浅谈城区内地铁车站基坑支护设计

浅谈城区内地铁车站基坑支护设计

郭效辰

  中铁第一勘察设计院集团有限公司

摘要：地下城市轨道工程车站基坑支护设计是地下工程的重要风险设计环节，因此针对国内地下城市轨道车站工程，大家比较关心基坑支护设计的方案。浅谈地下城市轨道车站基坑支护设计，仅供参考

关键词：地下城市轨道；地铁车站；基坑支护

引言

我国城市轨道项目越来越多，地铁换乘车站越来越深，基坑越来越复杂，基坑支护设计作为基础工程，与工程的质量与安全息息相关，做好基坑支护设计方案对工程的安全建设有着非凡的意义。本文主要从深基坑支护结构类型比选、基坑变形控制标准、工程实例三个方面进行了分析和阐述。

1、基坑支护结构类型比选

地铁车站基坑常见基坑一般为地下两层、地下三层或地下四层车站，因地铁车站基本位于城市主干道路面下方，管线较多，为满足管线通过要求，目前国内地铁车站常用做法保证地铁车站顶板上方有3m覆土。常见的地下两层车站基底埋深约17m~20m之间，地下三层车站基底埋深约23m~25m之间，地下四层车站基底埋深约30-33m之间。因地铁基坑平面面积较大，同时埋深较深，因此基坑支护类型的选取为一个基坑设计的重中之重。

围护结构方案的应遵循“安全、经济、方便施工”的方针，并综合施工方法、沿线地形及地质条件等因素，在多方案比选的基础上得出最合适本工点的围护方案。地铁车站基坑等级一般为一级。根据地质情况及开挖深度，基坑支护可采用地下连续墙、钻孔桩+内支撑、放坡开挖的支护形式，三种支护形式比较如下表：

基坑支护型式优缺点比较表

钻孔灌注桩是一种施工工艺简单、技术成熟、安全可靠并且适应性很强的基坑支护结构，被广泛使用于各种复杂地层和不同类型基坑工程。具有施工进度快，造价低的优点，有利于工期控制和降低工程造价。采用钻孔灌注桩，可采用坑内、坑外两种降水方式，坑内降水需施做基坑外侧止水帷幕，在基坑内设置降水井，对基坑土方开挖有影响；坑外降水不需要施做止水帷幕，减少工序和工作量。地下连续墙虽施工速度较快，造价较前者大大提高。放坡开挖造价底，由于城市中交通拥挤，用地紧张，同时尘土比较大，因此地铁车站支护类型基本不选取放坡开挖。

2、基坑变形控制标准

由于地铁车站基坑深度大，且都在城区建设，因此地铁车站主体基坑安全等级均为一级，基坑监测等级为一级，围护设计使用年限一般为2~3年。

根据对国内地铁深基坑的调查和工程类比，快速轨道交通深基坑变形控制保护等级标准见《城市轨道交通工程监测技术规范》（GB50911-2013）。

4、工程实例（已通车运营某地铁车站的支护选型及计算）

某地铁车站主体结构总长度为320米，标准断面宽度为22.9米，为地下三层换乘车站，基坑深度约25m，采用明挖顺做法施工。工程范围地层主要为人工填土，黄土状土、砂类土，圆砾层，冲积粉质黏土、大厚度砂类土组成。

根据该地铁车站周边环境，地质情况，水文情况综合考虑，该基坑支护类型选取钻孔灌注桩+四道钢管支撑+坑外降水体系。

施工阶段围护结构计算采用理正软件进行模拟施工全过程进行计算分析。围护结构采用钻孔灌注桩，因此施工阶段钻孔灌注孔桩承担水、土压力，使用阶段与车站主体侧墙按重合墙结构进行计算，即侧水压力直接作用于主体结构侧墙，侧土压力作用于围护桩与侧墙组成的重合结构，桩与侧墙之间只传递压力，围护结构计算时地下水位以上C,值采用固结快剪值，土层采用天然重度，地下水位以下C,值采用三轴试验CU（固结不排水）值，粘性土取饱和重度。

根据软件计算结果，本工程基坑开挖过程中基坑竖向位移及沉降均满足规范要求，目前该车站已经通车运营，可得出结论该地铁车站的基坑支护结构设计合理，可为后续类似地铁车站基坑设计提供一些经验参考。

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