摘要：随着城镇化的发展，城市人口密集度加大，为了解决地上空间狭小拥挤的难题，更好的发展交通工程，进而导致了地下空间在开挖范围和开挖深度方面越来越大，地铁得到了很好的开发应用。但深基坑的开挖必然会对周边已有建筑物、构筑物、城市道路和地下管网造成或轻或重的影响，面对着这些日益突出的问题，对深基坑支护提出了更高的要求。因此，本文对地铁深基坑支护结构设计及支护施工技术进行探讨。
关键词：地铁深基坑支护；结构设计；支护施工技术
1地铁车站深基坑项目的特点和现状
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基坑支护结构的设计原则和实施方法
基坑支护设计过程中必须坚持经济合理、安全可靠、便于施工的基本原则，根据国家的相关行业标准《建筑基坑支护技术规程》，基坑支护结构应该采取极限状态设计表达式，才能满足基坑支护结构设计的具体要求。
从基坑支护的结构角度看，主要可分为正常使用极限状态和承载能力极限状态两种模式。承载能力极限状态主要是对结构达到最大承载力的条件下导致土体失稳等现象，同时还可以产生过大变形状态，从而导致基坑周围环境和支护结构遭到破坏。正常使用极限对支护结构变形影响己经超过了结构施工和周围环境的正常使用状况和功能。
基坑支护结构应该采取承载力极限状态的计算模式，具体计算的内容主要包括：第一，按照基坑支护的形式和受理特点进行土体计算，其计算模式具有稳定性特点；第二，根据基坑支护结构的受弯、受压、受剪的承载力进行计算；第三，当有锚杆和支撑的时候，应该根据其稳定性和承载力进行计算，针对安全等级为一级的状况进行重点分析，同时还需要对变形有限定的二级建筑基坑侧壁进行分析研究，另外还要对周边的基坑环境和支护变形状况进行计算。
3地铁车站深基坑支护变形机理
3.1基坑底部隆起
基坑开挖引起自重应力导致基坑坑底向上回弹，支护结构对土体进行挤压，导致基坑隆起，改变了原始土体的应力状态。在开挖基坑的初期。由于开挖深度不是很大，坑底土体在卸荷后发生垂直隆起，围护墙也被抬高，中间隆起高度要大于两侧，但是不是影响围护墙体的侧向变形。随着开挖深度不断加大，基坑坑底就会产生塑性隆起。基坑周围也会形成塑性区，同时伴随着沉降。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆
3.2地表沉降
随着开挖深度不断加大，基坑周围的土体塑性区也不断扩大，土体不断向基坑坑底移动，导致围护墙体后产生地层沉降。地表沉降发生在墙体入土深度不大的软弱层时，强抵触具有较大的水平位移和地表沉降。地表沉降发生在墙体入土深度较大的刚性层时，墙体的变位与梁的变形相似。
3.3墙体侧移
墙体发生水平侧移是由基坑隆起引起墙体两侧产生压力差导致。围护结构墙体的变形从水平方向影响基坑外围土体的应力状态，从而使地层移动。周围地层移动的原因是由墙体变形造成的。墙体外侧发生地层损失的同时地表也在沉降，并且周围塑性区不断扩张，从而加快了墙外土体向坑内移动和坑内土体的隆起。基坑开挖初期，还没有设置支撑的时候，墙顶位移表现最大，向基坑的水平方向位移，随着开挖深度的加大，其刚性墙体依旧向水平方向位移，但是柔性墙体的位移就不断地向基坑外部移动。
4地铁工程中深基坑支护施工技术
4.1混凝土桩墙支护技术
该支护技术主要是通过混凝土灌注桩的方式。是通过在地基钻孔之后，再将混凝土灌注到孔内，当然，在钻孔之前要对施工场地进行清理，要确保施工场地的平整性，这样才能保证钻孔的质量，为后面混凝土灌注打下基础。在钻孔的过程中，要合理的控制孔的深度、孔径等，这对施工中的混凝土桩的质量将产生直接的影响，要在钻孔完成后进行及时的清理并检查孔洞是否符合相应的标准。最后，再将预先制作好的钢筋牢笼放入孔洞中，再对其进行混凝土浇筑工艺，整个混凝土桩墙支护技术则完成。需要注意的是，在实施支护技术时，要先确定桩孔的分布位置，要确保位置分布的准确性以及合理性，这是混凝土装墙支护技术的主要环节，而且，在钻孔的过程中，要密切的注意钻机的下钻速度，要对其进行合理的控制，避免因下钻速度过快对孔壁造成一定的损坏。另外，在下放钢筋牢笼是需要注意在上面安装定位环，确保下放的钢筋牢笼到达准确的下放位置，避免因位置偏差而对桩结构造成影响，甚至对支护工程造成影响，在对孔洞灌注混凝土时，要采用导管引导的方式进行浇筑，避免高度过高使混凝土出现离析的现象，同时要保证混凝土的连续浇筑，这样才能确保混凝土桩墙支护技术的质量。
4.2地下、排桩连续墙支护技术
该技术主要由防渗帷幕、支撑、围护墙等部分组成，地下连续墙在施工中具有噪声低、施工振动下、防渗性能较好、墙体刚度较大等特点，在施工中可以与逆作法、内支撑法、半逆作法等结合，所组成的连续墙具有很大的承载力，对建筑基础的支撑有着一定的作用；排桩连续墙支护技术在施工中，要根据地铁工程的具体特点来实施，主要分为内撑式支护结构、悬臂式支护结构、锚杆式支护结构以及拉锚式支护结构等，在地铁工程基础施工中使用较为广泛，尤其是高层建筑施工中使用较为频繁。
4.3土钉墙支护技术
土钉墙是一种利用土钉加固后的原位土体来维护基坑边坡土体稳定的支护方法。它由土钉、钢丝网喷射混凝土面板和加固后的原位土体三部分组成。该种支护结构简单、经济、施工方便，是一种较有前途的基坑边坡支护技术，适用于地下水位以上或经降水后的粘性土或密实性较好的砂土地层，基坑深度一般不大于15m。除上述者外，还有用人工挖孔桩(我国南方地区应用不少)、打入预制钢筋混凝土桩等支护结构挡墙。近年来SMW法(水泥土搅拌连续墙)在我国已成功应用，有一定发展前途。北京还采用了桩墙合一的方案，即将支护桩移至地下结构墙体位置，轴线桩既承受侧向土压力又承受垂直荷载，轴线桩间增加一些挡土桩承受土压力，桩间砌墙作为地下结构外墙，收到较好的效果，目前亦得到推广。
结束语：
在地铁施工的过程中采用深基坑支护技术是经常采用的施工方法，在施工的过程中我们要对相关的受力情况和地质情况进行分析，保证地铁施工的安全。
参考文献：
[1]宋诗文.北京地铁深基坑支护结构设计优化与施工[J].隧道建设.2017(S1)
[2]黄雪峰.地铁工程基坑支护技术探析[J].岩土工程学报，2014
[3]杨葵凤.地铁深基坑支护形式优化选型分析[D].郑州大学2015
论文作者:张兴
论文发表刊物:《防护工程》2018年第36期
论文发表时间:2019/4/10
标签：基坑论文; 墙体论文; 结构论文; 地铁论文; 混凝土论文; 深基坑论文; 深度论文; 《防护工程》2018年第36期论文;