摘要 下穿通道在城市交通中发挥的作用越来越重要，下穿通道设计的合理性对解决城市交通问题、合理利用地下空间资源和美化城市环境都非常重要。本文对循礼门下穿通道主通道的结构选型和结构设计进行了描述，并进行了归纳总结，可供市政设计人员借鉴参考。
关键词 下穿通道 结构选型 闭合框架 补偿性基础 沉降缝
1.引言
随着武汉市经济的快速发展和城市化进程的加快，市中心城区交通状况日益恶化。解放大道（航空路-黄浦路）长
2.工程地质条件和水文条件
循礼门下穿通道场地地层构成较为复杂。表层为人工填土层，上部为全新统冲积（局部为湖冲积）粘性土层，中下部为全新统冲亚砂土、砂土层，具明显的二元结构特征，底部为粉砂质泥岩、泥质砂岩。
场地地下水按埋藏条件及动力学特征可分为上层滞水及承压水。上层滞水主要赋存于上部填土中，其下部粘土，亚粘土含水性、透水性较弱，为相对隔水层。上层滞水主要接受大气降水及生活用水，浇灌用水渗入补给，水量有限；承压水赋存于下部亚砂土及砂土层中，与长江水水力联系密切，呈互补关系，水量极为丰富。
3.主通道的结构选型
设计前期主通道的结构选型是设计的关键，主通道的结构型式对道路平面、道路纵坡布置、通道外观效果等都有很大影响。主通道比较常用的结构型式有简支板桥和钢筋混凝土闭合框架等结构型式。结合本工程的地质条件和水文条件，简支板桥等结构型式很难满足地基承载力和防水功能的要求。经过经济技术比较，主通道选用双孔钢筋混凝土闭合框架结构型式，其优点主要体现在以下几个方面:
a.对地下空间的利用：循礼门下穿通道处远期规划有地铁线路，所以通道基础不能采用对地铁线路有影响的灌注桩基础等基础型式。钢筋砼闭合框架的整板基础对以后地铁线路不存在任何影响。
b.行车条件的要求：两孔结构对过往车辆形成了双向独立的车道，提高了道路通行能力。
c.结构受力要求：主通道为采用双孔闭合框架，结构受力合理。整体性好，可以有效的减小结构自身厚度。
d.地基承载力的需要：循礼门下穿通道处地基承载力较低，主通道基础底板落在(3-2)淤泥质粘土上，在通道结构设计时应尽可能的降低地基应力。钢筋混凝土闭合框架的补偿性基础是减小地基净反力最有效的措施。
e.通道防水的要求：钢筋混凝土闭合框架采用C30S6抗渗混凝土，结构的整体性和防渗性，能够有效的解决地下通道的渗漏问题。
f.方便施工：双孔闭合框架结构简单，施工方便，施工周期短，能够较快地解决解放大道的交通问题。
4.主通道结构设计
（1）初拟结构断面。
设计初拟结构尺寸，顶板厚
（2）通道结构设计
1)结构内力计算：包括荷载计算、内力计算和配筋计算。
a)荷载计算
主通道结构承受的竖向荷载主要有结构自重、车辆动荷载、铺装荷载、浮力等荷载。水平荷载主要有侧向土压力、侧向水压力和车辆制动荷载。
b)内力计算
考虑到通道为对称结构，设计中认为主通道为一个无侧移的平面刚架，采用有限元分析方法计算平面刚架的内力和弹性位移，把每个杆件取作一个单元，然后再将这些单元按一定的条件集合成整体进行计算。
计算方程为
［K］{α}={P}
式中：{α}—总结点位移矩阵；
{P}—总结点力矩阵；
［K］—总刚度矩阵。总刚度矩阵由单元刚度矩阵组装而成。
利用有限元方法计算出每跨左、中、右三截面处的弯矩，根据交互的支座、跨中弯矩调整系数对弯矩进行调整，调整后的弯矩值为：
ML=MPξ
式中：ML—调整后支座、跨中弯矩值；
MP—调整前支座、跨中弯矩值；
ξ—支座、跨中弯矩调整系数。
经计算通道的弯矩和剪力如下图所示：
按照承载能力极限状态计算和正常使用极限状态验算。
2) 结构抗浮计算
施工阶段采取降水措施，所以施工阶段不存在抗浮问题，使用阶段的抗浮设计根据实际可能出现的最高水位按下式验算：
3) 地基承载力计算
通道基础底板落在(3-2)层淤泥质粘土上，地基土承载力特征值fak＝70kPa，设计中考虑到双孔闭合框架结构所具有的中空而封闭的结构形式，能够卸去大量的地基土，具有补偿性基础的特点，根据补偿性基础的理论，闭合框架结构可以补偿基础、基础以上覆土和车辆荷载，提高地基的承载力和加强地基的稳定性，并能有效地调整和减少不均匀沉降。虽然本工程地基土承载力较小，考虑补偿性基础的作用后，完全能够满足基础承载力的要求。
为了确保基础的补偿性，设计和施工中采取了以下几点措施:
a)采用钢板桩支护保持坑壁的稳定性，在支护设计时严格控制由于坑底平面内、外压力差，使坑底土体剪切破坏和坑内挤出，造成坑内底面隆起，坑外地面下沉等问题。
b)基坑开挖后，应及时进行基础施工，严禁基坑在大气中长期暴露，从而减少开挖基坑所引起的应力解除。
c)对施工降水的水位进行严格控制，避免侧向压缩和坑外土体下沉。
4) 沉降计算
沉降计算根据《建筑地基基础设计规范》最终沉降量采用以下公式进行计算
经计算最终沉降量为
(3)沉降缝设计
主通道长
(4)搭板设计
通道结构和通道周边的道路路基出现较大的沉降差，引起路面沉陷不均造成行车颠簸现象是通道经常存在的问题，设计中为了避免出现这种现象，在通道两侧设计了
(5) 基础垫层的设计
设计中基础采用
5.工程实施情况
循礼门下穿通道已于2004年10月建成通车，在运行中很好的解决了车辆拥堵问题，建成后没有发生不均匀沉降、漏水等工程质量问题。
6.设计体会
（1）当地质较差、地下水位较高时，选用闭合框架作为下穿通道主通道的结构型式是非常合理的。充分利用了闭合框架结构简单、受力合理、整体性好、防水性能佳、施工简单等优点。根据补偿性基础原理和闭合框架的特点,对地基承载力和地基沉降等要求比较容易满足。
（2）枕梁和搭板的设计较好地解决了下穿通道不均匀沉降的问题。循礼门通道设计采用了枕梁和搭板的双保险措施，避免了通道结构之间、通道和周围路基之间出现沉降差。并对搭板下的填土提出了较高的要求，在施工中严格控制施工质量，使得循礼门下穿通道在建成后没有出现沉降不均匀的现象。
（3）洞口加强不容忽视。结构开洞的影响难以计算，当洞口尺寸较小时通常在设计时仅按照构造要求进行加强，但通道和沉井泵房之间有
主要参考文献
［1］《公路隧道设计规范》JTG D70-2004
［2］《建筑地基基础设计规范》GB
［3］《建筑抗震设计规范》GB
［4］《土力学与基础工程》成都科技大学出版社
