摘要：本文结合实际案例，针对大型地铁车站基坑围护结构设计的方法进行阐述，其中连续墙设计、支撑设计和抗浮设计为主要设计内容，以实际数据为依托，说明了基坑设计的必要性和基坑安全的重要性，望同行之间指导交流，促进大型地铁基坑围护结构设计的进一步发展。
关键词：地铁车站；围护结构设计；基坑；支撑；抗浮
1 工程概况本站是某市轨道交通的某个站，为1号线与2号线的同台岛-岛换乘站。
本站设置10 个出入口（含物业）、5 个消防口、4 组风亭、一组冷却塔。本站站后设2 号线折返渡线，车站两端相邻区间均采用盾构法施工，车站北端头设盾构吊出井，南端设盾构始发井。本站为1、2 号线双岛四线同台平行换乘站，车站选用双岛12m 站台三层三柱四跨矩形结构型式。车站总长265m，车站有效站台长度120m，标准段结构外包尺寸为44.7m（宽）（不含围护结构）×18.83m（高），顶板覆土厚度从北往南为2.5～2.2m。车站抗浮采用抗拔桩和压顶梁的组合型式。车站基坑宽度为46.7m，深21.23~22.25m，采用连续墙+内支撑支护方案。
2 设计原则1）车站基坑安全等级为一级，基坑侧壁重要性系数γ0=1.1；2）地面最大沉降允许值≤0.15%，最大水平位移允许值≤0.25%H（H为基坑深度），且不得超过30mm。
3）围护结构钢管内支撑预加压力值不宜大于支撑设计轴力值的40％～60％。
4）永久荷载（1）结构自重：钢筋混凝土自重按25kN/m3。
（2）覆土重：按竖向全土重计，覆土容重按20kN/m3。
（3）侧向水土压力：施工阶段按朗肯主动土压力进行计算，对砂性土层采用水土分算，其余土层采用水土合算。计算中计及地面荷载和邻近建筑物以及施工机械等引起的附加水平侧压力。
（4）水浮力：全水位。
5）可变荷载（1）施工荷载：一般的施工荷载按5kPa 计。
（2）地面超载：一般按20kN/m2 考虑。
（3）建筑物引起的地面超载：每层按15kN/m2 考虑。
6）浅埋结构在地下水位以下，整体结构还要考虑水浮力，进行整体抗浮稳定性验算。不考虑侧壁摩阻力时，结构抗浮安全系数不得小于1.05；计及侧壁摩阻力时抗浮安全系数不得小于1.15。
7）围护结构是基坑开挖阶段的支档结构，其内力计算根据先开挖后支撑的实际情况，采用“增量法”原理模拟施工全过程。围护结构计算采用《理正深基坑支护结构设计软件F-SPW5.3》软件进行计算，矩形荷载模式。
3 围护结构设计方法3.1 支护结构参数1）车站主体基坑围护结构采用连续墙+内支撑的支护形式，连续墙厚度为 1000mm，连续墙采用C35、P10 水下混凝土。
2）内支撑系统采用 4 道砼支撑+1 道换撑-钢支撑：第 1、2 道支撑采用 800X800 砼支撑，第 3 道支撑采用 1000×1000 砼支撑，第 4 道支撑采用 1000×1000 砼支撑，换撑采用Φ600（t=16mm）的钢管支撑。
3）基坑横向设三道临时中立柱，中立柱采用两根工63a 型钢双拼焊接，连系梁采用工45c 型钢双拼焊接。基础采用Φ2000mm 钻孔灌注桩（兼抗拔桩）。
3.2 车站基坑计算*图1 围护结构计算简图1）基坑稳定性分析经计算，基坑整体稳定安全系数 Ks = 1.827；抗隆起验算：Ks =7.783 ≥1.1，满足规范要求。
抗管涌验算：Ky= 2.275 ≥1.5，满足规范要求。
2）嵌固深度确定嵌固深度设计值 hd = 9.0m由于基坑底为强透水的粉砂层，为保证基坑抗管涌和基坑稳定，要求连续墙插入泥岩层不小于2.0 米。
3）计算结果及分析车站主体结构基坑深度为22.63m，基坑安全等级为一级，重要性系数为1.1。基坑变形控制保护等级为一级。采用《理正深基坑支护F-SPW6.0》软件进行受力计算，计算简图、结果见表。
所以在每跨内所需抗拔桩长为：l=12.86*9.0=116m，本站采用中立柱基础兼做抗拔桩，设三道中立柱基础兼做抗拔桩，车站两侧通过压顶梁来抗浮，对于在连续墙上有较大开洞的位置，压顶梁无法设置时，需在侧墙下增设抗拔桩。单根抗拔桩的长度根据抗拔桩的位置按比例分配，具体单根抗拔桩长度见下表：抗拔桩桩径（m） 抗拔桩桩长（m）第一排抗拔桩 2.0 30第二排抗拔桩 2.0 28第三排抗拔桩 2.0 285 小结综上所述，通过对该大型地铁车站基坑围护结构的数值优化设计，给出了连续墙、支撑、抗浮设计中可供参考的数值模拟数据及结构设计参数，并且其中包括了对以往工程经验的借鉴及实际工程的考虑，对于类似条件下的深基坑工程具有较高的参考价值。
论文作者:王建鹏
论文发表刊物:《基层建设》2015年1期供稿
论文发表时间:2015/8/31
标签：基坑论文; 车站论文; 结构论文; 荷载论文; 结构设计论文; 侧壁论文; 立柱论文; 《基层建设》2015年1期供稿论文;