摘要：随着社会的发展，城市交通网络发展更加健全，城市轨道交通发展更是迅猛，但是地铁车站结构设计中的防水和深基坑的围护结构设计对地铁车站的安全和使用寿命都有重要的意义，文章就此进行研究。析了基坑围护体系的定义及几种主要形式，并结合实践经验，研究了地铁车站超深基坑的防水和围护结构设计。
关键词：地铁车站；地下水；深基坑防水；围护结构设计
前言
随着城市地铁建设的迅速发展，紧邻密集建筑物、软弱富水地层、超深、高风险等复杂条件下深基坑工程愈来愈多，使得深基坑工程问题成为我国建筑工程界的热点与难点问题，岩土工程界也面临前所未有的机遇与挑战。城市地铁工程在不断的兴建，因此带来很多的深基坑工程。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围护工程的风险。对地下水的治理不当，将会使深基坑工程发生严重事故，在地铁车站建设中，怎么选择科学合理的支护方案，在设计围护结构时，围护结构在施工过程的安全，及周围建筑物和地下管线的安全如何保证？这些问题都是基坑工程的技术人员需要思考的问题。
一、地下水的作用
岩土的性状和行为都受地下水的干扰。在勘测岩土时要根据设计和施工的要求，找全关于地下水的材料，必须详细、完整、精确，其中需含他的作用和影响。地下水在对岩土体与建筑物发挥一定作用之时，以作用机理来进行划分，可以概括为两点，一是力学作用二是物理化学作用。
1、力学作用
浮托作用：由于抽汲、集水、回灌引起地下水位或水压的变换，从而会产生大面积地面的沉降或上浮。
静水压力：在地下水位以下所有的压力都会作用在围护墙上，这时坑内外之间水位差非常大，就会出现渗流现象，这样一来主动土压力就会增加。
动水力：动水力的作用表现为渗流。渗流作用可能会产生潜蚀、流砂和涌土等渗透变形。从力学平衡来看，当渗流产生的向上的渗透力等于土的浮重度时，土体处于临界状态，便发生流砂。
二、、基坑围护体系的定义及几种主要形式
地铁基坑所采用的围护结构形式很多，其施工方法、工艺和所用的施工机械也各异常用的围护结构分为以下几种：
1.桩板式墙板式桩：通常采用H型钢背后加水平挡板的方式形成支护。这种围护结构形式开挖深度在上海达到6m左右，日本用于开挖深度在10m以内的基坑。
2.人孔挖孔桩：采用人工配置简易的提升设备进行开挖成孔，下放钢筋笼后浇筑混凝土，形成支护体系。
3.钢板桩围护结构：通常为U形或Z形钢板桩，桩与桩之间通过构造形式相互咬合，具有一定的止水性。
4..SMW工法桩：利用搅拌设备切削土体，然后注入水泥类混合液搅拌形成均匀的挡墙，最后在墙中插入型钢，形成一种劲性复合围护结构。
5..地下连续墙：采用专用的挖槽设备，沿着基坑的周边开挖狭长的沟槽，按事先划分好的幅段安放钢筋笼、浇筑混凝土。
6.机械成孔灌注桩：一般采用螺旋钻机、冲击式钻机和正反循环钻机成孔，下放钢筋笼后浇筑混凝土，形成支护体系。
三、地铁车站超深基坑的围护结构设计
1.放坡开挖
适用于相对周围广阔的场地，没有重点需要保护的建筑物，所以只需要符合稳定的原则，同时在控制位移方面没有很高的价位要求，价位相对低廉，能够对较大的场所的土方量进行回填。
2.深层搅拌水泥土围护墙
对水泥土围护墙进行深层搅拌的方法，指的是使用深层搅拌机强行搅拌土以及已经输入的水泥浆，使得水泥土柱状的加固体挡墙形成，并形成连续搭接的方式。
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水泥土围护墙优点：由于在普通的坑内不存在支撑，因此能耐快速便捷的方便快速的使用机械化进行挖土。
水泥土围护墙的缺点：具有相对很大的位移，特别是长度大的基坑，就可以在中间进行加墩和起拱等，使用相应的措施来对位移进行限制；如果厚度很大，就只能在红线位置和周围环境允许的情况下，才能使用，在对水泥土搅拌桩进行施工的过程中，要考虑周围环境带来的影响。
3.地下连续墙
地下连续墙具有很强的刚度，而且具有很好的止水能力，在支护结构中这是一种非常好的支护形式，该支护方式针对地质条件差、复杂，基坑深度大的非常适用，缺点就是但造价太高，同时在施工中需要用专用设备来进行。
4.高压旋喷桩
在高压旋喷桩中，施工费用比使用深层搅拌水泥土桩还要高很多，但是该技术的施工设备结构相对紧凑，而且体积不大，拥有很强的机动性，占地少，施工时机具没有很大的振动，对周围建筑物不会产生振动影响和噪声影响，缺点就是在施工时会排出大量的泥浆，造成污染的产生。
5.槽钢钢板桩
围护墙相对来说是非常简单的，由槽钢正反扣搭接或并排组成。槽钢的长度在6米到8米之间，通过计算来确定型号。优点是：槽钢的耐久性非常好，基坑施工结束之后，进行回填土，下次还可以进行使用；便捷施工，施工工期不长；缺点是：对水和土中的细小颗粒无法阻挡，因此在水位高的地下要进行隔水或降水的方法进行处理。
6.钢筋混凝土板桩
针对钢筋混凝土板桩的施工非常简易，同时在现场作业时具有很短的周期，所以曾经被大范围的使用在基坑中，还外还值得一提的确定就是，因为在制作的时候通常都是在工厂进行加工，工厂做好之后拉到施工地点，这样下来就造成了成本高出其他的施工形式。但因为该截面形状和配筋对板桩受力都非常的合理，能够自主的按照需求来实现规划，到现在为止厚度要求很高的板桩都能够实现，而且厚度还能超出500毫米，同时当中拥有液压静力沉桩的相应机器进行辅助，因此该支护板墙使用形式在基坑工程中依旧被普遍的应用着。
四、深基坑降排水施工工艺
1、施工前的技术准备与控制措施。施工前对地质单位提供的勘察报告进行分析，工程技术人员深入了解挖土深度范围内的地下水位情况，和不同土质的物理性能，从而选择最为合理的土方开挖、支护结构与降排水方案。
2.施放井位。降水井井位施放时必须详细调查核实场区地下管线分布情况，当无法确定时可采用人工挖探孔的方法，确认地下无各种管线后方可采用旋挖钻施工。
3.降水井成孔。管井采用 8QZJ-160 高效轻型水井钻机成孔。钻孔应符合下列规定：①钻孔的孔口处应设置护筒；②孔径应比管径大 300mm-400mm；③孔径应垂直、上下一致，井径误差±20mm，垂直度误差≤ 1% 孔底比管底深 0.5m-1.0m.
2、排水管路
根据排水流量确定地面排水管为 1 根直径为φ250mm 的pvc 管，布置在基坑四周，水泵采用 50mm 胶皮软管或白塑料管引至地面排水管道。管径大小合理疏排地下水及雨水，施工时根据现 1 场实际情况具体确定。
结束语
地下水是影响基坑稳定性的重要因素，应该充分考虑到 地下水对边坡稳定性的影响，不仅要对各层地下水的各种参 数测量准确，有深刻的认识，因地制宜的选择优秀的降水设 计方案，同时还应充分考虑周围的环境因素及各种设施可能 带来的影响，而且还要考虑不同季节地下水的变化对边坡的影响，是深基坑工程的关键之关键。
参考文献：
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[2]]韩宁.地铁车站深基坑防水与围护结构设计 [J].四川建筑，2012，32（3）：98-99.
[3]沈保汉.桩基与深基坑支护技术进展［M］.知识产权出版社，2006
论文作者:常怡峰
论文发表刊物:《基层建设》2018年第34期
论文发表时间:2019/1/3
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