和地铁车站连接商业综合体地下空间设计施工方法的选择

和地铁车站连接商业综合体地下空间设计施工方法的选择

【摘要】本文通过对目前城市建设中商业建筑结合地铁车站开发的地下空间综合体的设计施工方法的分析对比，说明各种方法的优缺点，为城市中类似项目的实施提供借鉴经验。

【关键词】地铁车站地下空间顺作法逆作法围护体系信息化监测

如今随着时代的发展，地铁车站结合商业开发的大型一体化商业建筑在大中型城市越来越多，对于这类集商业、办公、餐饮、购物、娱乐、交通换乘于一体的多功能建筑体将随着城市经济的发展日益昌盛，对城市的发展也会发挥日益重大的作用。

由于地铁车站结合商业开发工程的共同特点是，商业地下室规模较大，车站埋置深度也较深，地铁车站部分完成时间必须满足地铁建设时间节点安排。车站及商业基坑连续进行建设，相互影响因素较多，因此在工程建设工艺选择有一定限制。

一、工程特点

1、一般位于市中心商业繁华区域，周边建筑多，地下管线复杂，人口密集，交通状况复杂，因此总体上施工环境比较复杂。

2、建筑规模、体量大，基坑开挖面积大、开挖深度深，同时地铁部分基坑可能更深，基坑安全高求高，在高地下水位的软土地基中开挖超深超大的基坑工程具有一定的难度和风险性。

3、环境保护要求高。周边一般为商业聚居区或居民住宅小区，有的建筑为历史保护建筑。深基坑施工必须考虑对周边建筑的保护，同时如何减少施工扰民也是一大难点。

4、工程施工涉及的部门、单位多，协调难度大。综合体工程涉及的业主、设计、监理、施工、分包、政府监督部门、市政管线单位、交通管理部门十分众多，而综合体项目商业部分和地铁部分的业主单位、设计单位、监理单位往往不是单一的一家，要做好各家单位的沟通协调工作，因此工程施工协调难度巨大。

5、基坑面积大，挖深较深，在安全可靠的前提下，如何加快施工进度，缩短施工工期，是综合体基坑工程设计、施工中需要考虑的又一重要问题。

二、综合体项目的几种情况

1、地铁车站和商业地下空间相互融合。商业地下空间包含地铁车站结构，地铁车站基坑一般比周围基坑深一层，地铁车站频繁进出的人流给商业地下空间带来巨大的经济效益。

2、商业地下空间和地铁车站紧密相连。商业地下空间紧挨着地铁车站，共用地下室外墙，地铁车站出入口经过地下商业空间，也作为地下空间的疏散通道。

3、商业地下空间和地铁车站平面上相隔一段距离。两者相距一般在50米内，地下空间涉及地铁保护范围，地铁车站设一地下连通道和地下空间连接，为进入商业消费的乘客提供方便。

三、可选用的几种施工工艺

车站结合商业地下空间建设的项目工程最终将是连为一体的综合地下建筑，相对普通基坑施工项目来说，工期要求更严密，保护要求更高。并考虑了地铁隧道长期安全稳定的保护措施，在选用施工工艺方面主要优先满足地铁安全要求。根据目前在该类工程方面的设计施工经验和科研技术水平，商业车站工程的设计施工方法有“顺作法”、“逆作法”、“顺逆结合”等几种方式。

四、地下空间设计、施工方法

1、顺作法设计、施工工况

围护墙体、立柱桩施工→第一道支撑施工→挖土，依次进行第二、三道支撑施工→底板及第四道支撑施工→车站底板及斜抛撑施工→拆除第四道支撑连通底板→拆除第三道支撑，施工B2板及相应结构→拆除第二道支撑，施工B1板及相应结构→拆除第一道支撑，施工B0板及相应结构→地上部分施工

2 逆作法设计、施工工况

围护墙体、立柱桩施工→B0板施工→挖土施工B1板→挖土施工B2板，同时施工上部结构→挖土施工底板，同时施工上部结构→挖土施工车站底板，同时施工上部结构→补全地下竖向结构

3、顺逆结合施工工况

围护墙体、立柱桩施工→B0板施工→挖土，B1板施工→挖土，B2板施工；同时车站部分依次进行第一、二、三道支撑施工，商业部分进行地上结构施工→挖土，进行底板施工；同时车站部分进行底板施工，商业部分进行地上结构施工→地铁车站拆除第三道支撑施工B1板，商业部分进行地上结构施工→地铁车站拆除第二道支撑施工B0板，商业部分进行地上结构施工→覆土

五、设计、施工方案比较

（一）顺作法工艺的优缺点

1、顺作法工艺的优点

1）基坑围护设计和结构设计除桩基外基本可独立进行，两项工作的协调较少，设计进度可加快。

2）基坑深度不是特别深，面积也不大，采用顺作明挖施工能发挥其支撑体系形成速度快、挖土速度快的优点。

3）按工程特性从下往上施工结构，需特别处理的节点少，利于结构质量的保证。

4）工程进度容易控制。

2、顺作法工艺的缺点

1）支撑完成后随地下结构的施工需逐步拆除，耗费的混凝土和钢筋量大，加大成本支出，同时也延长了工期。

2）增设一定数量的立柱桩及钢立柱，增加了投资费用。

3）混凝土水平支撑刚度不是特别大，同时混凝土支撑的收缩也加大了基坑的变形，不利于周边居民住宅和地铁隧道的保护。

4）场地文明施工形象相对较弱。周边居民对工程施工的情况一目了然，地下工程施工容易给附近居民造成一定的心理压力。

（二）、逆作法工艺的优缺点

1、逆作法工艺的优点

1）采用地下结构与支护结构相结合的逆作法，利用地下结构梁板体系作为水平支撑系统，水平支撑刚度比顺作法临时支撑刚度大，因此围护结构变形小且基坑稳定性高，对周围环境影响小，此外没有顺作法中临时支撑拆除过程中围护墙的二次变形对环境造成的影响。采用逆作法可有效的控制基坑变形和稳定性，可最大限度的保护周边的建筑物以及地下市政管线。

2）采用逆作法的设计工艺，在地下室首层结构设计中，结合施工组织安排，可在首层结构梁板上设置邻近南侧布置专用施工车辆运行通道，利用首层结构梁板作为施工机械的挖土平台及车辆运作通道，解决了基坑工程场地狭小的难题。

3）采用逆作法的设计施工方案，利用地下室各层水平结构作为水平支撑，从而避免了大量临时支撑的设置和拆除，因此其经济优越性十分显著。

4）工期方面，逆作施工直接施工楼板，以楼板代替支撑体统，节约了支撑施工和支撑拆除时间，相对于顺作施工对工程的工期是节约的。同时上下结构同时施工，工期优越性十分巨大。

5）工程周边环境比较复杂，整个施工现场的形象以及施工过程尽量不扰民也是相当重要的。采用逆作法的方案，由于地下室首层板在施工的早期阶段就已经封闭，施工场地形象能较好控制。

2、逆作法工艺的缺点

1）逆作施工是先施工地下室顶板，形成一个顶盖后采取暗挖施工的方式，取土、驳土均在封闭的地下空间进行，结构施工也是在封闭的空间内进行作业，速度比同条件下的顺作施工要慢。

2）每层楼板施工均需设置一层混凝土垫层，对造价和工期也产生一定影响。

3）地下内部竖向结构施工要待底板完成后自下而上进行补缺，相比顺做施工有一定难度。

4）顶板先施工，因此顶板面的结构设计必须先出来，并且减少修改的可能性。

5）逆作施工是先施工结构体，必须和结构设计紧密配合，设计和施工协调的工作量大。