地铁车站超深基坑的围护结构设计 李辉

地铁车站超深基坑的围护结构设计李辉

发表时间：2018-02-03T18:20:09.600Z 来源：《建筑科技》2017年第19期作者：李辉

[导读] 本文将结合实际以现实中的工程为例，对地铁车站基坑的工程情况进行简单介绍，在制定相应的围护结构设计方案，同时计算工程的稳定性和安全性，使整个工程达到一级基坑环境保护要求，满足设计要求。

李辉

中铁第一勘察设计院集团有限公司陕西省西安市 710043

摘要：地铁车站的超深基坑施工工程是一项复杂的工程。在施工过程中会受到许多因素的干扰和控制。地铁基坑工程由于深度过深超出了标准模式导致施工风险也随之增加。这就需要我们施工的时候，提前对相应的机构围护结构进行科学设计，并选择适当的方案。以此来保证围护结构、地下管线和附近建筑物的安全。本文将结合实际以现实中的工程为例，对地铁车站基坑的工程情况进行简单介绍，在制定相应的围护结构设计方案，同时计算工程的稳定性和安全性，使整个工程达到一级基坑环境保护要求，满足设计要求。

关键词：地铁车站；超深基坑；围护结构设计

近几年来，随着我国科技的不断进步，工业化，城市化的不断兴起。我国城市中地铁工程数量也在不断增多，随之而来的超深基坑工程数量也在不断增多。地铁的超深基坑工程已受到许多周围条件的影响和控制。而我国当前的地铁超深基坑形式也已经大大超出了标准模式。地铁基坑深度的加深，导致了基坑围护工程风险的增加。设计选择科学安全的基坑围护方案，设计合理的基坑围护结构，使整个工程不会影响地下管线和附近建筑物的安全已经成为了当前急需解决的一个问题。下面就以上海地铁车站中。基坑深度最深的一个地铁车站为例，简要介绍一下如何设计围护结构。

一、关于此地铁车站基坑工程的概况

本文选取的事例工程位于徐汇区的宜山路，整个地铁车站走向为西南至东北，结构是地下四层岛式的站台车站。车站有着较为复杂的周边环境车站战场中的土层特性也较为复杂。第一层为填土，上部夹杂着许多的砖块和碎石，下部则主要是粘性土壤。第二层则是一种黄色的粘性土壤，这类土壤可塑性强，土质较为均匀，其中含有氧化铁条纹和铁锰制结核，土壤局部包含少量的粉性土，随着土质向下硬度也在逐渐变软。这三种则是一层含有云母和少量钙质结核、黑色腐殖质的灰色粉质粘土，局部还有砂质的粉土。第四层则是可塑性较强的含有氧化铁条纹和铁锰质结核的灰绿色粉质粘土，其中局部加杂着粉性土。该工程地段的地下水位达到了0.5米到1.5米。车站平面图如图所示。

总体而言，整个工程处于一个环境较为复杂的地段，施工过程中需要考虑的外在因素比较多，施工方案的设计和选取比较重要。

二、关于本工程的围护结构设计

2.1关于地铁基坑围护结构的选型

基坑围护结构到选型对于这种环境较为复杂的工程来说尤为重要。该地铁车站位于上海市繁华地段，地面车水马龙，地下管线又十分复杂。在该地铁基坑附近是明珠一期的高架桥，还有17层高的楼房，中山西路的高架桥以及明珠二期某车站。当地的环境保护等级设定为一级。所以在工程进行的时候，除了要保证，该地铁基坑的安全性，还应该尽可能的将对周围环境和建筑物的影响降到最低。施工过程中必须要将施工周期缩短，并选用厚度为1200mm的地下连续墙作为维护结构，同时应和内衬墙一起作为使用阶段的侧墙。

2.2关于地铁基坑围护结构的设计

在进行地铁深层基坑围护结构设计的时候，必须要检查计算连续墙的入土深度和基坑的稳定性。工程中地下墙的入土深度需要考虑许多环境因素，例如车站工程所处的地质条件、地下维护结构抗倾覆性、抗滑移性、抗隆起性和稳定性是否达到要求。同时检测过程应该与上海地区实际的软土深基坑的施工经验结合。根据上述条件，我们将确定此工程中的地下墙设计采用十字钢板进行接头。围护结构设计完成后，应该根据上海市出台的《基坑工程设计规程》以及《城市轨道交通设计规范》中涉及到的相关条列进行工程检验。只有当各项条件满足一级基坑要求的时候，工程才能顺利开展。

在进行地铁基坑围护结构设计的时候，还必须要考虑到地铁工程内部的支撑体系。在整个工程设计中，内部的支撑体系必须达到一种稳定的结构状态。只有这样，围护墙才能得到有效的支撑，整个工程才能满足承载力、变形、稳定性以及周围环境保护的要求。由于本车站的基坑深度较深，甚至达到了30米，相关政策规定必须要满足一级环境保护标准。所以在这个工程中，我们选择用部分钢筋混泥土支撑和部分钢支撑结合的方式构成支撑体系。另外，由于车站周围的建筑为17层的高楼，所以部分车站将采用逆作法施工，借以保护周围的建筑物。我们可以采用在车站的两端顺着基坑深度的方向设置九道支撑。并在车站两端的端头采用装配式的预埋钢板接头。这样的话，能够有效控制地铁基坑的下移时间。同时，采用内部结构板和混凝土支撑相结合的方式来设计钢筋混凝土支撑，并采用琵琶撑和系杆避开内部的结构板设置，可以有效的将施工中可能发生的矛盾降到最低。

另外，由于地铁超深基坑工程在实施的时候会向下挖掘较深的深度，产生较大的位移。所以必须在基坑空给采用网格式高压旋喷桩进行地基的加固，标准段的加固深度甚至达到基坑底部以下三米的深度。只就这样才能对基坑底部土体的抗力进行有效地提高。地铁基坑两端端头井采用四米的加固深度。基坑中每道钢筋混凝土支撑底部以下也采用裙边和抽调旋喷加固方式相结合方式，加固深度达到三米，以

保证地基承载力的加强。

2.3关于地铁基坑围护结构的计算

当地铁基坑围护结构设计初步拟定的时候，还要根据实际工程情况进行相关的计算和检验。才能保证工程安全顺利的进行。

在施工过程中，地下墙被作为基坑围护结构，我们需要根据实际的施工情况竖向弹性地基梁进行计算。同时，按照先变形后支撑的原则，将分析结果考虑到维护结构的前期位移值和支撑变形值中，完成对于地铁基坑围护结构的计算。地下连续墙的维护体系的内力和变形计算应该模拟基坑开挖阶段时的土体开挖、支撑拆除和架设的实际工程情况。地下连续墙的位移随着深度的增加而不断增加。我们最终得到的基坑变形的计算结果，必须要满足当地的一级环境保护要求。

在进行围护结构计算的时候，必须要做到信息化。施工单位应选派相应人员加强施工过程中的监督和检测。要尽可能的排除各项施工隐患。对于整个施工计划，也要进行精心合理的设计。

三、结论

综上所述，本文结合上海市一项地铁基坑围护结构设计的实际案例，对地铁超深基坑地铁围护结构设计中的各项环节和注意事项进行了简单的分析和探讨。我们在进行工程施工的时候，必须要结合当地的实际情况和政策，选择合理的基坑围护结构设计方案。在特殊环境下的基坑工程，同时还要认真勘察周边环境，明确环境保护等级，选择适当到方案，提高整体工程的结构稳定性，使施工顺利完成。

参考文献：

[1]孟小伟.地铁深基坑开挖对下部既有公路隧道的影响分析[J/OL].铁道标准设计，2018（04）[2017-12-20].

[2]苏婉君，周迎，周诚.地铁深基坑施工风险时空演化及控制[J/OL].土木工程与管理学报，2017（06）：133-140[2017-12-20].

[3]郭超.地铁车站基坑围护结构及施工监测浅析[J/OL].建材发展导向，2017（24）：1-2[2017-12-20].