地铁深基坑支护设计论文

浅谈地铁深基坑支护设计

摘要：基坑工程是指在地表以下开挖的一个地下空间及其配套的支护体系。而基坑支护就是为保证基坑开挖，基础施工的顺利进行及基坑周边环境的安全，对基坑侧壁以及周边环境采用的支挡，加固与保护措施。基坑支护体系是临时结构，安全储备较小，具有较大风险，基坑工程具有很强的区域性。不同水文，工程地质环境条件下基坑工程的差异很大。基坑工程环境效应复杂，基坑开挖不仅要保证基坑本身的安全稳定，而且要有效的控制基坑周边地层移动以及保护周围环境。本文先介绍了枣园站的工程概况，包括水文地质和周围环境，然后通过结合对现有基坑开挖支护工法和车站实际情况的比较选择出了适合本站的开挖支护方案。下来通过土压力的计算、结构内力的计算，配筋、验算、支撑设计、变形估算等对基坑的开挖支护作了理论上的数据分析，最后通过施工组织说明了各个工序施工的工法和应注意的问题。

关键词：支护方案，地下连续墙，支撑，施工组织设计

第一章、工程概括

1、工程简要

枣园站位于枣园西路与枣园北路交叉路口西侧，枣园西路北侧的规划绿化带内，与枣园西路平行布置，周边的现状与规划均以居住为主，车站西北侧为建设中的万国地产万国城，东北侧为大马路村的建设用地，规划为高层商住楼，西南侧为西安骊山汽车厂的三四零二社区，东南侧为丰盛园小区和爱菊佳园等住宅小区。枣园西路为西安市城区至咸阳的主干道，道路交通繁忙，车流量较大，规划道路宽度60米，双向八车道，道路北侧规划绿地宽度30m，道路南侧规划绿地宽度20m。

1. 1、工程地质与水文地质条件

1.2、车站工程地质层分布与特征描述

根据本次钻探揭露，拟建场地地基土的组成自上而下为：人工填土；第四系上更新统风积新黄土、残积古土壤；上更新统及中更新统冲积粉质粘土及砂类土等。现将各层地基土按层序分述如下：

（1）杂填土Q4ml：黄褐～深褐色，局部为杂色。土质不均，上部以建筑垃圾为主，局部含较多灰渣、灰土等。该层顶面普遍分布10～30cm厚的混凝土或沥青面层。

（2）素填土Q4ml：黄褐～深褐色。顶部分布有15～20cm的混凝土或沥青路面，土质不均，成分以粘性土为主，局部含少量灰渣及砖瓦碎块等，局部含少量粉细砂。硬塑。局部具轻微～中等湿陷性。属中等偏高压缩性土，局部具高压缩性。

（3）新黄土Q3eol：褐黄色。土质均匀，针状孔隙发育，含微量氧化铁、钙质条纹及零星蜗牛壳碎片。可塑（液性指数平均值IL=0.30），个别土样软塑。上部土样具轻微～中等湿陷性，局部具自重湿陷性。属中等压缩性

土，个别土样具高压缩性。

（4）古土壤Q3el：棕黄～浅棕红。土质较均匀，具块状结构，含多量钙质条纹及钙质结核，底部钙质结核较为富集，局部富积成薄层。可塑（液性指数平均值IL=0.43）。属中等压缩性土。

（5）粉质粘土Q3al：褐黄～浅灰黄色，局部灰白色。土质不匀，可见少量氧化铁、黑色锰质斑点，底部局部含砂颗粒，该层中部局部含中砂透镜体。可塑（液性指数平均值IL=0.33-0.51）。属中等压缩性土。

（6）粉细砂Q3al：黄褐色，部分地段呈灰黄色。成份以石英、长石为主，云母片及暗色矿物次之，局部下部夹中砂透镜体或含较多中砂颗粒，含泥量少。级配较差。密实（标准贯入试验击数平均值N＝36.5-61.0）。湿度部分稍湿，部分饱和。

（7）中砂Q3al：黄褐～灰黄色。成份以石英、长石为主，云母片及暗色矿物次之，局部顶部夹粉细砂透镜体。级配差。密实（标准贯入试验击数平均值N＝33.3-49.3）。湿度稍湿或饱和。

1. 3、水文地质条件

（1）地下水位：

枣园站浅部主要地层为第四系晚更新统风积、残积层和冲积层。本次勘察期间测得地下水水位埋深为24.70～26.80m，地下水位高程为366.91～369.00m。自西向东地下水位逐渐抬升。地下水位与季节、气候、地下水赋存、补给及排泄有密切的关系。丰水期（10月～3月）间，地下水位会有所上升；旱季期间，地下水位会有所下降，水位年变化幅度为约2.00m。受西郊水源地抽取地下水影响，致使近年来该区域地下水位下降较多。

（2）地下水类型、赋存方式、补给及流向：拟建场地地下水主要为第四系孔隙潜水。主要赋存于冲、洪积砂层中，预测水量较大。本段第四系孔隙水含水层主要有中砂层3-7-3等。冲积粉质粘土为相对隔水层。根据区域地质资料，本区潜水含水层底板约在70～80m。（3）地下水水质特征及水、土腐蚀性：场区地下水对混凝土结构无腐蚀性，对钢筋混凝土结构中的钢筋在干湿交替条件下具弱腐蚀性，对钢结构具弱腐蚀性。地基土对混凝土结构均无腐蚀性，对钢筋混凝土结构中的钢筋及钢结构具弱腐蚀性。

（4）车站抗浮、抗渗设计水位：

根据陕西省工程勘察研究院提供的地铁一号线抗浮水位（2008.7.16）结果，拟建枣园站抗浮、抗渗设计水位高程分别为391.00m和389.00m

1. 4、特殊地质条件

（1）拟建场地可能分布废弃枯井，枯井中可能充填有块石，施工中还可能遇到未查明的地下构造物等硬物，应及时处理。

（2）填土：该层土组成物质复杂，颗粒粒度极不均匀，土性差异大，结构松散，开挖易坍塌，引起地面变形。

（3）湿陷性黄土：根据本次勘察探井（本次共完成7个探井）土试样室内土工试验结果，湿陷性黄土分布深度6.50～11.50m，对于车站主体、风亭、风井及通道平直段，可不考虑黄土湿陷性问题。

第二章、基坑支护的类型及其特点和适用范围

2. 1、深层搅拌水泥土围护墙

深层搅拌水泥土围护墙是采用深层搅拌机就地将土和输入的水泥浆强行搅拌,形成连续搭接的水泥土柱状加固体挡墙。水泥土围护墙优点:由于一般坑内无支撑,便于机械化快速挖土;具有挡土、止水的双重功能;一般情况下较经济;施工中无振动、无噪音、污染少、挤土轻微,因此在闹市区内施工更显出优越性。水泥土围护墙的缺点:首先是位移相对较大,尤其在基坑长度大时,为此可采取中间加墩、起拱等措施以限制过大的位移;其次是厚度较大,只有在红线位置和周围环境允许时才能采用,而且在水泥土搅拌桩施工时要注意防止影响周围环境。

2.2、土钉墙

土钉墙是一种边坡稳定式的支护，其作用与被动的具备挡土作用的围护墙不同,它是起主动嵌固作用,增加边坡的稳定性,使基坑开挖后坡面保持稳定。土钉墙主要用于土质较好地区,我国华北和华东北部一带应用较多,目前我国南方地区亦有应用,有的已用于坑深10m以上的基坑,稳定可靠、施工简便且工期短、效果较好、经济性好、在土质较好地区应积极推广。采用土钉墙的一般要求，①土钉墙可适用于塑，不塑或坚硬的粘性土；②在有地下水的