地鐵深基坑工程支護結構優化設計

趙志強

【摘要】改革后，在我國快速發展的影響下，城市建設不斷推進，經濟水平刺激著工業建設、城市軌道交通建設速度不斷在加快。在這一過程中，地鐵建設重要性非比尋常，而建設過程中有效深基坑支護十分關鍵，深基坑支護要在良好質量條件和經濟條件下，不斷進行合理有效的優化，提升其自身設計整體合理性和經濟性。要對優化設計原則及現有結構進行有效分析，將其中可以優化部分進行一定提高。就地鐵深基坑工程支護結構優化設計進行分析。

【關鍵詞】地鐵深基坑;支護結構;設計;施工技術;軌道交通

注重地鐵深基坑支護結構設計及支護施工技術的深入探討，重視這些方面的實踐經驗積累，有利于保持地鐵深基坑良好的結構狀況，促使其在實踐應用中保持良好的功能特性，進而為現代城市交通服務水平提升提供保障。因此，需要給予地鐵深基坑結構設計與支護施工技術選用必要的關注，有針對性地開展這些方面的研究工作，使有效的設計方案與施工技術支持下的地鐵深基坑支護結構具有良好的實踐應用效果，以滿足地鐵工程安全建設要求。

1、支護結構優化設計原則及操作方法分析

1.1優化設計原則分析

進一步提升深基坑應用效果及相關技術應用價值，對優化其自身應用的有效性，進行合理有效結構優化十分關鍵。然而在進行不斷優化過程中，需要以經濟性、質量性、科學性、可靠性和便捷性為基礎原則，對結構進行優化設計分析。從實際角度而言，優化是為了讓其自身技術適應性進行提高，降低經濟成本同時提升建設質量和建設便捷性，進一步加強該類技術應用質量，提升建設有效性。由此可見，對結構進行不斷優化設計，有助于技術提高和完善，從而進一步針對性開展結構建設工作，將其自身結構進行顯著提升，優化其自身便捷性。

1.2實施方法

在完成地鐵深基坑支護結構設計工作的基礎上，需要掌握與之相關的實施方法，以確保該結構實施狀況的良好性。具體表現為：1）在支護結構正常使用極限狀態與承載能力極限狀態這兩種不同模式的配合作用下，對完成設計后的地鐵深基坑支護結構進行有效實施，以確保深基坑結構具有良好的穩定性。2）通過對地鐵深基坑施工區域土質狀況的分析與考慮、支護結構受彎、受壓及受剪承載力的深入分析，設置好地鐵深基坑所需的支護結構。3）在性能可靠的錨桿、支撐等構件的配合作用下，完成地鐵深基坑支護結構的實施作業，且應通過對周圍環境狀況與支護結構設置狀況的分析，處理好其中可能存在的問題，使得支護結構在地鐵深基坑方面的應用能夠達到預期效果。實踐中，通過對這些不同舉措的配合使用，可為地鐵深基坑支護結構設計方案的有效實施提供保障，促使這類結構在地鐵深基坑施工中發揮出應有的作用。

2、深基坑工程支護結構設計現狀

2.1當前常用支護結構類型

深基坑工程的支護結構有很多類型，目前常用且比較合理的有混凝土圍護墻、土釘墻、樁排、地下連續墻和板式支護等。混凝土圍護墻屬于重力式圍護墻，可以靠自身重力抵抗深基坑的側向力，從而保持平衡，不需要內部額外的支撐，費用低且便于基坑內機械挖土和地下結構施工。土釘支護是邊坡原位加筋支護的一種，它以混凝土攪拌樁帷幕加強了深基坑的自立性和隔水性，二次灌漿方法加固了土體、解決了土釘抗拔力。樁排支護應用鉆孔灌注樁，能使施工機械無法咬合的樁相互咬合，排樁部分承受基坑側向力，混凝土墻起擋水作用，長螺旋鉆孔壓灌超流態混凝土成樁技術使鋼筋混凝土灌注樁與素混凝土樁形成最優咬合，起到防水作用。地下連續墻是一種鋼筋混凝土墻，在泥漿護壁的條件下分槽段構筑，墻體剛度較大，既能作為基坑施工時的擋墻圍護結構，又能作為擬建主體結構的側墻。板式支護包括圍護墻、支撐、圍檁、立柱、防水帷幕、鎖口梁等，主支護體系有鉆孔灌注樁和鋼筋混凝土地下連續墻兩種結構形式，鋼結構施工方便、造價低且可反復使用，鋼筋混凝土結構不易變形，使用周期長。

2.2支護結構步驟

確定合理深基坑支護結構具有顯著意義，需嚴格遵循選型、計算、驗算的流程展開。支護結構選型是影響整體支護效果的關鍵，需全面考慮到基坑深度、周邊建筑物狀況、地質環境等多方面因素，在此基礎上考慮建筑平面配置、預算等要求，明確支護樁測土壓力、支護樁嵌入深度、結構內力等，這些指標都要得到工程人員的準確計算，綜合上述多重因素最終給出方案。針對所得方案做全面驗算，現階段應用效果較好的是模糊綜合評判法，在實際工作中需創建評價層次分析結構模型，并分析權重與特征根、因素集權重等，以上述為基礎實行模糊變換，得到與方案有關的評價結果，針對某些不足之處做出改進，以提升支護結構方案的完善性。

3、地鐵深基坑工程支護結構優化設計措施分析

3.1設計前準備分析

在設計前除了要進行相應勘察工作外，還需要對相關準備工作進行充分關注。除了周圍環境勘察外，對于技術應用、結構性能等內容也需要充分參考相關資料，根據當地勘察成果和實地勘察參數等情況，積極開展設計前準備工作。設計前準備工作要根據技術參數、技術核心和技術要點等，結合現有現場勘查成果參數及資料進行分析和考慮，積極開展相關工作，將所有工作有效性進行顯著提升，對相關資料進行一定查閱和控制，選擇適合建設地區氣候、環境、地質條件的結構及建設方法。

3.2優化設計計算方式

深基坑工程的計算方法對支護結構的設計有不可替代的意義，目前能應用于深基坑支護結構設計的計算方法有很多，常用的有經典理論方法、解析法和有限元法三種。古典方法有靜力平衡法和彈性線法，主要依據是力的平衡理論;解析法包括山肩邦男法和彈性法，解析法最重要的一步是對壓力的假定;有限元分析法有彈性支點法、連續介質有限元法以及三維實體有限元法三種，其依據是基坑支護結構進行三維實體模擬。

結語：

綜上所述，在支護結構設計與支護施工技術的配合作用下，保持地鐵深基坑良好的施工狀況，在提高深基坑施工質量的同時為后續的施工作業順利開展打下堅實基礎。因此，未來在地鐵深基坑施工中應關注其支護結構設計與支護施工技術的合理選擇與使用，促使這類結構在地鐵深基坑施工中可發揮出應有的作用，并豐富施工方面的實踐經驗。在此基礎上，提升地鐵深基坑支護施工的總體技術水平。

參考文獻：

[1]黃燕，滕飛，吳琪.深基坑支護結構設計的優化方法分析[J].西部資源，2017（1）：194–195.

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