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摘要：在现代建筑领域中，随着科学技术的快速发展，建筑工程施工技术水平也随之不断提高，给我国建筑工程奠定了坚实的基础，在建筑工程施工过程中广泛应用了深基坑支护施工技术，深基坑支护技术可以保证地下基础工程的稳定性、抗压性以及较好的排水性，保证建筑工程整体质量。
关键词：地铁深基坑；支护；施工技术
1深基坑支护施工技术的重要性
目前，随着建筑行业的迅速发展，建筑用地比较紧张，为了节省建筑用地大多会采用高层建筑，这样就会增加高层建筑基础工程施工质量的压力，为了满足高层建筑工程的实际需求，深基坑支护施工技术被广泛应用于建筑工程施工中，这样就为建筑工程基础稳定性和强化建筑工程施工质量提供了重要的保障。并且深基坑支护施工技术经过多年的应用实践、完善改进，逐步形成了一个可以根据不同地形、地质条件、不同经济条件等完整的深基坑支护技术体系。深度或者支护结构超过5m的基坑为深基坑，在进行深基坑施工时，需要认真做好施工设计、施工检测以及支护等工作，这样不仅可以确保深基坑施工的安全性，而且还可以有效避免对周围环境和建筑物造成不好的影响，防止在施工中出现坍塌、滑坡等问题，充分保障施工人员的生命以及财产安全，提升建筑工程的质量，可以有效推进我国建筑行业的可持续发展。
2案例工程概况
某市地铁线网控制中心(以下简称OCC)。线网控制中心基坑深度16.5m～18m，基坑围护结构外侧距离已经运营的地铁2号线区间隧道最小距离5.4m;距某市北站风亭最小距离0.57m;基坑东侧及南侧被住宅楼、教学楼、酒店建筑紧紧包围，距离临近建筑物净距约8m～10m，距10kV综合管廊净距2.9m，周围环境十分复杂。同时，还存在基坑形状不规则，施工场地不足等制约因素(见图1)。
3围护结构设计概况
基坑深度范围内从上往下依次分布有人工填土、粉质粘土、圆砾土、粉土及细砂等土层，以圆砾土为主，层底埋深多在20m以内，地下室基底位于圆砾土。地下水位为地面以下2m。基坑的支护采用800厚地下连续墙+内支撑形式，基坑深度为16.5m～18m，连续墙嵌入深度为14m，局部15m，插入比约为0.85，基坑等级为一级。
结合本基坑的特点及塔楼的位置，基坑水平支撑体系采用桁架混凝土支撑，主力支撑采用对撑及角部斜对撑的布置形式，同时留出塔楼核心筒位置，使不影响主塔楼核心筒的结构施工，缩短整体工期。
4深基坑施工方案
由于OCC基坑围护距离正在通车运营的地铁2号线区间隧道最近净距5.4m，距某市北站站风亭最近净距0.57m，距临近建筑物净距均在8m～10m左右，距10kV综合管廊净距2.9m。因此，基坑的支护设计，应充分考虑对既有地铁线及临近建筑物的保护，具体保护思路有以下几点。
4.1分期开挖
因基坑环境复杂，变形要求严格，且基坑异形，为了保证支撑系统受力均匀，控制基坑开挖对既有地铁隧道的影响，经评估分析，本工程基坑采用分期施工方案，即先施工远离地铁的大基坑(一期)，待大基坑地下室施工完成后再对小基坑(二期)进行开挖。
4.2加固措施
基坑距离既有地铁线过近，距车站风亭最小净距仅0.57m，为了控制基坑开挖对既有地铁隧道及车站结构的影响，需对基坑与地铁结构之间的土体进行加固保护，保护的原则为尽量减小对原状土体的破坏，增加土体的强度及变形模量，同时对土体起到一定的稳定作用。根据地质条件及现场条件，在距离风亭最近的位置处进行袖阀管预先注浆加固，距离风亭及区间较近位置处设置袖阀管，根据后续施工情况再确定是否跟踪注浆。
4.3设置板撑
OCC基坑距既有地铁过近，场地有限、基坑异形且在多处形成大阳角等，因此，应增加支撑体系的水平刚度，控制基坑变形及对既有地铁线的影响，综合考虑第一道支撑体系在距离地铁较近处及阳角位置设置板撑以增加支撑体系的水平刚度，有效控制变形。同时可兼做栈桥板，解决因场地紧张所带来的施工组织问题。
4.4基坑降水方案
基坑开挖影响范围内的地层主要为粉质粘土及圆砾土层，采用坑内降水，同时起到疏干土体的作用;采用600管井降水，基坑内降水井200m2布置一个，降水井深度为基底以下6m，基坑施工期间保持坑内水位在开挖面以下1m。由于本基坑面积大，降水影响范围大，而地下水位的变化会引起地铁隧道结构受力的变化，降水亦对沉降有一定的影响，因此基坑开挖降水期间，在基坑外设立一定的回灌井，尽量减小坑内降水对地铁结构及周边建筑物的影响。
4.5预留反压土体并调仓施工
OCC基坑围护距2号线某市北站站风亭净距0.57m～0.88m处距离过小，经过数值模拟分析，2号风亭沉降倾斜等均满足规范要求，但竖向附加位移为17.9mm，接近控制值20mm，因此，设计考虑开挖时预留反压土体，分段调仓开挖，减小OCC深基坑开挖卸荷对2号风亭的沉降变形影响(见图2)。
5围护结构及支撑体系设计
5.1围护结构的设计
OCC属于深基坑工程，周边建(构)筑物距离基坑较近，正在运营的地铁2号线紧邻基坑，且基坑范围内土层多为圆砾土，渗透系数大，此处地下水丰富，因此，综合比较并根据弹性地基梁法经过计算，本基坑采用800mm厚地下连续墙加三道内支撑的围护结构形式，基坑深度为16.5m～18m，连续墙嵌入深度为14m/15m，插入比约为0.85。
5.2水平内支撑体系设计
因二期基坑规则简单，因此主要介绍一期基坑支撑的设计，OCC一期基坑为在多处形成大阳角的异形基坑，且周边建(构)筑物复杂，因此，本工程选用刚度大且布置灵活的现浇混凝土桁架支撑体系。除采用对撑和斜对撑组合的桁架支撑体系外，为了控制基坑变形，同时解决场地紧张带来的施工组织问题，除第一道支撑处设置大栈桥板兼做板撑外，二、三道支撑在局部位置亦设置板撑，增加支撑系统刚度，同时可兼做施工堆料场地及部分垂直运输中转场地。经过对桁架体系的反复计算并优化调整，支撑平面布置图。
5.3立柱设计
结合支撑设计，支撑体系竖向需设置立柱，非板撑区域立柱设计与平常立柱设计无异，均采用型钢组合焊接拼接而成的格构柱作为竖向支撑，但因本基坑支护设计了较多的栈桥和板撑，支撑体系也较为复杂，部分区域立柱承受了较大的荷载，又不能无限增加格构柱断面尺寸。因此，在设计过程中，特采用了一种临时型钢格构柱灌芯装置，即在不增加组合型钢尺寸以及桩基础的前提下，将空心型钢格构柱进行灌芯，形成一种实心的组合型钢格构柱，大大提高格构柱的抗弯、抗剪及抗扭能力。
5.4三维检算
为了确保设计的合理性，设计同时进行了三维检算，经计算，地连墙最大位移20.5mm，迎土侧最大弯矩为1255kN·m，背土侧最大弯矩为814.7kN·m，支撑最大轴力为9108kN，与二维计算结果差别不大，基本一致。
6结语
临近既有地铁线及建(构)筑物较多的复杂异形深基坑设计，除了采取直接的保护措施之外，还应在基坑支护设计中融入对既有地铁线及既有建(构)筑物的保护理念，将基坑开挖对其的影响降低到最小。某市OCC基坑设计过程中采取的基坑分期开挖、袖阀管注浆加固、设置板撑提高支撑体系刚度、预留反压土体、设置回灌井、根据基坑及支撑体系特点设计合理的开挖及拆撑顺序等措施对于减小基坑开挖对既有地铁的影响起到了很好的效果。
参考文献：
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[3]陈吉辉.地铁车站深基坑开挖支护施工工艺研究[J].科技经济导刊,2016,14:54+7.
论文作者:程小伟,周淼
论文发表刊物:《防护工程》2017年第3期
论文发表时间:2017/6/27
标签：基坑论文; 深基坑论文; 地铁论文; 体系论文; 距离论文; 铁线论文; 结构论文; 《防护工程》2017年第3期论文;