地铁车站基坑支护结构设计难点分析

地铁车站基坑支护结构设计难点分析

王志健

中铁二院工程集团有限责任公司 四川省成都市 610031

摘要：现阶段，大量农村人员都迁入一些大中城市寻找更好更大的发展空间和发展机会，从而造成了城市人口基数的大幅度提高，和城市地面交通拥堵问题的进一步升级，鉴于开展城市地铁项目建设，能够有效缓解城市交通压力，因此各大中城市都积极投入到地铁工程建设中，地铁车站施工在地铁工程中占据重要地位，而基坑支护结构设计的合理性，不仅关系到地铁车站工程质量，对地铁车站施工安全与施工作业的正常开展也有重大影响，基于此，本文就主要探讨地铁车站基坑支护结构的设计难点，以期与专业人员交流。

关键词：地铁车站；基坑支护结构；设计难点

引言

目前各个城市都在致力于对城市地面交通拥堵问题的改善，这无形中为地铁工程建设发展提供了大好时机，整体的地铁工程建设可分为多个施工环节，而基坑支护结构设计是地铁车站施工环节关键性的前期准备工作，鉴于当前的地铁车站基坑支护结构形式具有多样性特点，因此相关人员很有必要针对地铁车站工程基坑支护结构施工原则、支护结构具体特点、主要类型和设计难点进行全面系统的分析研究，以便确保地铁车站基坑支护结构设计的科学性与合理性。

1.地铁工程中基坑支护结构施工原则

地铁工程建设的关键步骤是基坑支护作业，安全稳定的支护结构是确保基坑支护作业和地铁整体工程质量的核心技术，基坑在实施支护作业时一定要结合工程具体需要对合适的支护结构技术进行慎重选择，这是基坑支护安全和地铁整体工程质量的最大保障，桩基的确定有几种相应的技术和方式可供选择，那就是地铁工程所在地的全方位地质状况和工程施工的具体技术规范，要对工程原材料和工艺技术进行筛查，还要保证工程进度，确保如期交付使用，显而易见，选择合理的基坑支护结构技术是地铁整体工程的重点。

2.地铁工程中基坑支护结构特点

（1）地铁工程承载桩的桩低所处位置大多是可塑性强或硬塑性的粘土以及硬质岩石土壤，这些土壤条件可在一定程度上对工程的安全稳定性起到保护作用，桩基的在竖向承载力方面也得到了部分加强，地铁工程上部的安全性能有了一定程度的保障，（2）基坑支护结构具备较强的竖向承载能力，使这些外力基本影响不到支护结构，支护结构出现外力沉降的可能性大大降低，倾斜角度也可以得到有效控制，（3）基坑支护结构能在一定程度上保证地铁整体结构不会出现侧翻，增强地铁主体结构的稳定性，抗震和强荷载能力也得到了明显提高，保障了地铁安全性能方面的牢固性，（4）基坑支护结构类型和作用多种多样，尤其在一些特殊情况下能体现出巨大的结构优势，实现对液化土层的径直穿越，支撑结构确保了安全稳定性。

3.地铁车站基坑工程支护结构类型

3.1.深层搅拌桩支护

基坑支护结构类型里面的一种关键类型就是深层搅拌桩，施工方法是基坑开挖作业正式开始之前，利用固化剂（比如石灰或水泥）与软土进行深层搅拌，搅拌过程中双方发生生物反应，软土会得到有效固结，形成一种带有强度的桩体，其支撑作用在支护结构中表现良好，水泥结构本身不具备透水性，因此也能在挡水挡土方面起到很好效果，而深层搅拌桩重力式结构的特点，它很高的自重可对侧向力产生抵御作用，确保支护结构稳固，地铁车站基坑支护对深层搅拌桩技术的应用，基本上不会对工程周边产生明显影响，止水作用好，性价比高，需要注意的是，它的强度相对来说比较低，有出现位移或变形的可能性。

3.2.排桩支护

排桩类型应用于地铁车站基坑支护结构，它通过对钢筋混凝土结构实施柱列形式的分隔设置来实现钻孔作业和混凝土浇筑作业，形成的结构可实现挡土作用，这种钻孔灌注成桩的技术形式操作起来简便易行，由人工与机械设备交替实施钻孔作业，噪音污染小，钻孔作业产生的挤压和振动幅度很轻，影响不到四周土体，能取得较好的施工效果。

3.3.地下连续墙

地铁车站实施基坑支护作业最常见的结构类型就是地下连续墙，它多数情况下在开挖作业开始之前使用，它利用专业设备和泥浆护壁，顺着铺筑作业已经完成的工程四周的导墙，进行基槽开挖作业，沟槽开挖完成即投放钢筋笼，然后实施混凝土浇筑作业，最后构成的地下墙体具有连续性，这种支护结构整体具备很强的刚度，防水止水效果显著，技术优势非常突出，这种结构类型在砂土或粘土等处于地下水位下面的底层应用较多，对地质构造复杂的环境也有很好的适用性，这种支护结构作业过程产生的振动和噪音污染都不大，基本影响不到四周建筑，地下连续墙能很好地防范软土层变形，尤其适用于大深度基坑和复杂环境的地铁车站基坑支护作业。

4.地铁车站基坑支护结构的设计难点

4.1.围护结构嵌固深度

地铁车站对基坑支护结构进行设计工作中围护结构一项重要的技术参数就是嵌固深度，确保这项技术参数设计的科学合理性是保障支护结构整体设计效果的关键所在，能在最大程度上保证基坑的安全稳定性，同时，基坑围护结构对嵌固深度的设计也是整个设计工作的一个突出重点和难点，如果因设计方案的缺陷导致围护结构没有很好地实现对基底土层的深度插入，基坑支护就不能确保稳定性。

4.2.支护结构的刚度及种类

实际上，对基坑安全稳定起决定性作用的是地铁车站基坑支护结构所选的结构类型和结构刚度，科学技术的飞速发展让基坑支护结构的类型变化日趋丰富，多种多样，设计人员在对基坑支护结构进行选择时虽然余地更大，但也增加了难度，需要对基坑所在地进行全面深入的实地勘测，对地质条件进行全方位考虑和分析，确保所选用的支护结构类型和结构刚度是最符合实际情况的，防止变形等安全风险的发生。

4.3.考虑的因素较多

地铁车站选择深基坑支护设计的最佳效果，须从多个方面进行全盘考虑：

（1）工程地质条件

土壤因素是影响基坑支护结构安全稳定的关键，工程立项之后就要对施工所在地进行全面的地质勘察，城市规模的快速发展使地铁车站工程面临越来越复杂的周边环境，涉及非常多的建筑构造物，地质勘察面临的难度更大，设计和施工都要解决很多难题。

（2）水文条件

地铁车站进行基坑支护结构类型设计，要对区域水文条件进行重点考虑，要综合分析水层分布，尤其要重点关注承压水和潜水的具体情况，针对高地下水位要做好浆排水的措施应对。

（3）基坑周边环境

设计地铁车站的支护结构，周边环境因素是必须要面对的问题，它对支护效果有重要影响，倘若基坑四周遍布建筑构造物，基坑在实施开挖与支护作业过程中就很可能对四周建筑构造物产生安全稳定性方面的影响，而且城市地下各种功能的地下管线星罗棋布，基坑开挖支护一不留神就会对其造成损坏，基坑支护结构设计要保证质量，就必须进行全方位的综合分析。

结束语：基坑施工是地铁车站工程建设中的关键性施工环节，基坑支护则是该环节必不可少的施工内容，但是高质高效的基坑支护施工需要以科学可行的基坑支护结构设计为依托，为了保证地铁车站基坑支护结构设计质量，相关设计人员应合理分析了解地铁车站基坑支护结构设计要点与设计难点，并在设计作业的具体开展中对此给以充分重视。

参考文献

[1]李佳龙.地铁车站基坑支护结构设计思考[J].国际建筑学,2019,1(2):5.

[2]陈志华.地铁车站深基坑围护结构设计[J].国防交通工程与技术,2019,17(S1):20-22.

[3]贾建忠.地铁车站深基坑围护结构设计[J].砖瓦世界,2019,000(016):96.

[4]曹重.武汉市某地铁车站基坑支护工程数值模拟及优化设计[D].长春工程学院,2019.