對貴陽地鐵復雜地段明挖區間圍護結構設計探討

張 江 中鐵二院貴陽勘察設計研究院有限責任公司

1 引言

近年來，城市化進程逐步加快，大量人口涌入城市，城市基礎建設的持續的發展，各大城市地鐵施工項目也越來越多，施工過程對周邊構、建筑物的影響巨大[1]。地鐵圍護結構的設計合理性，安全性、重要性不言而喻[2]。特別是貴陽特有的喀斯特地形對地鐵設計、施工要求尤為嚴格。本文重點研究貴陽地鐵某明挖區間在周邊復雜環境下圍護結構的設計[3]，為國內類似工程提供一定的設計參考。

2 工程概況

貴陽市地鐵1號線工程某明挖區間左線全長80m，右線全長110m。區間為地下一層單線單洞矩形框架結構。

區間南側為已建金戈路，路面標高1080.00～1085.00；東側為王武監獄及王武村土地，王武監獄段地勢相對平坦，場地周邊零星分布有民房；場段距離王武監獄圍墻約為9m，距離基坑較近。西側為原始山體、農田、耕地及居民區。

根據區間所處的環境、工程地質.水文地質及水文資料條件以及基坑深度，建筑結構安全等級為一級；區間明挖結構左線邊坡垮塌，垮塌段坡頂上方有有監獄圍墻，根據監測結果，圍墻在邊坡滑移后，有向基坑內傾覆的趨勢。

3 工程、水文地質概況

由于路基開挖，分布于表層的粉質粘土基本挖除，現邊坡巖土構成主要為強風化泥巖及中風化泥巖，局部夾泥質粉砂巖，巖性描述如下。

粉質粘土：沖洪積成因，褐黃色，碎塊狀結構。場地內局部分布，含少量分布不均勻的強風化殘塊。總體粘性一般，手捻有砂感，總體厚度不大,似層狀和透鏡狀產出，厚2m～3m。

強風化泥巖：土黃色，褐黃色，巖芯呈砂狀，厚3m～5m。

中風化泥巖：紫紅色夾灰褐色、灰綠色，節理較發育,具遇水軟化，失水崩解特性，巖芯較破碎，呈塊狀、短柱狀，偶見柱狀。

4 圍護結構方案選擇

經過現場勘查，暫時考慮對現場進行土體反壓處理。核算原設計后，發現原設計為采用1:0.4放坡+框架梁設計，基坑深度為10m，原有設計未考慮邊坡順層影響，現有基坑已經開挖了5m 深，局部框架梁已經施做。監獄圍墻距離坡頂1m，已部分產生裂縫，原有全方案放坡已不可行。綜合現場構筑物及地質情況，新的圍護結構方案采用上部放坡+框架梁，下部錨索+直徑1.2m樁。錨索穿過順層滑裂面，鎖住整個滑移體。

5 圍護結構計算

5.1 計算原則

（1）基底為巖層，不進行抗隆起驗算[4]。

（2）由于本區間場區內無透水層，不進行抗管涌和突涌驗算[5]。

（3）圍護結構計算采用《理正深基坑輔助設計軟件F—SPW V7.0》模擬基坑開挖和回筑全過程，按增量法原理進行計算與驗算，完成了樁的入土深度、穩定性、位移、受力及配筋計算，從而保證所采用的施工方案滿足監獄圍墻不傾覆的要求。

（4）基坑安全等級為一級，結構計算考慮的主要荷載有水土壓力、地面超載、施工荷載等。計算結果表明，本工程設計的圍護結構滿足強度、穩定性及變形要求[6]。

5.2 計算結果及分析

根據計算結果，樁配筋如表1。

表1

錨索參數計算如表2。

表2

6 結束語

（1）根據計算結果，現確定方案為：圍護樁+錨索，區間主體圍護結構采用Φ1000@2000鉆孔灌注樁。錨索位于樁上，采用縱向兩道，豎向間距為4m，第一道為4 束15.2 絞線，長度為17.5m。第二道為4束15.2鋼絞線，長度為14.5m。

（2）本明挖區間項目現已施工完畢，并已運營通車，坡頂及樁頂位移、沉降數值均在合理范圍內，坡頂外側外墻也沒有開裂的趨勢。因此，可以確定了在順層巖層中樁+錨索的支護形式的應用效果。

（3）根據原有設計，原有基坑邊坡采用放坡+格構梁的支護形式，現場發生了滑移，說明此支護形式在巖層存在傾角較大的順層地質時，應慎重選擇。