中铁第六勘察设计院集团有限公司 天津 300308
摘要：随着我国经济的快速发展，我国道路基础设施建设越来越完善。在城市建设过程中，为了减轻城市压力，解决城市交通拥挤的问题，各个地区都在大力开展城市地铁建设工作。
关键词：地铁；结构设计
引言
地铁的出现很大程度上缓解了我国道路交通堵塞的问题。地铁车站结构设计是一项相对复杂的工作，技术含量高，对设计单位的专业要求很高。充分发挥先进技术的优势，能够降低地铁车站结构设计工作的难度，使设计图纸更加直观，便于后续各项施工工作的开展。为此，在现代城市建设中，对于地铁结构耐久性的设计上，需要相关人员加强重视，提高地铁结构设计质量。
1工程概况
某地铁车站总施工长度为176m，其中标准段的宽度为19.0m，有效站台的长度为140m，底板的埋设深度为14.90m，东端头井宽度为21.7m，底板的埋设深度为19.74m。车站总施工面积为10947m2，车站一共布设了4个风亭，3个出入口，车站全包防水。施工采用明挖顺作法进行施工。顶板上覆土的厚度为1.71～4.13m，基坑使用人工挖孔灌注桩+钢管内支撑的方式进行支护。
2加强对材料的控制
在混凝土的选择上，尽可能地使用标号较低的混凝土，如此一来能够在很大程度上降低水泥的用量。在该工程中除了框架中柱以外，剩余的各个构件所使用的混凝土均为C40，而框架中柱因其重要性使用的是C50混凝土。
3主体结构设计
针对地铁主体结构，在具体设计的时候，设计方案需要从安全、经济、施工方便等方面对比。地铁主体结构施工中选择现浇混凝土框架式的施工方式，在结构布局上，以平台宽度作为重要的参照标准，实现结构布局同平台宽度的密切结合。
4地铁结构的抗浮设计
对现今的地铁车站来说，其抗浮设计是较为常见的一个问题，在某些情况下会出现抗浮稳定性低于设计要求的情况，这时就需要进行相应的补救措施，通常情况下有两种方式可以解决这一问题:①设置抗浮构件;②增加压重。该工程的东端头井结构与西端头井结构的埋深均为19.74m，在无视侧壁摩阻力的状态下，抗浮安全系数不能＜1.05，1.05为界限。在保证结构的抗浮验算通过的前提下，尽可能地降低成本，该工程在设计阶段针对抗浮构件进行的各项设置、措施: (1)设置抗浮梁。在地铁车站的基坑围护方面，所选择的支护技术是以人工挖孔灌注桩加上钢管内支撑，每孔桩相互间的间距均是1.5m，每孔桩的直径是1.2m，且孔桩的长度均有20m左右;在围护桩顶位置加置截面为1.3m×0.8m的混凝土冠梁。该工程的支护体系其自身具有较大的重量，也就是其自重很大，而这在抗浮防设计方面具有一定的利用价值，在验算抗浮的时候将其算入抗浮力中，将抗浮梁设置在工程支护体系中维护结构的周边位置，并将其压设于地铁车站顶板的上方位置。(2)采用抗拔桩。地铁车站整体结构的东部端头位置为3层建筑，虽然在计算其抗浮力的时候加入了支护体系的自重，但整体的抗浮还是没能达到规定的数值;与此同时，地铁车站整体结构的西部端头位置设有通风道，其基础底板的局部位置仍没能通过抗浮，而整体的抗浮却通过了，虽然如此，但类似这种局部不通过的情况却不容忽视。在设计时为了能够有效地降低差异沉降及结构内力，地铁车站东部端头和西部端头位置的井底板下均布置抗拔桩，抗拔桩的最佳选择是人工挖孔桩，桩的长度是6m，直径是1.2m，扩大后是4m，而其数量方面每间隔4m均设置一根，如此便能够有效地解决其坑浮不通过问题。
5设备及管线模型分析
无论设备还是管线模型分析，实施过程都相对简单。因此需要对土建模型要求进行全面考量，依托协同管理优化结构设计。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆在模型构建初期，要综合考虑管线专业的前期需求、方案设计等各类指标，将管线上游分析工作作为工作重点，对比预留余量、相关参数等各类指标，从而使该模型在使用的过程中更加灵活、合理。除此之外，设计单位还要考虑下游专业预留条件是否满足设计要求，保证设计方案的可行性。通过协同作业的方法，以BIM技术为载体进行相关设计工作，使施工单位和业主之间能够建立起良好的沟通互动关系，根据已知信息数据开展设计工作。在地铁车站结构设计中应用BIM技术，可以使不同专业的作业效率明显提高。因此，在平台系统中BIM技术适用性强，具有及时检测、相互沟通、自动控制等诸多优势，并且设计时间短、质量高。
6地铁混凝土结构耐久性设计路线及附加措施
耐久性设计技术路线中，考虑地铁结构中钢筋混凝土所处环境比较特殊且承受较大荷载的情况。在耐久性的设计中，基本的设计路线中需要将根本性措施同补充措施结合，具体有工程设计、实施、使用、营运、管理、保养过程。路线中还需加入以下补充措施，主要是考虑对影响结构耐久性因素的防治设计，具体如下：①对于施工阶段所致混凝土开裂、渗水问题，考虑从结构、材料及施工等方面制定抗裂措施，且在容易发生渗水现象的盾构隧道管缝的接缝位置，附加相应的防渗措施。具体操作是需处理好地下连续墙在墙体施工前的裂缝，处理裂缝可以采用防水土层做进一步的封闭；②针对杂散电流所致腐蚀情况，在变电所的回流点，可加大排流网的设置密度，具体采用局部掺入抵抗锈蚀材料的方法，增强该部位回流点钢筋混凝土的抵抗电化学腐蚀的能力；针对变电所回流点附近结构混凝土的设计，依据结构区域环境类别、结构型式选择合理参数及设计，此外还可以在结构外侧的迎水面应用防渗防锈蚀的材料涂层，针对杂散电流峰值所影响的范围，相关的结构中可将阻锈剂加入其中。
7增强施工管理工作
工程在具体的施工过程中进一步增强对于施工整体质量的控制工作，尽可能地杜绝裂缝的出现。在混凝土的入模温度方面，并没有固定的入模温度，一般都是根据气温的变化而进行相应的调整，将入模温度的范围控制在30℃～12℃之间，在气候炎热时＜30℃、寒冷气候下＞12℃。通常情况下，混凝土完成入模后其温度＜70℃，已经硬化的混凝土的温度与连接新浇筑的混凝土的温度差值＜20℃，构件在任何时候任何截面的表层温度与内部温度间的差值＜20℃。
8增强构造钢筋
在配筋的增设方面，主要为分布钢筋的配筋，在中楼板每侧暴露面上与地下结构周边构件上增设由于水泥水化热而造成的温度应力与控制裂缝开展的分布钢筋的配筋，在钢筋的选择上，最适用的钢筋是较细的钢筋。考虑到细且密的原则，每根钢筋间的距离应＜150mm。
结语
综上所述，该地铁结构工程在施工过程中，除了结构配筋使用构件截面来控制强度外，其他均是由人防荷载、地震力对地质结构造成影响，只需要按照人防要求和抗震要求来进行控制。本工程在施工过程中，通过科学地对抗拔桩进行布置，然后利用结构件自重使结构变形和水浮力的问题得到了解决。
参考文献
［1］中华人民共和国住房和城乡建设部．建筑地基基础设计规范:DB33/T1136－2017［S］．北京:中国建筑工业出版社，2017．
［2］中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局，中国国家标准化管理委员会．地铁设计规范:GB50157－2013［S］．北京:中国建筑工业出版社，2014．
［3］林金洲，尧国皇．地铁车辆段上盖建筑结构设计有关问题探讨［J］．四川建筑，2017，37(2):150－152．
［4］呼喜锋.化学腐蚀环境下地铁结构耐久性设计研究[J].湘潭大学自然科学学报，2016，38（2）：46-49.
［5］钟伟.关于耐久性的地铁结构设计要点探讨[J].低碳世界，2017（26）：223-224.
[4]李伟.刍议地铁结构的耐久性设计方法[J].价值工程，2013，32（6）：96-97.
论文作者:田力
论文发表刊物:《城镇建设》2019年第03期
论文发表时间:2019/5/28
标签：结构论文; 地铁论文; 混凝土论文; 耐久性论文; 车站论文; 结构设计论文; 钢筋论文; 《城镇建设》2019年第03期论文;