關于地鐵車站深基坑圍護結構設計研究

蔣亮

摘 要 近年來，我國的交通行業有了很大進展，地鐵工程建設越來越多。在巖土工程建設的過程中面臨著前所未有的挑戰和機遇，因為附近的控制因素和邊界條件等的影響，地下基坑在開挖的過程中，可能或多或少會出現變形的情況，形狀無法與標準模型相類似。另外，由于當前要求進一步增加，在施工的過程中，基坑的深度往往會進一步增加，這樣就會導致基坑圍護過程中產生一定的風險，對施工的安全性和質量產生影響。如何合理地對地鐵車站施工過程中的基坑圍護風險系統進行選擇，合理地進行設計，保障附近地下管線和建筑物的安全性，提高施工的效率是當前基坑工程技術人員需要重點分析研究的問題。

關鍵詞 地鐵車站;深基坑;圍護結構;設計

引言

地鐵基坑的開挖容易引起周圍地表沉降，導致臨近建筑物被破壞。尤其是對一些重要建筑物的影響將產生不可估量的損失。因此，對于鄰近重要建筑物的深基坑開挖進行設計具有重要意義。

1圍護結構形式選擇

車站基坑底主要位于黏土、粉土、粉砂土層，場地類別為Ⅲ類，場地土為軟弱土，地下水位高，含水量較豐富，工程地質條件總體較差。根據總體組技術要求或地鐵相關規范，車站基坑變形控制保護等級為一級。目前，國內地下結構基坑工程已發展有地下連續墻、排樁支護、土釘墻、放坡等多種結構形式。地下連續墻具有工藝成熟、自身剛度大、施工速度快、布置靈活、止水效果好、整體穩定性高等優點，文章綜合考慮車站所述地質條件、車站周邊交通、建筑物及管線情況，尤其兼顧基坑止水效果，并經經濟技術比較后，本站圍護結構采用地下連續墻方案，基坑采用明挖順作法施工[1]。

2深基坑支護結構類別分析

當前，我國常用的深基坑支護結構大致可以分四類。一是土地墻支護，這種支護方式是在土地中釘入釘子來固定土地，是成本最低、最常用的支護方式。但是這種支護方式對地形具有比較高的要求，需要在施工環境較好的平坦土地實行。二是深層攪拌樁的支護，這種支護方式主要是將化學物質注入施工泥土中，從而讓泥土變得堅硬，易于施工，是較為經濟實惠的方式。三是排樁的支護形式，這種支護方式主要運用一些材料如混凝土等在施工泥土的地方排樁，以增強土地硬度，方便施工。這樣的支護方式適用性比較強，在地形不好，受水影響比較大的地方都比較適用。四是地下連續墻支護，這種支護結構是安全性比較強的支護方式，適用于所有不同的地形情況，但是相對而言成本比較高[2]。

3地鐵某車站深基坑圍護結構的設計

本文主要以某地鐵站為例，分析研究地鐵車輛周圍的環境水文地質情況以及工程類型，并且依照相關要求合理地進行車站圍護結構的選擇。本站主要在我國南方某省路段的中間，附近居民區的數量較多，西側和東側的位置都是住宅區，而與基坑距離最近的住宅區距離只有20m，在一倍基坑范圍之內，與此同時附近存在很多地下管線。在本站進行開挖的過程中，其土層從下到上分別是含泥中粗砂層，泥質中細砂層，淤泥層，填石，這種地層在該地區非常典型，在施工的過程中也有一定的難度。

①水文地質。對水文地質條件進行分析，可以發現承壓水主要是依照場地鉆孔資料進行，因為出現了隔水頂板淤泥，粉質黏土，這就造成中粗砂，粉砂，卵石的潛水向承壓水逐漸轉變。②提升支護結構設計人員的專業素養。支護結構設計人員的素養問題直接關系支護結構的質量，關系深基坑工程的開展，關系整個建筑的質量安全。為此，要優化支護結構設計，需要先優化設計人員的專業素質。施工單位可以定時定期對支護結構的設計人員進行培訓，拓展設計人員的視野，多角度考慮各方面因素，增強人文土質的知識，提升設計人員的專業素質，以提升支護結構設計的合理性、科學性和適應性。③隧道洞身設計。隧道洞身設計的思路是在不同里程位置，根據地質圍巖等級、地質模型和地形模型，選取適宜該里程段的隧道斷面，通過讀取圍巖斷面里程信息，自動生成隧道洞身模型。在傳統二維設計中，對于特殊地質等情況，一般通過縱斷面進行設計和特殊措施的處理。在BIM設計中，可以將隧道模型試放入線路中，從三維視角來觀察地質情況對隧道的影響，提高了設計的準確性。在發生變更或需要調整斷面時，只需將斷面模板進行修改，選取里程刷新模型，即可完成模型的修改。通過建立完整的建模體系，降低了建模的工作量，提升了模型標準化、規范化水平，從而提高了設計質量。④設置降水井。①由于基坑下半部主要為軟弱的黏土層，為保證基坑施工正常進行，防止不良地下水作用發生，確保基坑邊坡穩定、基坑周圍建筑物、道路及地下設施的安全，采用基坑內降水，降水在開挖前提前進行。降水井縱向每隔15m設置1處，為避免水浮力對結構產生不利影響，部分降水井持續降水，待主體結構覆土以后再進行封閉。②基坑開挖中，加強對基坑外水位觀測以及基坑周圍地面建筑和地下管線的監控量測，如周圍建筑地基不均勻沉降和地下管線變形超過警戒值，應立即采取回灌措施。回灌井點設于被保護物前、距連續墻不小于6m處，回灌量根據觀測到的水位變化情況而定，布置在建筑周邊的地下水位監測孔可兼作地下水回灌井。⑤關注支護結構細節。在優化支護結構設計的過程中，設計人員往往會對宏觀的問題進行詳細復雜地分析，卻忽略了細小甚微的細節，而這些細節卻影響了方案的科學合理性，甚至還會影響深基坑工程的進程，埋下施工的安全隱患。所以，設計人員在優化支護結構設計時，務必謹慎分析設計方案的細節。此外，在進行有關數據統計、分析時，一定要細心謹慎，進行多次檢查，保證分析數據準確性，進而確保相關分析與決策的準確性。只有如此關注細節，才能實現支護結構設計的優化，設計出最適合的支護結構，適應建筑工程的需要[3]。

4結束語

綜上所述，文章分析研究地鐵基坑圍護結構，我們可以從中發現在工作的過程中，需要積極分析附近的影響因素，因地制宜地采取合理的措施，客觀的進行深基坑圍護的設置，對自己的優勢進行充分利用，并且規避可能出現的問題，保證圍巖結構設計的實用性。

參考文獻

[1] 中國城市軌道交通協會.2017年城市軌道交通行業統計報告[R].北京：中國城市軌道交通協會，2018.

[2] 李得偉，張天宇，周瑋滕，等.軌道交通大數據運用現狀及發展趨勢研究[J].都市快軌交通，2016，（12）：1.

[3] 徐浩.城市軌道交通運營關鍵績效指標體系研究[J].上海鐵道科技，2015，（3）：83.