苏州工业园区体育中心游泳馆道路加固处理方案.docx
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苏州工业园区体育中心游泳馆道路加固处理方案
第1章现场路面概况
原地质情况简介
场地原为农田及水生植物田，后经堆填并进行绿化养护，现总观场地主要为草坪绿地，场地中部有一条东西走向混凝土道路将场地分为南北两块；场地北侧（1#、13#剖面北侧）分布有东西走向燃气管道及弱电管线。
场地内分布有条河道，涉及范围较大；场地中央及东南侧有两块藕塘；场地西南角分布有个水塘，本工程86.30m以浅各土层由第四系冲湖积相沉积物组成，土层分布较稳定，呈水平成层的特点，根据土层沉积年代、成因类型、土性和状态，并参考本地区土层划分经验进行分层，可分为13个工程地质层，23个工程地质亚层，各土层分布规律及工程性质详见工程地质剖面图。
图1.1工程地质剖面图
目前地面情况简介
苏州工业园区体育中心原地土质为农田，在经过回填素填土，场内地面经过初步平整后，现标高约为-0.60m（取平均值）；游泳馆北部外地面标高约为+0.8m（取平均值），游泳馆南部外地面标高约为-1.9m。
素填土在回填时已经过初步分层碾压，回填时间约半年左右，目前总包在原有回填土情况下，设置游泳馆环向硬化重车道，目前地面情况如图所示：
图1.2现有道路场地平面布置图
第2章钢结构施工平面道路规划
施工道路布置
本工程为大型体育场馆，结构为外倾V柱和环梁组成的空间钢结构体系。
构件体型大，构件及临时支撑措施运输车辆、转运车辆、汽车吊、进出场频繁；跨度大，钢结构吊装单元需使用500t履带吊进行吊装。
根据现场条件及游泳馆的大型履带吊对现场道路的要求，在游泳馆外环距结构边缘5.6m处设置一条10m宽的环向道路作为场外履带吊的行走道路；并在游泳馆南区和北区设置两个吊点，作为500t履带吊主要拼装和吊装区域，其他道路借助总包现有场地以供构件运输和转运。
500T履带吊拼装位置平面图：
图2.1500t履带吊拼装平面图
吊装道路具体的布置如下图所示：
图2.2钢结构吊装平面布置图
履带吊吊装站位点与土建地下室外墙关系
2.1北部吊点与基坑的关系
根据吊装工况分析，西区钢构件采用500t履带吊126m主臂超起工况进行吊装，吊装点设置在游泳馆北部环向道路上，此处与一标段基坑开挖区域毗邻，现针对该区域吊装点与基坑关系进行分析。
结合吊装分析在CAD中进行吊点的定位，再根据现场实际测量放线，定位基坑边坡位置，整体放样比较后，确定吊装区域离边坡边缘最小距离为8m，其中履带吊站位点离基坑边缘距离为16m。
2.2北部吊点与地下室外墙的关系
针对游泳馆地下室区域的外墙边线放样，地下室回填土区域距离地下室外墙边线为9.3m，结合吊装分析在CAD中进行吊点的定位，整体放样比较后，确定吊点并不位于地下室外墙回填土区域，同时履带吊站位点距离地下室连通口砌体墙距离为15m。
图2.3500t履带吊北区吊点位置分析图
2.3基坑土层稳定及墙体受力分析
（1）手算法详见附页一（边坡稳定计算书），采用瑞典条分法+安全系数确定。
（2）有限元分析法
1模型说明
因现场吊装需要，在场地布置500T履带吊，需考虑履带吊荷载对场地基坑回填土的稳定影响及对地下室外墙的影响。
土层分布及边坡状态如下图，其中G为履带吊的作用中心位置。
500T履带吊系统（包括路基箱）约为789T，吊件重量20.5T。
考虑动力系数及荷载不均匀系数，将其作用于两排路基上分布的面积上，如图所示：
每排路基箱的分布面积为11.55m×5m，分布压力为：
9.8×（789+20.5）×1.8/2/11.55/5=123.6kPa。
②模型说明及结果
有限元模型采用ANSYS建立。
土体和表面200mm厚度的混凝土均采用三维实体单元SOLID45建立，采用Drucker-Prager土体模型，考虑大变形和弹塑性分析。
土体材料性质按照《苏州工业园区体育中心项目详勘（2013-k-185）7.12》设置。
模型的边界条件为：
约束土体侧面及地下室外墙的水平自由度，约束土体地面的竖向自由度。
采用ANSYS软件进行土体在履带吊荷载作用下的受力分析，计算收敛表示土体稳定。
土体的变形和地下室墙体的受力情况如下：
最大下陷变形约为174mm，位于履带吊的站位附近。
注意：
该变形达到174mm，下陷变形较大，现通过手算予以校核：
按照《建筑地基基础设计规范GB50007-2011》和土质勘察报告，采用分层总和法计算地基沉降。
与有限元计算结果相近，说明履带吊作用下，场地表层土下陷明显，下方土质较好，可作为持力层，因此应在表层予以加固。
加固方式采用在地基表层换填500mm道渣（碎石），回填夯实后保证压实系数0.97，采用分层总和法计算换填后的沉降。
换填后，可发现表层土的沉降量显著减小，仅为7.21mm。
土层的等效应力最大值为170kPa，位于第三层土层和第四层土层。
仅有土体自重时，墙体收到的压力荷载分布如下图：
可以发现土体自重时，墙体收到的压力荷载主要集中在中下部，最大为60KN。
同时考虑土体自重和履带吊荷载时，墙体受到的压力荷载分布如下图：
从墙体受力可见，墙体受到的最大压力约为76.5kN（墙体中下部），墙体上部收到的压力为零，与土体自重荷载作用时相比，最大压力仅增大了（76.5-60/60=27.5%。
墙体各坐标点收到的荷载值列表如下：
X
Y
F（kN）
X
Y
F（kN）
8.65
0.00
74.52
8.65
0.48
67.95
10.58
0.00
75.74
10.58
0.48
69.28
12.50
0.00
76.17
12.50
0.48
69.73
14.43
0.00
75.74
14.43
0.48
69.28
16.35
0.00
74.52
16.35
0.48
67.95
8.65
0.95
64.50
8.65
1.43
58.09
10.58
0.95
65.99
10.58
1.43
59.81
12.50
0.95
66.50
12.50
1.43
60.40
14.43
0.95
65.99
14.43
1.43
59.81
16.35
0.95
64.50
16.35
1.43
58.09
8.65
1.91
53.91
8.65
2.38
49.53
10.58
1.91
56.04
10.58
2.38
52.07
12.50
1.91
56.78
12.50
2.38
52.96
14.43
1.91
56.04
14.43
2.38
52.07
16.35
1.91
53.91
16.35
2.38
49.53
8.65
2.86
44.97
8.65
3.34
40.22
10.58
2.86
47.99
10.58
3.34
43.70
12.50
2.86
49.04
12.50
3.34
44.92
14.43
2.86
47.99
14.43
3.34
43.70
16.35
2.86
44.97
16.35
3.34
40.22
8.65
3.81
34.76
8.65
4.29
27.80
10.58
3.81
38.67
10.58
4.29
32.12
12.50
3.81
40.02
12.50
4.29
33.64
14.43
3.81
38.67
14.43
4.29
32.12
16.35
3.81
34.76
16.35
4.29
27.80
8.65
4.77
17.94
8.65
5.24
0.94
10.58
4.77
23.00
10.58
5.24
5.09
12.50
4.77
24.78
12.50
5.24
6.86
14.43
4.77
23.00
14.43
5.24
5.09
16.35
4.77
17.94
16.35
5.24
0.94
8.65
5.72
0.00
18.28
0.00
68.13
10.58
5.72
0.00
18.28
0.48
61.80
12.50
5.72
0.00
18.28
0.95
58.36
14.43
5.72
0.00
18.28
1.43
52.08
16.35
5.72
0.00
18.28
1.91
47.65
18.28
2.38
43.03
18.28
4.77
11.31
18.28
2.86
38.17
18.28
5.24
0.00
18.28
3.34
33.13
18.28
5.72
0.00
18.28
3.81
27.36
23.32
5.72
0.00
18.28
4.29
20.36
21.64
5.72
0.00
19.96
5.72
0.00
21.64
4.77
3.60
23.32
5.24
0.00
19.96
4.77
6.35
21.64
5.24
0.00
23.32
4.29
8.24
19.96
5.24
0.00
21.64
4.29
10.42
23.32
4.77
2.08
19.96
4.29
14.04
23.32
3.81
14.45
21.64
0.00
59.97
21.64
3.81
16.81
19.96
0.00
61.69
19.96
3.81
20.57
6.73
0.00
68.13
23.32
3.34
20.44
6.73
0.48
61.80
21.64
3.34
22.78
6.73
0.95
58.36
19.96
3.34
26.43
6.73
1.43
52.08
23.32
2.86
26.44
6.73
1.91
47.65
21.64
2.86
28.53
6.73
2.38
43.03
19.96
2.86
31.72
6.73
2.86
38.17
23.32
2.38
32.01
6.73
3.34
33.13
21.64
2.38
33.93
6.73
3.81
27.36
19.96
2.38
36.77
6.73
4.29
20.36
23.32
1.91
37.25
6.73
4.77
11.31
21.64
1.91
39.00
6.73
5.24
0.00
19.96
1.91
41.52
6.73
5.72
0.00
23.32
1.43
42.44
0.00
0.00
29.11
21.64
1.43
43.97
0.00
0.48
25.94
19.96
1.43
46.13
0.00
0.95
24.13
23.32
0.95
48.78
0.00
1.43
20.95
21.64
0.95
50.22
0.00
1.91
18.32
19.96
0.95
52.22
0.00
2.38
15.67
23.32
0.48
52.39
0.00
2.86
12.86
21.64
0.48
53.76
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