关于地铁车站深基坑围护结构设计研究

蒋亮

摘 要 近年来，我国的交通行业有了很大进展，地铁工程建设越来越多。在岩土工程建设的过程中面临着前所未有的挑战和机遇，因为附近的控制因素和边界条件等的影响，地下基坑在开挖的过程中，可能或多或少会出现变形的情况，形状无法与标准模型相类似。另外，由于当前要求进一步增加，在施工的过程中，基坑的深度往往会进一步增加，这样就会导致基坑围护过程中产生一定的风险，对施工的安全性和质量产生影响。如何合理地对地铁车站施工过程中的基坑围护风险系统进行选择，合理地进行设计，保障附近地下管线和建筑物的安全性，提高施工的效率是当前基坑工程技术人员需要重点分析研究的问题。

关键词 地铁车站;深基坑;围护结构;设计

引言

地铁基坑的开挖容易引起周围地表沉降，导致临近建筑物被破坏。尤其是对一些重要建筑物的影响将产生不可估量的损失。因此，对于邻近重要建筑物的深基坑开挖进行设计具有重要意义。

1围护结构形式选择

车站基坑底主要位于黏土、粉土、粉砂土层，场地类别为Ⅲ类，场地土为软弱土，地下水位高，含水量较丰富，工程地质条件总体较差。根据总体组技术要求或地铁相关规范，车站基坑变形控制保护等级为一级。目前，国内地下结构基坑工程已发展有地下连续墙、排桩支护、土钉墙、放坡等多种结构形式。地下连续墙具有工艺成熟、自身刚度大、施工速度快、布置灵活、止水效果好、整体稳定性高等优点，文章综合考虑车站所述地质条件、车站周边交通、建筑物及管线情况，尤其兼顾基坑止水效果，并经经济技术比较后，本站围护结构采用地下连续墙方案，基坑采用明挖顺作法施工[1]。

2深基坑支护结构类别分析

当前，我国常用的深基坑支护结构大致可以分四类。一是土地墙支护，这种支护方式是在土地中钉入钉子来固定土地，是成本最低、最常用的支护方式。但是这种支护方式对地形具有比较高的要求，需要在施工环境较好的平坦土地实行。二是深层搅拌桩的支护，这种支护方式主要是将化学物质注入施工泥土中，从而让泥土变得坚硬，易于施工，是较为经济实惠的方式。三是排桩的支护形式，这种支护方式主要运用一些材料如混凝土等在施工泥土的地方排桩，以增强土地硬度，方便施工。这样的支护方式适用性比较强，在地形不好，受水影响比较大的地方都比较适用。四是地下连续墙支护，这种支护结构是安全性比较强的支护方式，适用于所有不同的地形情况，但是相对而言成本比较高[2]。

3地铁某车站深基坑围护结构的设计

本文主要以某地铁站为例，分析研究地铁车辆周围的环境水文地质情况以及工程类型，并且依照相关要求合理地进行车站围护结构的选择。本站主要在我国南方某省路段的中间，附近居民区的数量较多，西侧和东侧的位置都是住宅区，而与基坑距离最近的住宅区距离只有20m，在一倍基坑范围之内，与此同时附近存在很多地下管线。在本站进行开挖的过程中，其土层从下到上分别是含泥中粗砂层，泥质中细砂层，淤泥层，填石，这种地层在该地区非常典型，在施工的过程中也有一定的难度。

①水文地质。对水文地质条件进行分析，可以发现承压水主要是依照场地钻孔资料进行，因为出现了隔水顶板淤泥，粉质黏土，这就造成中粗砂，粉砂，卵石的潜水向承压水逐渐转变。②提升支护结构设计人员的专业素养。支护结构设计人员的素养问题直接关系支护结构的质量，关系深基坑工程的开展，关系整个建筑的质量安全。为此，要优化支护结构设计，需要先优化设计人员的专业素质。施工单位可以定时定期对支护结构的设计人员进行培训，拓展设计人员的视野，多角度考虑各方面因素，增强人文土质的知识，提升设计人员的专业素质，以提升支护结构设计的合理性、科学性和适应性。③隧道洞身设计。隧道洞身设计的思路是在不同里程位置，根据地质围岩等级、地质模型和地形模型，选取适宜该里程段的隧道断面，通过读取围岩断面里程信息，自动生成隧道洞身模型。在传统二维设计中，对于特殊地质等情况，一般通过纵断面进行设计和特殊措施的处理。在BIM设计中，可以将隧道模型试放入线路中，从三维视角来观察地质情况对隧道的影响，提高了设计的准确性。在发生变更或需要调整断面时，只需将断面模板进行修改，选取里程刷新模型，即可完成模型的修改。通过建立完整的建模体系，降低了建模的工作量，提升了模型标准化、规范化水平，从而提高了设计质量。④设置降水井。①由于基坑下半部主要为软弱的黏土层，为保证基坑施工正常进行，防止不良地下水作用发生，确保基坑边坡稳定、基坑周围建筑物、道路及地下设施的安全，采用基坑内降水，降水在开挖前提前进行。降水井纵向每隔15m设置1处，为避免水浮力对结构产生不利影响，部分降水井持续降水，待主体结构覆土以后再进行封闭。②基坑开挖中，加强对基坑外水位观测以及基坑周围地面建筑和地下管线的监控量测，如周围建筑地基不均匀沉降和地下管线变形超过警戒值，应立即采取回灌措施。回灌井点设于被保护物前、距连续墙不小于6m处，回灌量根据观测到的水位变化情况而定，布置在建筑周边的地下水位监测孔可兼作地下水回灌井。⑤关注支护结构细节。在优化支护结构设计的过程中，设计人员往往会对宏观的问题进行详细复杂地分析，却忽略了细小甚微的细节，而这些细节却影响了方案的科学合理性，甚至还会影响深基坑工程的进程，埋下施工的安全隐患。所以，设计人员在优化支护结构设计时，务必谨慎分析设计方案的细节。此外，在进行有关数据统计、分析时，一定要细心谨慎，进行多次检查，保证分析数据准确性，进而确保相关分析与决策的准确性。只有如此关注细节，才能实现支护结构设计的优化，设计出最适合的支护结构，适应建筑工程的需要[3]。

4结束语

综上所述，文章分析研究地鐵基坑围护结构，我们可以从中发现在工作的过程中，需要积极分析附近的影响因素，因地制宜地采取合理的措施，客观的进行深基坑围护的设置，对自己的优势进行充分利用，并且规避可能出现的问题，保证围岩结构设计的实用性。

参考文献

[1] 中国城市轨道交通协会.2017年城市轨道交通行业统计报告[R].北京：中国城市轨道交通协会，2018.

[2] 李得伟，张天宇，周玮滕，等.轨道交通大数据运用现状及发展趋势研究[J].都市快轨交通，2016，（12）：1.

[3] 徐浩.城市轨道交通运营关键绩效指标体系研究[J].上海铁道科技，2015，（3）：83.