫內軌道的沉降影響屬于緩慢

65、的均勻沉降。（2）軌道不均勻沉降影響為防止庫內軌道之間出現不均勻沉降，上部填土荷載應分層整體回填，abc區與def區內的樓房施工應分別保證在同一時期同時施工；在庫內停車線與庫外線過渡段可能會出現04.3mm的不均勻沉降，由于軌道沉降主要是由埋深30m以下粉粘土層壓縮造成，故影響擴散至地表軌道時的沉降槽影響范圍較大，應不會出現軌道在短距離內的沉降突變情況，建議對過渡段加密差異沉降測點以及軌道幾何形位的監測。6.3 保障安全運營采取的措施6.3.1對軌道靜態幾何形位的觀察與調整（1）在上蓋建筑施工過程中，制定嚴格的監測計劃，按計劃進行靜態及動態幾何形位的觀測，嚴格按北京市地鐵運營有限公司企業標準技

66、術標準工務維修規則（QB（J）/BDY（A）XL003-2009）軌道及道床的靜態幾何尺寸容許偏差管理值進行管理。（2）一旦發現軌道變形超標，按無縫線路的維護作業標準進行維護，盡快進行調整，確保幾何形位達標，避免扣件失效，從而保證地鐵安全運營。（3）在對軌道和道床進行幾何形位管理的同時，也要對接觸軌按照正確的線路位置調整水平、方向及接觸軌護板。在施工的全過程中，可以認為對接觸軌與軌道會發生同樣的影響。6.3.2 采用注漿加固的方式處理道床開裂（1）道床開裂或剝離程度較輕時可暫不采取措施，但應嚴密監測；（2）當裂縫發展到一定程度時，采用注漿加固等方式對裂縫進行填充。6.4 軌道安全性評價結論根據

67、北京市地鐵運營有限公司企業標準技術標準工務維修規則（QB（J）/BDY（A）XL003-2009）軌道及道床的靜態幾何尺寸容許偏差管理值的規定（見下表），停車線為非正線，軌道10m弦長軌道高低綜合維修偏差值不得超過5mm，經常保養偏差值不得大于8mm，計算停車線軌道最大沉降為4.3mm，并且由于此沉降發生過程緩慢，因此可知上蓋施工造成軌道差異沉降應在允許范圍之內，能夠滿足軌道幾何尺寸綜合維修管理值的要求。表6.1 軌道幾何尺寸綜合維修管理值項目綜合維修經常維修正線其他線正線其他線軌距+4、-2+5、-2+6、-3+7、-3水平4568高低4568軌向（直線）4568三角坑（扭曲）緩和曲線456

68、8直線和圓曲線4568注：軌距偏差不含曲線上按規定設置的軌距加寬值，但最大軌距（含加寬值和偏差）不得超過1456mm； 軌向偏差和高低偏差為10m弦測得的最大矢度值； 三角坑偏差不含曲線超高順坡造成的扭曲量，檢查三角坑時基長為5m，但在延長18m的距離內無超過表列的三角坑。因此認為在達到以下兩個條件的基礎上，能夠確保上蓋建筑的施工過程中既有停車線軌道的安全：施工確保沉降值不超過控制值；對既有軌道結構采取一定的監測與防護措施，并按北京市地鐵運營有限公司企業標準技術標準工務維修規則（QB（J）/BDY（A）XL003-2009）中的相關標準有效地對軌道結構進行調整和維護。第七章 結論1、根據結構計

69、算的初步結果，現狀地鐵站房結構設計已經考慮對上蓋區結構的預留，在設計要求的荷載范圍作用之內，既有結構的受力能夠滿足設計要求；2、塔吊荷載應直接傳遞至剪力墻（建議采用內爬式），或者直接傳遞至立柱之上，荷載不得傳遞至樓板或者梁上方；3、非上蓋區主要荷載為覆土與車道荷載，在設計荷載限值以內，結構是安全的。荷載限值如下：覆土施工前，車輛荷載不得超過30kN/, 堆載不得超過10kN/； 在屋面覆土施工過程中與施工后，車輛荷載不得超過10kN/，堆載不得超過3.5kN/；車庫層活載限值為4kN/。4、站房范圍樁基在上蓋荷載作用下都能滿足承載力要求，且有較大富余，初步計算沉降值如表7.1：表7.1不同部位

70、樁基沉降計算樁徑與部位樁身壓縮沉降（mm）土層壓縮沉降（mm）總沉降（mm）22層上蓋區樁基2.94.37.211層上蓋區樁基1.62.64.2非上蓋區樁基0.81.01.8站房結構沉降值均在規范要求與設計要求范圍以內，但22層上蓋區樁基沉降總量最大為7.2mm，加載造成軌道沉降最大為4.2mm，此沉降值能滿足地鐵運營維修規則中非正線的變形要求，且此沉降歷時較長，屬于緩慢的均勻沉降，為防止庫內軌道之間出現不均勻沉降，上部填土荷載應分層整體回填，樓房施工應保證在同一時期同時施工；但在庫內停車線與庫外線過渡段可能會出現局部不均勻沉降，因此建議在嚴格監測與采取一定軌道防護措施的條件下，庫內與庫外的差

71、異沉降達到報警值時應及時進行軌道的調整，以保證線路幾何形位正常，滿足停車線對線路平順的要求。第八章 建議8.1設計、施工建議8.1.1安全風險由于既有地鐵平西府車輛段運營庫蓋上樓房施工時間較長，除蓋上的各種荷載對既有結構的影響之外，在施工過程中對下方車輛段與軌道的運營也存在一定風險，本節將這些運營風險進行識別，并對施工給出建議與應對措施，保證在施工期間內不影響運營庫的正常運營。施工期間的安全風險主要有以下幾項：（1）上蓋綠化覆土施工時需將變形縫處的防水改造，在此期間雨水、施工用水及雜物有可能通過變形縫掉入小汽車庫內，進而有可能滲漏至庫內，因此施工過程中應注意臨時階段的防漏設施。（2）上蓋樓房的

72、塔吊旋轉覆蓋區域有部分侵入了運營庫北側人員通道以及車輛段建筑上方、西側消防天井，蓋上采光井。有懸吊物件從上方經過，存在墜物風險，除此之外上蓋區的通風口也在塔吊范圍內，施工期間對此段應采取防墜落措施。（3）既有車輛段運營庫上蓋區圍墻為鐵柵欄，施工期間若對人員管理不當，易發生拋物事件，建議將圍墻臨時加高。（4）上蓋區域屋面道路尚未施工，蓋上上車前應先將一定厚度的路面施工完成。（5）上蓋區覆土施工時應采用分層鋪設的原則在整樓面范圍內同時施工，避免在局部出現偏載與不均勻沉降對結構不利。8.1.2 建議為保護既有運營庫的正常安全運營，施工過程中還需注意以下問題：（1）施工車輛行駛至上蓋區之前必須先將一定

73、厚度的鋼筋混凝土路面施工完畢，車輛荷載不得直接接觸運用庫頂板；（2）施工車道范圍應在醒目部位設置欄桿與標識，標明車輛限重，以及車道限界，嚴禁車輛駛出車道范圍；（3）材料堆載應嚴格按照設計的堆載區域與荷載大小進行，現場應在醒目部位設置欄桿與標識，混凝土泵車應放置在一定厚度墊層之上，避免堆載超限；（4）施工塔吊荷載需通過基礎直接傳力至豎向構件，不得直接作用在板上；（5）在施工電梯周圍不得停放大型車輛，以避免電梯載重時的沖擊與車輛荷載同時作用時對結構的損傷；（6）上蓋樓房施工應保證同時加載，以避免不均勻加載造成庫內軌道差異沉降；蓋上覆土層也應分層整體布設，保證加載均勻；（7）施工過程中機械與吊裝貨物

74、不得侵入運營庫線路范圍，上蓋施工時應在靠線路側邊墻采取設施與標識防止投擲異物或者人員靠近；（8）施工期間應對既有運用庫結構進行定期巡視，保證結構使用正常，結構無明顯裂縫。（9）施工期間做好變形縫位置的遮擋工作，防止碎物落進車輛段運用庫內部，影響軌道正常使用。（10）施工期間與施工后應根據監測數據及時對軌道幾何形位進行調整。8.2第三方監測建議監測控制指標的制定應依據其它類似工程經驗和現場監測數據，在綜合考慮預測變形值和軌道容許變形值的基礎上考慮一定的安全系數，確定既有鐵路結構變形的控制指標。具體考慮下列幾種因素：（1）計算模擬預測值；（2）其它類似工程經驗和現場實測數據的參考；（3）軌道結構允

75、許變形值；（4）該工程沉降特點。根據以上結論和工程實際特點，同時依據現有常規測量儀器的監測精度，綜合運營安全要求及變形預測結果，確定變形控制值。并將控制值的80%作為報警值，70%作為預警值。如表8.1所示。表8.1 變形控制指標樁徑與部位預警值（mm）報警值（mm）控制值（mm）abc區結構沉降5.66.48.0def區結構沉降3.54.05.0abc區庫內軌道沉降3.54.05.0def區庫內軌道沉降2.12.43.0庫內軌道差異沉降1.41.62.0庫內與庫外過渡段軌道段差異沉降2.12.43.0監控量測是施工的重要組成部分。具體建議如下：（1）施工期間，對平西府車輛段運用庫結構，柱與承

76、臺的沉降需采取嚴格的監測措施；（2）在施工中，若變形達到報警值時，停止施工，采取相應措施，避免位移繼續發展，確保既有地鐵結構的安全。（3）庫外過渡段可能出現較大差異沉降的區域應加密測點，重點監測差異沉降與軌道幾何形位。（4）施工期間第三方監測單位應定期對平西府運用庫庫內結構進行巡視，關注結構外觀與裂縫情況；（5）監測單位應在施工前進行一次測量，以后測量以本次測量為基礎；在記錄監測數據的同時要記錄施工步序，以便指導施工和積累經驗。（6）監測信息應及時反饋，監測單位、施工單位以及其他相關單位應建立良好的數據交換機制。（7）第三方監測周報、月報及最終報告報評估單位。8.3應急預案建議整個施工均應嚴格按規范和設計要求進行，認真按技術規程操作，防止出現任何險情；并應提前作好搶險預案，防患于未然。需要制定針對性的應急預案，保證在發生問題時各相關單位及人員能夠及時有效地進行處理，避免造成較大的損失并把不良影響降低到最低限度；而且對既有地鐵8號線平西府車輛段運用庫結構突然發生較大變形趨勢時，采取應對性措施，保證既有地鐵8號線平西府車輛段運用庫結構的穩定及線路的安全。