浅谈重庆地区车站围护结构工法对工程造价的影响

2016-11-22伍志英

四川建筑 2016年5期

关键词：重庆地区挡墙围护结构

伍志英，王平

(1. 中铁隆工程集团有限公司设计研究院, 四川成都 610000；2. 中铁隆工程集团有限公司, 四川成都 610000)

浅谈重庆地区车站围护结构工法对工程造价的影响

伍志英1，王平2

(1. 中铁隆工程集团有限公司设计研究院, 四川成都 610000；2. 中铁隆工程集团有限公司, 四川成都 610000)

从工程经济角度出发，以重庆地区地铁明挖车站施工通常采用的几种基坑围护结构形式为对象，对不同类型车站、不同埋深的适用条件和造价进行了详细分析，选出了经济上合理，技术上可行，确保工程安全的围护结构形式。

明挖车站；围护结构；工程造价

目前我国大部分地下车站采用明挖法施工。明挖法车站工程费用可分为: (1)围护结构费用; (2)土方支撑降水费用; (3)主体结构费用; (4)地基加固费用; (5)施工监测费用; (6)出入口费用; (7)风道费用; (8)换乘通道费用; (9)车站装修费用; (10)其他费用。在相同的地质条件下及相同的车站规模前提下，主体结构、防水、降水和监测等费用差异不大，而围护结构因其形式不同，造价差异却较大[1]。结合重庆轨道交通环线工程地下明挖车站的概算统计数据显示，围护结构占车站土建总造价的15 %～25 %。围护结构是明挖法车站的施工特色,它在某种程度上决定了车站的造价，降低车站工程造价首要问题是选择最为经济适用的围护结构形式。

笔者结合重庆地铁环线设计对围护结构的工法选择进行了详细的造价分析。以下各造价指标表中每延米工程数量是重庆地铁初步设计中实际计算出的工程数量，单价指标采用的是重庆地铁初步设计概算的综合指标。

1 重庆地区围护结构简介

围护结构形式根据工程地质、围护的刚度、基坑防水和车站现场实际情况确定。根据明挖基坑所处的周边环境条件、地质条件和施工要求等，并借鉴重庆地区已建工程的成功经验，目前重庆地区主要分桩板挡墙、板肋式锚杆挡墙、旋挖桩桩加支撑、放坡开挖等形式。

1.1 排桩+钢支撑

排桩+钢支撑的支护形式是各地明挖基坑常采用的方法，重庆地区排桩一般采用旋挖桩。对于地下两层车站，旋挖桩直径选用1 000 mm，间距2 000 mm；地下三层车站旋挖桩直径选用1 200 mm，间距2 000 mm；桩间喷混挂网厚度采用150 mm；冠梁横断面采用1 000 mm×500 mm。支撑采用钢支撑，工程费用计取租赁费用、单程运费以及税金。

1.2 桩板挡墙

桩板挡墙的桩一般采用旋挖桩，地下两层车站直径选用1 200 mm，间距2 000 mm；地下三层车站直径选用1 200 mm，间距2 000 mm；板厚200 mm。锚索间距取2.5 m(横向)×2.5 m(竖向)，倾角15°，锚杆锚入稳定中风化岩层中。冠梁横断面采用1 000 mm×500 mm。桩板挡墙与排桩+钢支撑的主要工程造价差异体现在锚索与钢支撑上。而锚索的造价的大小很大程度与地址条件、孔隙率、注浆量密切相关。重庆地区地址条件较好，主要有砂质泥岩和泥岩构成，岩体基本质量等级为Ⅳ级，孔隙率较低，注浆量较少，故采用桩板挡墙之后具有一定的优势。

1.3 板肋式锚杆挡墙

利用西南片区人工费普遍较低的特点，板肋式锚杆挡墙肋柱采用钻爆法人工挖孔，地下二层车站尺寸采用400 mm×600 mm，地下三层车站尺寸采用600 mm×800 mm，板厚200 mm；锚杆间距取2.5 m(横向)×2.5 m(竖向)，倾角15°，锚杆锚入稳定中风化岩层中；冠梁横断面采用1 000 mm×500 mm。在相同的地质条件下，板肋式锚杆挡墙与桩板挡墙的主要工程造价差异是旋挖桩与人工挖孔桩的差异。

1.4 放坡开挖

放坡开挖采用1∶0.5坡率，100 mm厚喷混挂网，土钉L=5 m，φ22@1200×1200梅花型布置。放坡开挖不适用于交通繁忙、人流密集的城市主干道地区，需要较大施工场地，具有一定的局限性。

2 地下两层车站

地下双层车站基坑深约20 m，一般位于城市中心区，由于交通繁忙及人流密集，施工中采用干扰较小的围护结构工法施工，较适宜采用排桩+钢支撑、桩板挡墙、板肋式锚杆挡墙；在围边环境允许的条件下可局部采用放坡开挖。

以上4个方案每延米工程数量及造价指标见表1。单从经济角度考虑，由表1可以得出：放坡开挖最为经济，每延米造价为22 982.79元；板肋式锚杆挡墙次之，每延米造价为31 167.93元；桩板挡墙第三，每延米造价为67 231.32元；排桩+钢支撑每延米造价最为昂贵，为106 148.11元。由此可见，地铁车站围护结构形式不同，工程造价差距较大，排桩+钢支撑每延米造价约为放坡开挖每延米造价的4.6倍。按照标准岛式车站长度一般200 m左右计算，那么采用不同形式围护结构的土建工程造价最高可达约3 300万元的差价。

表1 围护结构单延米工程造价(元/单延米)

3 地下三层车站

地下三层车站基坑深度一般较深，约为24 m，主要设在换乘节点站或多用于具有商业开发价值的车站。车站周围建筑物密集，高楼林立，多位于商务中心区，地理位置十分重要。经分析，比较可行的围护结构方案如下：排桩+钢支撑、桩板挡墙、板肋式锚杆挡墙，或者这几种围护形式与军便梁组合成为盖挖、半盖挖顺筑法的开挖方式；由于三层地下车站埋深较大，采用放坡开挖需要十分空旷的场地和放坡条件，而三层车站的拥挤的地理位置和较大的人流量、车流量注定了不适于采用放坡开挖，故仅作为比选列举出来。

以上4个方案每延米工程数量及造价指标见表2。由表中可以看出，除去放坡开挖不予考虑外，板肋式锚杆挡墙是最为经济的围护结构形式。但板肋式锚杆挡墙的肋柱开挖一般采用钻爆法人工开挖，对周围地层的搅动较大，对周边环境的影响较大，在考虑经济因素的同时，也应注重环境因素，做到安全施工、文明施工。就工程造价而言，桩板挡墙的围护形式优于桩加钢支撑的围护形式；但地质条件对桩板挡墙的工程造价影响很大，若基坑地质多为土层，并且孔隙率较大时，不适宜采用桩板挡墙的围护形式，而更适宜采用桩加钢支撑的围护形式。因为土层较为松软，对锚杆的粘结力较弱，不利于基坑的稳定性和安全性；较大的孔隙率造成注浆量扩散的增加，工程造价也相应增加。

4 工程造价与围护结构工法选择结论

(1)由表1与表2可以看出：相同形式的围护结构，地下三层车站每延米围护结构工程造价都高于地下二层，故在满足车站设计功能的同时，应适当控制车站规模，避免不必要的浪费。

(2)就工程经济方面而言，重庆地区明挖车站围护结构的工法选择应优先选择放坡开挖，其次为板肋式锚杆挡墙，然后是桩板挡墙，最后选择桩加钢支撑。并且，不同围护结构形式，工程造价差异也较大。

(3)工法的选择要考虑在站址周围是否有重要的控制因素，选取一种合理、恰当的施工方法，必须要通过对各种因素综合、客观的考虑和分析，结合车站的综合技术经济比较才能最终确定。因为明挖车站除工程费用以外，不可避免的还包括很多前期费用，如征地拆迁、管线改迁及悬吊保护等费用，还有很多重要制约条件是不容忽视的。比如重要建筑物、重要文物保护单位、是否有重要且难以拆改的地下管线或地下构筑物、既有地铁线等等，这些控制条件影响到站位和施工方法的最后确定。