广东建科建设监理有限公司 510510
摘要：近年来，各大城市都兴起了地铁建设的浪潮，地铁一般都经过市中心的繁华区段，在进行地铁车站深基坑施工时，必然会对周围建（构）筑物造成一定的影响。由于地铁的建设因为受到周围边界条件以及控制因素的影响，地铁基坑的形式远远超出了标准的模式，基坑的深度在不断的加深，这样就不断的增加了基坑支护工程的风险。因此，要想地铁车站的正常建设，就必须加大对基坑支护设计的研究。
关键词：地铁车站；基坑支护；设计要点
1.地铁车站基坑项目的特点及现状
目前国内城市地铁建设飞速发展，施工方案选择对地铁项目的质量、效益、进度起关键作用。地铁车站多设置在城市繁华和人口密集地段，且其基坑施工属深基坑范畴，造价高、土石方量大、有明显的地域性，不同地质条件和周边环境对基坑支护要求有很大的不同。
1.1基坑周围环境复杂
车站多设置在人口稠密、建筑物密集地段，紧靠重要市政道路，周边地下管线密集，深基坑工程施工宜引起周边构筑物和地下管线沉降，尤其对陈旧的浅基础建筑影响更大。
1.2地质条件复杂
地铁工程线路较长、车站深度较深，会面临多种不同的地质情况。以南京为例，较多穿越淤泥、孤石、上软下硬地层等地段，施工难度大，不可预见因素多。
1.3基坑越挖越深
目前国内一线城市的地铁规划已成网，随着线路的增多，地下3至4层已很寻常，部分枢纽站点甚至达5到6层，基坑深度多在15一25米，个别站点可达30米深。
1.4施工场地狭小
较多车站由于施工场地狭小，不允许放坡大开挖，车站深基坑施工对支护施工质量要求较高。
2.地铁车站几种常用的基坑支护类型
2.1放坡开挖
特点：施工方便，造价低，场地条件要求较高，防护强度不高，受气候影响较大。适用范围：在基坑开挖深度较浅时，若施工现场不需考虑相邻构筑物安全和正常使用时，可以优先考虑采用该种方法。该方法适用于周围场地开阔，地下水位较低，周围无重要的构筑物，基坑位移控制要求不严格，只要求稳定的工程。但当地下水位较高时，就必须结合井点或隔水帷幕等措施共同使用。
2.2地下连续墙
特点：支护刚度大，止水效果好，但造价较高，需专业的设备。适用范围：适用于地质条件差和复杂，基坑深度大，周围环境要求较高的基坑。条件允许的情况下配合上部结构进行整体设计，既起到了基坑支护的作用，当基坑施工结束后还可以作为上部结构的一部分，既安全又节约。
2.3深层搅拌水泥土围护墙
作为一种原位土体加固方法，深层搅拌水泥土围护墙应用广泛。深层搅拌水泥土是利用深层搅拌机械在软弱地基内，边钻进边往软土中喷射浆液或者雾状粉体，同时借助搅拌轴旋转搅拌，使喷入软土中的浆液或雾状粉体与软土能充分拌和在一起，形成强度比天然土体高得多，并具有整体性和稳定性的桩体，由若干这种桩体和桩周围土构成水泥挡土墙。
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3.某城市地铁车站的基坑支护设计
3.1项目概况
某地铁车站工程东西向设置于规划道路下，并与轨道交通10号线车站换乘，位于远期10号线盾构区间上方。该工程为地下2层岛式车站，大里程端带单渡线，车站外包总长304.9m，车站采用明挖法施工。车站主体基坑标准段宽22.1m，端头盾构井处宽27.2m，基坑深度约17.2～19.1m，总开挖面积约6000m2。
3.2场地地质条件
3.2.1工程地质情况
该车站场区地形较为平缓，地面高程介于19.7～22.5m。基坑开挖深度范围内，表层为1-1层杂填土、1-2素填土层，厚度约1.0～4.5m；中上部均以Q2坚硬状的老黏性土为主，局部（主要大里程端附近）发育薄层Q4流塑状淤泥及细砂；基坑底板置于Q2坚硬状的老黏土中。距离基坑底板11m以下为10-2层角砾，厚度7～10m；下伏白垩－第三系15大层泥质粉砂岩，岩面标高-17～-23m，强风化层厚度1～3m。
3.2.2水文地质条件
根据含水介质和地下水的赋存状况，可将场区内地下水划分为上
层滞水、孔隙承压水、基岩裂隙水三种类型。上层滞水无统一的自由水面，水量有限。勘察期间，稳定水位埋深多在2～3m。孔隙承压水主要赋存于10-2层角砾中，具承压性，接受周围土层孔隙水侧向补给，并进行侧向排泄，承压水位标高为17.5～20.0m。基岩裂隙水主要赋存于强～中等风化基岩裂隙中，总体水量贫乏。
3.3基坑支护设计
3.3.1围护结构选择
根据相关要求确定该地铁车站的基坑保护等级为一级。因此必须实施有效的基坑支护措施，以确保车站基坑和施工期间周边环境的安全。
该城市地铁常见的车站围护结构形式有SMW桩、钻孔桩、地下连续墙等。本站地处三级阶地，并综合考虑工程成本及施工难易情况，本站主体围护结构采用准1000@1400钻孔灌注桩，车站标准段围护桩插入深度按不小于5.5m控制，盾构井段围护桩插入深度按不小于6.5m控制。在局部细砂和淤泥分布区钻孔桩外设置准850@600三轴搅拌桩进行止水。
3.3.2支撑体系选择
车站标准段第一道支撑采用钢筋混凝土支撑（B×H=800×800），第二道除局部细砂和淤泥分布区采用准800（t=16mm）钢管撑外，其余第二道及第三道采用准609（t=16mm）钢管撑；盾构井第一道支撑采用钢筋混凝土支撑（B×H=800×800），第二～四道采用准609（t=16mm）钢管撑+1道钢管换撑；围护桩上冠梁兼作压顶梁，设计尺寸为1600mm×800mm。
由于基坑较宽，在基坑中部沿纵向设置临时钢立柱及柱下钻孔灌
注桩作为水平支撑系统的竖向支撑构件。临时钢立柱采用由等边角钢
和缀板焊接而成的4L160×14 型钢格构柱，截面尺寸为500mm×500
mm，钢立柱插人作为立柱桩的钻孔灌注桩3m。立柱桩采用准1000灌注桩，钢立柱在穿越底板的范围内需设置止水片。
3.3.3计算分析
该工程桩排结构设计参数：间距=1.3m、D=1m、设计桩长=21.6m、嵌入深度=5.5m、满足桩长构造要求、桩身弯矩设计值：（正工况）=1097KN•m、（逆工况）=1355KN•m；撑锚力设计参数：支撑1轴向压力设计值：（正工况）=159KN/延米，支撑2轴向压力设计值：（正工况）=811KN/延米、（逆工况）=1075KN/延米，支撑3轴向压力设计值：（正工况）=902KN/延米；逆工况换撑设计参数：第1道换撑（深度=9.8m）轴向压力设计值=1050KN/延米、第2道换撑（深度=4.1m）轴向压力设计值=120KN/延米。正工况最大位移aSmax=11mm（d=14.0m、step=6），被动区最小抗力安全系数aKtk_min=1.062（step=6、>=1.05，满足）；逆工况最大位移bSmax=14mm（d=12.2m、step=7）。故方案满足相关规范要求。
结束语：总而言之，地铁车站基坑支护设计水平是确保基坑工程顺利施工的重要保障。因此，在基坑支护设计及方案选取过程中，工程人员应结合施工现场的地质条件、基坑周围环境状况等因素，选取最合理经济的支护方式，并通过分析各区段特点，有针对性地采取不同支护参数，达到了质量安全、经济合理等要求。
参考文献：
[1]王卫东，王建华.深基坑支护结构与主体结构相结合的设计、分析与实例[M].北京：中国建筑工业出版社.2007.
[2]谢俊.浅谈地铁车站基坑支护设计的要点[J].城市建设理论研究.2013.
[3]邸国恩.地铁车站与建筑地下室基坑工程整体支护设计[J].地下空间与工程学报.2013.
论文作者:程嘉秋
论文发表刊物:《基层建设》2017年第33期
论文发表时间:2018/3/9
标签：基坑论文; 车站论文; 地铁论文; 工况论文; 深度论文; 工程论文; 立柱论文; 《基层建设》2017年第33期论文;