關(guān)于地鐵車站深基坑圍護結(jié)構(gòu)設(shè)計研究

蔣亮

摘 要 近年來，我國的交通行業(yè)有了很大進展，地鐵工程建設(shè)越來越多。在巖土工程建設(shè)的過程中面臨著前所未有的挑戰(zhàn)和機遇，因為附近的控制因素和邊界條件等的影響，地下基坑在開挖的過程中，可能或多或少會出現(xiàn)變形的情況，形狀無法與標(biāo)準(zhǔn)模型相類似。另外，由于當(dāng)前要求進一步增加，在施工的過程中，基坑的深度往往會進一步增加，這樣就會導(dǎo)致基坑圍護過程中產(chǎn)生一定的風(fēng)險，對施工的安全性和質(zhì)量產(chǎn)生影響。如何合理地對地鐵車站施工過程中的基坑圍護風(fēng)險系統(tǒng)進行選擇，合理地進行設(shè)計，保障附近地下管線和建筑物的安全性，提高施工的效率是當(dāng)前基坑工程技術(shù)人員需要重點分析研究的問題。

關(guān)鍵詞 地鐵車站;深基坑;圍護結(jié)構(gòu);設(shè)計

引言

地鐵基坑的開挖容易引起周圍地表沉降，導(dǎo)致臨近建筑物被破壞。尤其是對一些重要建筑物的影響將產(chǎn)生不可估量的損失。因此，對于鄰近重要建筑物的深基坑開挖進行設(shè)計具有重要意義。

1圍護結(jié)構(gòu)形式選擇

車站基坑底主要位于黏土、粉土、粉砂土層，場地類別為Ⅲ類，場地土為軟弱土，地下水位高，含水量較豐富，工程地質(zhì)條件總體較差。根據(jù)總體組技術(shù)要求或地鐵相關(guān)規(guī)范，車站基坑變形控制保護等級為一級。目前，國內(nèi)地下結(jié)構(gòu)基坑工程已發(fā)展有地下連續(xù)墻、排樁支護、土釘墻、放坡等多種結(jié)構(gòu)形式。地下連續(xù)墻具有工藝成熟、自身剛度大、施工速度快、布置靈活、止水效果好、整體穩(wěn)定性高等優(yōu)點，文章綜合考慮車站所述地質(zhì)條件、車站周邊交通、建筑物及管線情況，尤其兼顧基坑止水效果，并經(jīng)經(jīng)濟技術(shù)比較后，本站圍護結(jié)構(gòu)采用地下連續(xù)墻方案，基坑采用明挖順作法施工[1]。

2深基坑支護結(jié)構(gòu)類別分析

當(dāng)前，我國常用的深基坑支護結(jié)構(gòu)大致可以分四類。一是土地墻支護，這種支護方式是在土地中釘入釘子來固定土地，是成本最低、最常用的支護方式。但是這種支護方式對地形具有比較高的要求，需要在施工環(huán)境較好的平坦土地實行。二是深層攪拌樁的支護，這種支護方式主要是將化學(xué)物質(zhì)注入施工泥土中，從而讓泥土變得堅硬，易于施工，是較為經(jīng)濟實惠的方式。三是排樁的支護形式，這種支護方式主要運用一些材料如混凝土等在施工泥土的地方排樁，以增強土地硬度，方便施工。這樣的支護方式適用性比較強，在地形不好，受水影響比較大的地方都比較適用。四是地下連續(xù)墻支護，這種支護結(jié)構(gòu)是安全性比較強的支護方式，適用于所有不同的地形情況，但是相對而言成本比較高[2]。

3地鐵某車站深基坑圍護結(jié)構(gòu)的設(shè)計

本文主要以某地鐵站為例，分析研究地鐵車輛周圍的環(huán)境水文地質(zhì)情況以及工程類型，并且依照相關(guān)要求合理地進行車站圍護結(jié)構(gòu)的選擇。本站主要在我國南方某省路段的中間，附近居民區(qū)的數(shù)量較多，西側(cè)和東側(cè)的位置都是住宅區(qū)，而與基坑距離最近的住宅區(qū)距離只有20m，在一倍基坑范圍之內(nèi)，與此同時附近存在很多地下管線。在本站進行開挖的過程中，其土層從下到上分別是含泥中粗砂層，泥質(zhì)中細(xì)砂層，淤泥層，填石，這種地層在該地區(qū)非常典型，在施工的過程中也有一定的難度。

①水文地質(zhì)。對水文地質(zhì)條件進行分析，可以發(fā)現(xiàn)承壓水主要是依照場地鉆孔資料進行，因為出現(xiàn)了隔水頂板淤泥，粉質(zhì)黏土，這就造成中粗砂，粉砂，卵石的潛水向承壓水逐漸轉(zhuǎn)變。②提升支護結(jié)構(gòu)設(shè)計人員的專業(yè)素養(yǎng)。支護結(jié)構(gòu)設(shè)計人員的素養(yǎng)問題直接關(guān)系支護結(jié)構(gòu)的質(zhì)量，關(guān)系深基坑工程的開展，關(guān)系整個建筑的質(zhì)量安全。為此，要優(yōu)化支護結(jié)構(gòu)設(shè)計，需要先優(yōu)化設(shè)計人員的專業(yè)素質(zhì)。施工單位可以定時定期對支護結(jié)構(gòu)的設(shè)計人員進行培訓(xùn)，拓展設(shè)計人員的視野，多角度考慮各方面因素，增強人文土質(zhì)的知識，提升設(shè)計人員的專業(yè)素質(zhì)，以提升支護結(jié)構(gòu)設(shè)計的合理性、科學(xué)性和適應(yīng)性。③隧道洞身設(shè)計。隧道洞身設(shè)計的思路是在不同里程位置，根據(jù)地質(zhì)圍巖等級、地質(zhì)模型和地形模型，選取適宜該里程段的隧道斷面，通過讀取圍巖斷面里程信息，自動生成隧道洞身模型。在傳統(tǒng)二維設(shè)計中，對于特殊地質(zhì)等情況，一般通過縱斷面進行設(shè)計和特殊措施的處理。在BIM設(shè)計中，可以將隧道模型試放入線路中，從三維視角來觀察地質(zhì)情況對隧道的影響，提高了設(shè)計的準(zhǔn)確性。在發(fā)生變更或需要調(diào)整斷面時，只需將斷面模板進行修改，選取里程刷新模型，即可完成模型的修改。通過建立完整的建模體系，降低了建模的工作量，提升了模型標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化水平，從而提高了設(shè)計質(zhì)量。④設(shè)置降水井。①由于基坑下半部主要為軟弱的黏土層，為保證基坑施工正常進行，防止不良地下水作用發(fā)生，確?；舆吰路€(wěn)定、基坑周圍建筑物、道路及地下設(shè)施的安全，采用基坑內(nèi)降水，降水在開挖前提前進行。降水井縱向每隔15m設(shè)置1處，為避免水浮力對結(jié)構(gòu)產(chǎn)生不利影響，部分降水井持續(xù)降水，待主體結(jié)構(gòu)覆土以后再進行封閉。②基坑開挖中，加強對基坑外水位觀測以及基坑周圍地面建筑和地下管線的監(jiān)控量測，如周圍建筑地基不均勻沉降和地下管線變形超過警戒值，應(yīng)立即采取回灌措施?；毓嗑c設(shè)于被保護物前、距連續(xù)墻不小于6m處，回灌量根據(jù)觀測到的水位變化情況而定，布置在建筑周邊的地下水位監(jiān)測孔可兼作地下水回灌井。⑤關(guān)注支護結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)。在優(yōu)化支護結(jié)構(gòu)設(shè)計的過程中，設(shè)計人員往往會對宏觀的問題進行詳細(xì)復(fù)雜地分析，卻忽略了細(xì)小甚微的細(xì)節(jié)，而這些細(xì)節(jié)卻影響了方案的科學(xué)合理性，甚至還會影響深基坑工程的進程，埋下施工的安全隱患。所以，設(shè)計人員在優(yōu)化支護結(jié)構(gòu)設(shè)計時，務(wù)必謹(jǐn)慎分析設(shè)計方案的細(xì)節(jié)。此外，在進行有關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計、分析時，一定要細(xì)心謹(jǐn)慎，進行多次檢查，保證分析數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性，進而確保相關(guān)分析與決策的準(zhǔn)確性。只有如此關(guān)注細(xì)節(jié)，才能實現(xiàn)支護結(jié)構(gòu)設(shè)計的優(yōu)化，設(shè)計出最適合的支護結(jié)構(gòu)，適應(yīng)建筑工程的需要[3]。

4結(jié)束語

綜上所述，文章分析研究地鐵基坑圍護結(jié)構(gòu)，我們可以從中發(fā)現(xiàn)在工作的過程中，需要積極分析附近的影響因素，因地制宜地采取合理的措施，客觀的進行深基坑圍護的設(shè)置，對自己的優(yōu)勢進行充分利用，并且規(guī)避可能出現(xiàn)的問題，保證圍巖結(jié)構(gòu)設(shè)計的實用性。

參考文獻

[1] 中國城市軌道交通協(xié)會.2017年城市軌道交通行業(yè)統(tǒng)計報告[R].北京：中國城市軌道交通協(xié)會，2018.

[2] 李得偉，張?zhí)煊?，周瑋滕，等.軌道交通大數(shù)據(jù)運用現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢研究[J].都市快軌交通，2016，（12）：1.

[3] 徐浩.城市軌道交通運營關(guān)鍵績效指標(biāo)體系研究[J].上海鐵道科技，2015，（3）：83.