地鐵車站與周邊地塊結建的結構設計

張義哲

摘 要：地鐵車站建設與周邊地下空間開發聯系日益緊密。以某地鐵站為例，詳細介紹了車站與周邊地塊結建的設計方法：地鐵與地塊基坑同步開挖、不同步開挖、在已施工完成車站單側大范圍開挖基坑引起的偏載等不同工況下的基坑圍護結構設計，以及車站附屬結構進入周邊地塊裙房結構時如何解決二者之間的差異沉降引起的裂縫等關鍵問題。本工程的設計方法及現場施工經驗，可為以后的地鐵與周邊地塊結建項目提供借鑒與參考。

關鍵詞：地鐵車站;周邊地塊結建;結構設計

0 引言

隨著我國城市現代化的快速發展，國內越來越多的城市修建了地鐵，地鐵已成為現代化城市的交通命脈和生命線工程，是城市現代化的標志之一。然而，由于土地資源的有限性，地鐵建設就不可避免的與地下空間開發聯系起來，二者之間的結合問題已迫不及待地需要解決。在北京、上海、廣州等一些城市已把地鐵車站建設與地下空間開發緊密結合起來以實現地下空間的最優化利用。

1 工程概況

某地鐵站為3號線與6號線的 T 型換乘車站。其中3號線車站南北向設置，為地下二層車站，開挖深度約17.5 m，車站總長為208.8 m;6號線車站東西向設置，為地下三層車站，開挖深度約24.2 m，車站總長為194 m。其中，3號線車站主體結構及南北兩側的區間隧道已先期施工完成。車站的1號出入口及1號風亭位于3號線車站的西南側，沿車站南北向布置，為地下一層，開挖深度為11 m，總長度約 83 m;4號出入口及2號風亭位于3號線車站的西北側，沿車站南北向布置，為地下一層，開挖深度為11 m，總長度約95 m;6號出入口及4號5號風亭位于6號線車站的南側，沿車站東西向布置，為地下一層，局部為地下二層，長度約132 m，開挖深度為11 m，地下二層為17.8 m;5號出入口位于6號線車站的西北側，沿車站東西向布置，為地下一層，開挖深度為11 m，總長度約48.5 m。

2 維護結構選型

考慮到以上諸多問題，經與兩側地塊開發單位及相應設計單位多輪商討對接，從基坑安全、施工工期、經濟性等多方面考慮，本工程圍護結構采取以下設計方案：

（1）A4、A5地塊與地鐵附屬結構同步開挖施工，其未與地鐵交接的部分采用樁錨結構及土釘墻圍護結構，與1號出入口及1號風亭交接的A4地塊東側采用多級放坡開挖，由于該附屬沿車站方向長度較長，為減小單側基坑開挖對已建成的車站主體結構的偏載影響，將該附屬83 m長范圍的土方分成三段開挖卸載，即先開挖施工中間段，待中間段結構施工完成并達到強度后方可開挖施工兩側基坑。同時，為減小本附屬南端基坑開挖施工對車站與北側區間隧道接頭的影響，在南端附屬平接車站主體結構23 m長范圍內采用800@1200長度18 m的鉆孔灌注樁加兩道609×16的鋼管支撐作為支護結構。

（2）4號出入口及2號風亭位于A4地塊內，該地塊暫無施工計劃。該附屬北段有26.6 m長的范圍已超出車站范圍，與已施工完成的區間隧道平面距離僅為4.5 m。因此，本附屬的西側采用多級放坡開挖，超出車站范圍鄰近區間側采用Φ1200@1500長度19 m的鉆孔灌注樁加1道錨索作為支護結構，同時在超出車站范圍鄰近區間地面做200 mm厚加強混凝土板并與周邊的圈梁、地面有效拉結以減小基坑開挖對已施工完成的區間隧道的影響。

（3）6號線車站主體基坑恰好位于兩側地塊之間，南側的A4、A5地塊與地鐵工程同步開挖施工，但北側的A4地塊尚無施工計劃，故從地面至兩側地塊坑底約11 m 高范圍南側采用多級放坡并與南側地塊同步開挖土方，北側采用放坡土釘墻圍護體系。車站自兩側地塊坑底至自身坑底的坑中坑部分采用 1000@1500長度24 m 的鉆孔灌注樁加兩道內支撐作為支護結構。對于下部的坑中坑上部單側有較大土壓力存在，為減小北側土因圓弧滑動對下部圍護結構產生破壞，同時根據相關規范要求：采用兩種支護結構形式時，其結合處應考慮相鄰支護結構的相互影響，且應有可靠的過渡連接措施。故在下部基坑的頂部設置 300 mm 配筋混凝土板，以實現上下支護結構的有效連接。

3 內部結構設計

3.1 工程難點

（1）車站的1號風亭、6號出入口及4號5號風亭出地面部分均設置于A4、A5地塊地面裙房結構中，地鐵與地塊的部分內部結構重疊，但考慮到二者之間設計原則不同且由于荷載布置的不同引起的差異沉降也不一，因此需重點解決如何避免地鐵與地塊連通處結構由于差異沉降造成的裂縫問題。

（2）車站的4號出入口及2號風亭出地面部分設置于A4地塊地面裙房結構中，但該地塊近期無施工計劃。因此，除了所述需解決差異沉降導致的裂縫外，還需要解決如何確保地鐵功能完整性的同時又不影響地塊后續建設的可行性。

3.2 內部結構設計與處理措施

（1）考慮兩側地塊建筑結構與地鐵車站間的差異沉降，且兩側地塊與地鐵車站為不同的施工單位，兼顧施工可行性，將車站1號出入口及1號風亭、4號出入口及2號風亭、6號出入口及4號、5號風亭與車站主體之間設置變形縫，將附屬結構與車站主體結構脫開，并以變形縫為地鐵與地塊的施工分界線。同時，位于地塊裙房內的附屬結構底板下方設置沉降調節樁，以減輕地塊不均勻沉降的影響。

（2）A4地塊尚無施工計劃，車站4號出入口及2號風亭出地面部分又亟需施工建設，經多輪協商，確定以下設計方案：為滿足地鐵的使用功能，地塊設計單位配合地鐵完成地鐵附屬進入地塊裙房范圍的結構設計，由地鐵施工單位來具體實施，并預留好地塊后期施工的條件。

4 結語

某地鐵站與兩側地塊結建部分已全部完成施工，目前該站已投入使用，由于盡可能地兼顧了地鐵與地塊的施工工期、施工便利性及經濟性等方面，取得了較好的社會效益。地鐵車站與周邊地塊在基坑同步開挖、不同步開挖以及在已施工完成車站單側大范圍開挖基坑引起的偏載等不同工況下的基坑圍護結構設計。當地鐵結構與周邊地塊裙邊結建時，地塊裙房結構與地鐵結構同步建設、不同步建設時的設計及施工方法。

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