SDCM-PHC复合桩柱系统在半盖挖地铁车站中的创新应用与力学性能验证

本文提出将劲性深层水泥土搅拌桩（SDCM）与预应力高强混凝土管桩（PHC）集成应用于半盖挖地铁车站中柱系统，通过现场监测与数值模拟验证了该创新结构体系在荷载传递机制（双界面剪切）、位移控制（柱顶水平位移<26.04%）及经济效益（免切割施工）方面的优势，为地下工程结构优化提供了新范式。

　　

Highlight

项目背景

本研究聚焦沈阳地铁6号线文储路站，该站位于鸭绿江北街与文储路交汇处。施工现场面临显著挑战：地面交通繁忙、人口密集且地下管线网络错综复杂。为维持道路通行并配合管线迁改，工程采用半盖挖法施工，东段采用明挖法，西段则应用盖挖法。

监测仪器与方法

中柱位移监测点布置如图5所示。采用徕卡测量系统TS15A全站仪（瑞士）测量中柱水平位移（u_mh）和竖向位移（u_mv），测量精度达1毫米 + 1.5×10^-6 × D（D为测量距离）。TS15A全站仪测量中柱位移的原理基于极坐标测量系统与高精度角度距离传感器。

模型与参数

受限于施工条件，现场监测获取的数据极为有限。为深入分析半盖挖车站中柱系统的力学响应，明确不同参数对其受力与位移特性的影响，本节利用ABAQUS软件建立了三维数值模型进行研究。

鉴于车站为长条形基坑，沿纵向取17米长度建立模型，以平衡计算效率与精度要求。

结论

本研究提出了一种用于半盖挖地铁车站的创新SDCM-PHC集成中柱系统，并通过现场监测与数值模拟分析了其力学行为。主要发现如下：

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  (1) 实测柱顶最大水平位移（26.04%）和竖向位移（67.50%）均远低于控制阈值，证明了该系统适用于地铁车站建设。
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  (2) 开挖深度与持续时间是控制柱体位移的主要因素。第六步开挖（对应最大开挖深度）诱发了最显著的位移响应。