摘要：现阶段，随着社会的发展，我国的现代化建设的发展也突飞猛进。在地面交通拥挤的情况下，地铁工程规模与数量在不断的增加。由于地铁施工需要在地下进行，而地下的地质与环境存在着诸多的不确定因素，其结构组成也与其他地面建筑结构形式存在较大的差异，需要相关设计人员在其各环节设计中充分的考虑到其中的特殊性，合理应用开挖技术。笔者对明挖法结构设计原则及注意事项进行以下论述，旨在为地铁车站项目的建设与完善提供有利的参考。
关键词：明挖法地铁车站；结构设计；几个问题的思考
引言
在中央和地方政府部门的不断支持下，城镇化发展的增速日益显著，这也对我国城市的交通行业带来了红利，而城市地下交通轨道是必不可少的一项重大交通工程，为居民带来了便捷的出行方式，对居民出行的交通带来了便利，使城市的发展能得到缓解。同时，在建造这些巨大而复杂的地下工程时，质量是工程项目中每个施工者、设计者们不得不重视的问题。运用好好的施工技术方法也是保障施工质量的前提条件，明挖法就是当前地铁施工运用最普遍的施工技术方法。所以在细节的设计过程里，必须要全方位地考虑每个因素，如顶板覆土、通风不畅等问题，提升地下轨道交通工程的结构设计水平，才是对工程施工质量的保障。地铁工程不是一般的工程，其技术方法尤为重要和关键，明挖法是当前公认的适用方法，而地下的结构复杂，对施工带来了极大的难度。
1明挖法结构设计原则
任何工程项目的建设都应该以实际为基础，地铁结构设计同样如此。因此在该设计过程中，需要设计技术人员考虑到车站周边环境、结构的特殊性、建成后的车站运行情况、不同结构类型、支护结构设计等多方面因素，以此完善该项目结构设计的优化。首先，在设计开展之前需要对现场的实地情况进行细致勘查，了解工程建设的周边环境、地质、结构尺寸，该项目中的每一个结构设计内容都具有其特殊性，对于结构设计中的安全性及其承载力具有严格的要求，需要设计人员对这些方面进行综合性的分析。其次在设计中需要满足车站的使用性原则，对此需要在设计前期做好相应的准备工作，如该项目建设完成后的实际运行需求等，以保障车站的正常使用。不同的建设单位会有不同的需求，相关设计人员应充分协调建设单位及不同结构设计类型之间的合理性，从实际出发，优化结构设计类型选择环节，减少设计不合理因素，以此降低设计及施工操作难度。支护结构设计是该项目结构设计中的重要组成，也是保障施工作业人员生命安全的必要措施，为了提高支护结构设计质量，需要设计人员对勘查的数据进行专业化的分析与整合，并利用准确的数据对深基坑支护进行计算，最终将结构设计内容通过图纸平纵剖面体现出来，更加具有直观性，便于后期的调整与改进。
2围护结构的设计
2.1围护结构形式
依据我国的地下建筑工程施工的相关标准，在设计过程中选择连续墙作为主体结构的重要部分。这样不仅节约经济成本还对质量有一定的保障。通常情况下，侧墙的主体结构有三种形式：单一墙、复合墙以及叠合墙，笔者就这三种形式简要的介绍一下：（1）单一墙。主体结构的侧墙，直接采用围护结构，不设置内衬墙，并采取特殊的手段，对槽段之间接头进行处理。在具体施工过程中，顺筑法和逆筑法施工，采用不同的接头形式，一般情况下，柔性防水接头应用在顺筑法施工中；刚性防水接头和整体接头，则应用在逆筑法施工中。（2）叠合墙。在主体结构侧墙设置过程中，将围护结构作为重要组成部分，并且围护结构和内衬墙，共同形成叠合式墙，并将其视为整体墙。对于二者结合面的位置，还应采用合理结构以及施工措施，保证剪力的传递。（3）复合墙。复合墙也是由维护结构与内衬墙共同构成，但是与叠合墙存在一定的差异，主要表现在复合墙无法实现剪力和弯矩的传递，但是可以进行反向压力的传递，复合墙有多种形式，主要包括排桩、防水层以及内衬墙的组合形式等。
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2.2围护结构的计算
通常在地铁车站围护结构的计算过程中应精确的计算出结构数据，笔者在通过实践过程中总结了以下几个方面：（1）在施工时，还需要对桩墙施加预应力，一般采用支撑的方式进行施加，对于预加压力的大小，还应充分考虑各个因素，包括温度变化、支撑类型等等，保证预加压力大小合理性。（2）一般情况下，采用均匀配置方式对围护桩钢筋进行设计，但是事实上，采用这种方式进行配置，会造成很大的浪费，因此笔者认为可以采用两种方式进行配置，一种是沿截面受拉区和受压区，钢筋的选择应当是纵向，对周边的布置应均匀而规范，钢筋混凝土桩是圆形截面，可以设计的时候集中纵向。
2.3主体围护结构设计
在主体围护结构设计过程中，应先确定围护结构形式，通过前文的论述，我们知道一般围护结构的形式分为单一墙、叠合墙以及复合墙，在结构计算中，单一墙和叠合墙的模型为一面墙，复合墙的模型的表现为两面墙。（1）应根据具体的设计要求，合理地设置地基弹簧，对于拉压弹簧，需要伸入到基坑底以下围护结构，对于受压弹簧，主要是指基坑以上部分围护结构部分。（2）在主体结构设计过程中，荷载计算的也至关重要，主体结构荷载一般涉及到竖向荷载、水平荷载、地面超载以及底板有利荷载等，这些荷载的设置对主体结构的质量具有直接的影响。竖向荷载主要是指截面以上土柱重量，这部分应按照一定的公式进行计算。水平荷载主要是来自于水平方向的侧向水以及土压力，在计算时，还应根据不同的设计内容，采用不同的计算方式，例如水土合算是针对砂性成分的土层，不然要水土分算。地面超载主要是指一些机械设备以及堆载的材料对地面造成压力，按照要求，地面超载应在20kpa范围之内。在计算过程中，还应考虑地铁运营过程中，人群、设备等对底板造成的荷载，在设计时，考虑的是有利荷载。（3）通过在支座处加刚域的方法，消除内支座处的内力，在设置刚域时，可以按照墙厚或柱宽一半进行设置。相比平面计算模型，地铁车站构件实际约束较弱化，按照要求，还应适当增加跨中弯矩，而支座处问题应适度的处理。
2.4设计细节问题
明挖法的地下轨道工程在设计结构的过程中，平时还要留意一些细微处理问题，比如在计算覆土时，厚浅问题是要考虑的内容。同时按照纯弯构件，对顶板以及中板进行计算，同时按照按压弯构建，对地下二层、三层侧墙进行配筋计算，在完成计算后，为了保证构件安全，还应进行验算。在对侧墙配筋以及板进行计算时，则应充分考虑两方面因素，一方面为支座处设置的腋角、二是支座处设置的刚域作用。对于侧墙支座处，如果存在剪力较大的情况，则应通过设置封闭钢筋的方式来解决，以此保证结构满足设计要求。
结语
地铁工程是我国城市化发展中的主要项目之一，其未来的发展趋势也随着时代的进步而不断地发展，相关结构设人员需要不断地学习与完善设计技术专业性，学习先进国家的优秀地铁结构设计事例，并引以为鉴，逐渐完善结构设计体系。由于地铁车站建设的周围环境较为复杂，需要在结构选型上加以慎重考虑，为了保障结构的稳定性，应合理选取车站基坑支护类型，设计人员需对既有构筑物的做好前期监测及保护措施并需对应做好风险紧急预案。避免后期因施工操作不当引发的质量缺陷及安全事故等问题。
参考文献：
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[3]李伟.明挖法地铁车站结构设计探讨[J].科技创业家，2014（1）.
论文作者:何沛沛
论文发表刊物:《基层建设》2019年第4期
论文发表时间:2019/4/25
标签：结构论文; 结构设计论文; 荷载论文; 地铁论文; 车站论文; 叠合论文; 支座论文; 《基层建设》2019年第4期论文;