地铁车站基坑支护结构设计难点

地铁车站基坑支护结构设计难点
发布时间：2022-05-07T06:03:10.736Z 来源：《工程建设标准化》2022年1月第2期作者：唐国文
[导读] 随着经济的发展，城市的发展也越来越快，涌现出大量的大城市、特大城市
唐国文
中铁第一勘察设计院集团有限公司，陕西西安 710000
摘要：随着经济的发展，城市的发展也越来越快，涌现出大量的大城市、特大城市。

在城市快速发展的基础上，地面轨道交通已经不能满足城市交通的需求，人们将交通的发展方向转入地下，于是以地铁为代表的地下交通模式出现了人们的视野中，人们对地铁的认识从陌生走向了熟悉。

从另一方面上来讲，地铁是城市发展的名片。

地铁建设工程中最重要的一个工序就是：基坑支护结构的设计与施工，在施工过程中，基坑支护结构在很大程度上制约着地铁建设项目的进度。

因此，我们有必要对基坑支护结构的应用范围及其关键点进行介绍。

基坑支护结构技术的应用范围相对较广，特别是在地铁施工工程中。

基坑支护结构设计应该坚持以人为本，将人的要素放在首位，对于机械则是作为辅助基坑支护结构实现的工具。

在地铁建设项目中，合理的基坑支护结构设计可以降低施工成本，保证地铁施工的进度。

基坑支护结构设计是否合理对地铁施工技术的质量和实用性有着至关重要的影响。

关键词：地铁；基坑支护；设计优化
引言：不可否认，城市中地铁的出现大大缓解了城市交通的压力，为轻居民的出行提供了极大的便利条件，由于地铁属于深基坑下挖工程，规划失误的话容易对现存地面建筑造成不利的影响，尤其是在施工过程中很容易产生负面影响。

在此背景下，我们利用本文对地铁车站基础支护结构的设计与优化进行了探讨，并力求提出相对比较具体的优化措施，以期为今后类似工程提供参考。

1地铁工程中基坑支护结构的重要性
上文我们已经提到在地铁建设工程中基坑支护结构占有十分重要的地位。

同时它也是世界各地各大城市中地铁建设工程中公认的重要结构。

因为基坑支护结构与地铁整体结构有直接关系，他是保持整体建筑的质量的基础。

基坑支护在地铁施工中的意义在于保证结构整体质量和结构应力，为了确保地铁工程顺利完工并符合国家相关的规范需要我们在基坑支护结构设计中进行一系列先进技术，可以不断探索使用新技术、新工艺、新方法、新技术，通过各种先进技术的使用可以逐步提高基坑设计和支护的整体质量，确保地铁工程的整体质量达到国家要求[1]。

2地铁车站基坑支护结构设计优化过程
基坑支护方案的确定是地下车站基坑支护结构的设计优化对象。

因此，在基坑支护方案的优化过程中，我们必须详细讨论并论证方案的合理性和科学性。

在选择方案时，要顾全大局、全面考虑，要结合当地的地质条件、水文历史、投资等各种不同的因素。

在结构优化过程中，结构优化目标包括结构选型优化和结构参数优化[2]。

支护结构的优化选择可以分为整体优化和细部优化两个大的方面。

其中整体优化是结合具体场地和施工周期，合理选择优化方案和合适的支护方案。

详细的优化包括结构入地深度、钢筋计算、支架数量等因素。

基于质量保证，可以缩短施工时间，降低施工成本。

对于参数优化，需要在优化过程中建立各种不同的模型，将当地涉及到的不同参数及各种因素统一起来，用模型来计算方案的可行性，同时根据模型的计算结果，可以对影响较大的因素进行优化。

在应用地质水文环境时需要考虑的参数包括固定参数、土壤参数和可优化参数，这些参数必须根据项目的具体性质通过已知参数进行优化，并确保这些参数的准确性及时效性。

3地铁车站基坑工程支护结构类型
3.1 SMW工法桩
SMW 工法桩具体构造为相互咬合的水泥土搅拌桩加插 H 型钢后形成的支护结构，具有挡土承载、防渗止水作用。

抗渗性能较好，还具有对主体结构的约束小，使主体结构的收缩裂缝较易控制和施工速度快、泥浆污染少等优点。

缺点是：适用深度较小，一般<12m，造价受型钢的摊销次数影响较大，摊销次数越少造价越高。

3.2排桩+止水帷幕
钻孔灌注桩是利用钻孔灌注桩承受侧压力和桩间水泥土桩起止水作用的围护结构形式。

可用于沿线多种复杂地质条件，包括填土、粘性土、淤泥质粘土等地层，其施工速度取决于地层的软硬程度。

其优点在于刚度大、布置灵活，适用性较强，可作为永久结构的一部分。

不足之处在于桩间止水性能差，需在桩间设置止水帷幕作隔水处理，一般采用水泥土搅拌桩或高压旋喷桩。

3.3钻孔咬合桩
钻孔咬合桩是在排桩基础上发展而来的一种支护形式，通过全套管钻施工，可以做到桩间切割咬合，此时桩钢筋笼间隔设置，可作为永久结构的一部分，此方法的优点为防水效果好，成孔垂直精度高，套管护壁，干孔作业，无泥浆、无振动、噪音小。

缺点在于孔深大于25m时对设备要求高，施工难度大；小于800mm直径的桩成孔难度较高；基坑较深时可能会因垂直度偏差造成下端开岔。

3.4地下连续墙
地下连续墙是于基坑开挖之前，用特殊挖槽设备、在泥浆护壁之下开挖深槽，然后下钢筋笼浇注混凝土形成的地下土中的混凝土墙。

地下连续墙作为围护结构有下述优点：施工时振动少、噪声低，可减少对周围环境的影响，能紧邻建筑物和地下管线施工。

地下连续墙刚度大、整体性好、变形相对较小，可用于深基坑，能有较好的抗渗止水作用。

其缺点在于施工时需泥浆护壁，泥浆要妥善处理，否则影响环境。

地下连续墙适用于较深的基坑，特别是周边建筑密集的软土地层。

4地铁车站基坑支护结构的设计难点
4.1支护结构嵌固深度
在设计地铁车站基坑支护结构时，支护结构的嵌固深度是一个重要的参数。

嵌固深度受到土层粘聚力、内摩擦角、地下水位等参数的影响，设计过程中需考虑准确的土层参数，避免计算结果失真，影响基坑稳定性和安全性。

4.2支护结构的刚度及选型
支护结构的刚度和类型直接决定了地下车站基坑施工中基坑的稳定性，同时对于基坑周边建、构筑物，管线等既有结构的保护也起着至关重要的作用。

选择支护结构类型时，要充分考虑施工现场的地质、地形和水文条件，综合考虑，确保支护结构的刚度和类型符合技术
要求，实现基坑变形的控制[5]。

4.3其它影响因素
在地铁车站深基坑施工中，必须考虑以下几个因素：
（1）技术地质条件。

在基坑支护过程中有一个特别关键的因素，那就是土壤。

工程开工前，工程部必须及时组织有关人员对施工现场的地质条件进行检查。

（2）水文条件。

水文条件是影响支护结构稳定性的重要因素。

施工期间，必须充分考虑施工现场水层的具体分布，如潜水和有限水的分布。

如果地下水位较高，支护施工期间必须进行适当的降水和排水处理。

（3）基坑周围环境。

在设计城市地铁车站支护结构时，周边环境也会影响施工区域的支护效果。

如基坑周围有许多建筑物和地下管线。

因此，在设计基坑支护结构时，必须充分考虑各种因素，以保证设计质量。

结束语：
随着经济的发展，地铁越来越多的出现在各个大中型城市，很多城市将地铁作为本地招商引资的名片，随着地铁工程的增多，由于地铁属于深基坑下挖工程，规划失误的话容易对现存地面建筑造成不利的影响，基坑施工质量越来越引起人们的注意。

所以要求我们相关基坑支护结构设计人员在施工过程中要全面考虑，因地制宜，应根据工程的具体情况动态地选择合适的支护结构类型，只有通过科学的设计已经强硬的施工质量，才能降低基坑施工中基坑变形等事故的可能性，提高地铁技术的整体质量。

参考文献：
[1]谢瑞琼.地铁车站基坑支护结构设计难点分析[J].住宅与房地产,2020(06):102.
[2]李俊.地铁车站基坑支护结构设计难点分析[J].四川建材,2019,45(08):72-73.
[3]周华龙.地铁车站基坑支护结构设计探讨[J].建材与装饰,2017(09):99-101.
[4]朱诚,李睿,刘夏临.地铁车站基坑支护结构设计优化[J].武汉科技大学学报,2014,37(02):156-160.
[5]丁恒.地铁车站基坑支护结构设计难点分析计[J].施工技术,2001(09):37-38+34.。