软土地区地铁车站围护结构形式的选择

孙海文

摘 要：地铁的优势在于快捷、便利、准时，这是其他交通工具不具备的，地铁车站由于自身的结构形式及结构上部覆土压重及上部市政管线埋设的要求，地铁车站大多埋深较深。

关键词：地铁车站；软土地区；围护结构

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.15.096

随着近年来地铁项目在全国一二线城市的广泛开展与应用（特别是长三角、珠三角经济高度发达地区）地铁正在改变一部分人的出行习惯。地铁的优势在于快捷、便利、准时，这是其他交通工具不具备的，也是地铁得天独厚的优势，这种优势在北、上、广、深等地上交通比较拥堵的城市尤为明显。

地铁车站由于自身的结构形式及结构上部覆土压重及上部市政管线埋设的要求，地铁车站大多埋深较深。其中地铁标准车站埋深较浅在16米左右，属于深基坑。下面我们就一个浙江地区的地铁车站来浅析软土地区地铁车站围护形式的选择。

1 工程概况及周边环境

该车站为地下两层标准岛式车站（站台宽度11m），车站设置于两条城市主干道的十字交叉口（其中一条正在建设中）。车站共设置3组风亭、4个出入口（其中2个人防出入口）。其中站位东侧为规划河道距离1、2、3号风亭5.5～6m，距离A、D出入口9m，西北象限某高层住宅距离B出入口11m，西南象限在建某高层住宅距C出入口16.6m，车站围护结构距离某高架桥桥桩15m，车站小里程端有一处混凝土箱涵。

2 工程地质及水文地质概况

拟建车站顶板覆土3～3.2m，局部抬顶板覆土2.1m。本站涉及土层自上而下为：①a层杂填土， ①2层粘土杂填土， ①3b层淤泥质粘土， ②2b层淤泥质粘土、③2层粉质粘土、④1b层淤泥质粉质粘土、④2a层粘土、④2b层粉质粘土、⑤2层粉质粘土。底板位于②2b层淤泥质粘土，连续墙墙趾位于⑤2层粉质粘土，临时立柱桩进入⑧1层粉砂层。

场地内地下潜水位埋深约0.5～3.0m，相应标高为0.79～2.29m，水位受季节及气候条件等影响，但动态变化不大，潜水位变幅一般在0.5～1.0m之间。本标段沿线路对工程影响较大的主要承压水含水层有⑤3c层中砂、⑧1层粉砂及⑧3b层圆砾等， ⑤3c层承压水测压水头标高-0.53m，⑧1和⑧3层承压水测压水头标高-0.43m。在II类环境类型影响下：场地孔隙潜水长期浸水条件下对混凝土结构微腐蚀性，在干湿交替条件下对混凝土结构具微腐蚀性；受地层渗透影响下场地孔隙潜水对混凝土结构均具微腐蚀性；浅部的孔隙潜水在长期浸水条件下对钢筋混凝土结构中的钢筋均具微腐蚀性，在干湿交替段具微腐蚀性。

3 围护形式比选

本车站标准段基坑平均开挖深度约16.5m，埋深较深，车站主体部分不适于采用放坡、重力擋墙、SMW桩、钻孔咬合桩等围护结构。

根据本工程的环境条件，水文地质条件，钻孔灌注桩与地下连续墙相比，虽然工程造价稍低，但其具有较多缺点，具体如下：

（1）其桩间是通过圈梁和围檩互相连接的，整体性较差，抵抗侧向变形能力也低于地下连续墙。

（2）本工程围护结构深度范围内多为软塑～流塑状粘土层、淤泥土层，在软塑～流塑状粘土层、淤泥土层中，在钻进过程中极易产生缩孔及坍孔现象，钻孔桩的成桩质量难以保证。

地下连续墙墙体刚度大，整体性好，具有较好的防渗止水作用，变形也相对较小，能减少对周边环境的影响。经综合比较，本工程主体部分围护结构推荐采用800mm厚连续墙。

由于车站1、2、3号风亭和A、D出入口紧邻规划河道埋，埋深约10m，考虑减少对河道影响和渗漏水，采用600mm厚地下连续墙，其余B/C出入口围护结构采用SMW工法桩。

4 基坑支撑形式

在深基坑工程中，支护结构在基坑开挖过程中能有效地传递和平衡作用于围护结构上的侧压力。其支撑类型选择、道数、位置、强度、刚度和稳定性对于确保基坑的安全，控制围护结构变位，保护周围环境至关重要。

轴向压杆式支撑系统：这种类型的支撑系统是在需要进行支撑设置的围护结构墙体间，架设能提供较高承载力的轴心受力的压杆构件。按采用的材料不同，有钢管支撑、型钢支撑、钢筋混凝土支撑、钢和钢筋混凝土组合支撑等种类。按受力形式可以有单跨压杆式支撑、多跨压杆式支撑、双向多跨压杆式支撑、水平桁架式支撑、水平框架式支撑、大直径环梁及边桁架相结合的支撑、斜向支撑等类型。

不同材料种类的支撑，在实践中都有各自的特点和不足之处。钢支撑便于安装和拆除，材料的消耗量小（钢支撑的重复使用率高），可以施加预应力以合理控制基坑变形，钢支撑的架设速度快，有利于缩短工期；钢筋混凝土支撑的整体刚度好、变形小、安全可靠，但施工制作时间长于钢支撑，拆除工作比较繁重，材料的回收利用率低，但由于钢筋混凝土支撑在现场浇注的可行性和高可靠度，也得到了较广泛的应用。

本站主体部分围护结构第一道支撑采用钢筋混凝土支撑，尺寸800mmX1000mm，支撑水平间距9m布置；其余均采用φ609，t=16mm钢管支撑，水平布置以每幅连续墙设置两根支撑为基本原则，支撑水平间距3m布置。标准段设五道支撑，盾构井设六道支撑，均需要设置一道换撑。附属部分围护结构采用三道φ609，t=16mm钢管支撑，其中风道围护结构需要设置一道换撑。

5 结语

地铁围护结构的形式是多元化的也是多样化的，由于受诸多因素的影响，需根据具体的工程情况进行比选，最终选择的方案一定是最安全、最经济、最易于实施的。

参考文献：

[1]地铁设计规范[S].GB50157-2013.

[2]城市轨道交通技术规范[S].GB50490-2009.

[3]岩土工程勘察规范[S].GB50021-2001 2009版.

[4]城市轨道交通岩土工程勘察规范[S].GB50307-2012.