浅谈关于地铁车站超深基坑围护结构设计

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　　【摘要】隨着我国经济的快速发展，城市人口在不断增加，城市在不断的进行扩建，同时也使城市的交通面临着巨大的压力，地铁的出现有效的缓解了交通问题，能够使城市更好的发展。而地铁由于建设在地下运行，所以地铁的质量是至关重要的，而在地铁工程施工中超深基坑围护结构设计是整个工程的重点。基坑支护形式是深基坑施工安全与经济中的关键，应根据基坑开挖深度、车站结构特点、车站周边环境条件等进行选择，在众多深基坑支护形式中，地下连续墙和钻孔灌注桩加桩间止水较难为选择，可以较好的控制基坑变形，即可挡土，又可止水，从而保证工程的施工的质量。本文对于地铁车站超深基坑围护结构设计进行了具体分析。
　　【关键词】地铁车站 超深基坑 围护结构设计
　　一、地铁车站建设的意义
　　现在由于经济的发展，城市人口在不断增加，人们生活水平也在不断提高，使现在几乎家家户户都有小汽车，但是城市道路是由于几年前就建设或规划的，远远赶不上城市的发展，使我国很多地区、城市都出现了严重的交通拥堵情况，为了应对此问题各地都出台了解决措施，如BRT专用线路，但是一直没有得到很好的改善，近几年地铁的出现有效的解决了城市交通拥堵问题，使人们大大缩短了在路上的时间。地铁是人口密集的公共场所，所以一定要保证地铁的施工质量安全，但是地铁建设也有其特殊性，建于地表下面，与其他工程相比工程质量要求高，建设难度大、不确定因素多，所以在建设地铁时一定要有过硬的技术水平，对于施工场地和周边线路等一定要提前进行考察和摸查，将不确定因素和施工隐患降到最小，保证地铁工程的顺利进行和质量安全。
　　二、地铁车站超深基坑施工地质分析
　　1.工程地质
　　工程地质是指地铁车站施工位置的工程环境，工程地质信息是整个前期工作的重中之重，设计人员应该与勘察人员的工作及成果紧密结合，详细、全面地了解地铁车站及连接轨道的走向，车站地址区域是否具有建设地铁车站以及开挖超深基坑的条件，是否具有不良地质条件的存在，地铁车站如占用村镇用地，就要检查施工区域是否拆迁完毕等情况。围护结构设计的参加人员，到地铁车站超深基坑的施工现场及其周围，仔细勘察工程地质，掌握超深基坑工程所处的环境条件，勘察周围的构筑物、建筑物、公路桥梁、城镇社区等信息，还要仔细测量出相邻车站的间距，避免超深基坑围护结构受到影响。
　　2.水文地质
　　水文地质的勘察与测量是地铁车站超深基坑围护结构设计的准备工作。地铁建设时会提前拟定了地铁车站的走向，标明了地铁车站的具体位置，勘察人员应到达施工现场勘测超深基坑围护标高及其受水文影响的范围内地质的水文条件，记录岩土勘察的信息，形成勘察报告，记录每层岩土的信息，而且要检测出各个土层的物理力学性质，获取相关的参数信息，充分考虑到施工过程中水文及水力的处理方案，消除水文对施工过程的不利影响。
　　三、地铁车站超深基坑施工技术
　　1.数值模拟技术
　　数值模拟技术是利用有限元结构分析软件，把整体划分成若干的结构，进而仿真围护结构的设计方案，评估围护结构是否符合地铁车站超深基坑的需求，是否满足结构设计要求。利用数值模拟技术建立地铁车站超深基坑的模型，要注重超深基坑的平面状态、基坑结构以及工程土层地质，结合工程实际中测量的各项数据信息调整模拟的过程。
　　2.围护结构仿真
　　地铁车站超深基坑围护结构设计的仿真研究过程中，需要了解荷载在围护中引起的位移变化。基坑围护桩体位移量会随着基坑的深度发生变化，基坑深度越大，桩体位移量也会随之变化。围护结构设计仿真时，要注意围护设计时的变形和挠曲，围护的竖直方向上，受到结构自重和土体的干扰，表现出沉降变形的问题，仿真时，要准确地观察围护结构的整体变化，尤其观察边缘位置，减少围护的变形作用力。
　　四、地铁车站超深基坑围护结构设计
　　1、地铁车站超深基坑围护结构的选型
　　基坑围护结构到选型对于这种环境较为复杂的工程来说尤为重要。该地铁车站位于上海市繁华地段，地面车水马龙，地下管线又十分复杂。在该地铁基坑附近是明珠一期的高架桥，还有17层高的楼房，中山西路的高架桥以及明珠二期某车站。当地的环境保护等级设定为一级。所以在工程进行的时候，除了要保证，该地铁基坑的安全性，还应该尽可能的将对周围环境和建筑物的影响降到最低。施工过程中必须要将施工周期缩短，并选用厚度为1200mm的地下连续墙作为维护结构，同时应和内衬墙一起作为使用阶段的侧墙。
　　2、地铁车站超深基坑围护结构的设计
　　在进行地铁深层基坑围护结构设计的时候，必须要检查计算连续墙的入土深度和基坑的稳定性。工程中地下墙的入土深度需要考虑许多环境因素，例如车站工程所处的地质条件、地下维护结构抗倾覆性、抗滑移性、抗隆起性和稳定性是否达到要求。同时检测过程应该与上海地区实际的软土深基坑的施工经验结合。根据上述条件，我们将确定此工程中的地下墙设计采用十字钢板进行接头。围护结构设计完成后，应该根据上海市出台的《基坑工程设计规程》以及《城市轨道交通设计规范》中涉及到的相关条列进行工程检验。只有当各项条件满足一级基坑要求的时候，工程才能顺利开展。
　　在进行地铁基坑围护结构设计的时候，还必须要考虑到地铁工程内部的支撑体系。在整个工程设计中，内部的支撑体系必须达到一种稳定的结构状态。只有这样，围护墙才能得到有效的支撑，整个工程才能满足承载力、变形、稳定性以及周围环境保护的要求。由于本车站的基坑深度较深，甚至达到了30米，相关政策规定必须要满足一级环境保护标准。所以在这个工程中，我们选择用部分钢筋混泥土支撑和部分钢支撑结合的方式构成支撑体系。另外，由于车站周围的建筑为17层的高楼，所以部分车站将采用逆作法施工，借以保护周围的建筑物。我们可以采用在车站的两端顺着基坑深度的方向设置九道支撑。并在车站两端的端头采用装配式的预埋钢板接头。这样的话，能够有效控制地铁基坑的下移时间。同时，采用内部结构板和混凝土支撑相结合的方式来设计钢筋混凝土支撑，并采用琵琶撑和系杆避开内部的结构板设置，可以有效的将施工中可能发生的矛盾降到最低。
　　3、地铁车站超深基坑围护结构的计算
　　当地铁基坑围护结构设计初步拟定的时候，还要根据施工现场的实际工程情况进行相关的计算和检验。保证工程的顺利进行。在施工过程中，地下墙被作为基坑围护结构，我们需要根据实际的施工情况竖向弹性地基梁进行计算。同时，按照先变形后支撑的原则，将分析结果考虑到维护结构的前期位移值和支撑变形值中，完成对于地铁基坑围护结构的计算。地下连续墙的维护体系的内力和变形计算应该模拟基坑开挖阶段时的土体开挖、支撑拆除和架设的实际工程情况。地下连续墙的位移随着深度的增加而不断增加。我们最终得到的基坑变形的计算结果，必须要满足当地的一级环境保护要求。
　　综上所述，地铁车站超深基坑围护结构设计是整个地铁施工的重点，直接关系到了地铁是否正常运行和人们的生命财产安全，所以必须要给予高度的重视，提高设计水平和施工水平，在施工前要充分全面的进行考察，根据施工现场实际情况进行方案的选择，保证地铁的施工质量，促进城市的快速发展，未来地铁将成为我国的主要交通工具之一，将被更广泛的应用，地铁行业也将会得到进一步的提升。
　　参考文献：
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　　[2]杨俊晓.地铁深基坑围护结构设计施工技术探讨[J].城市建设理论研究（电子版），2017（02）：90.
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