軟土地區地鐵車站圍護結構形式的選擇

孫海文

摘 要：地鐵的優勢在于快捷、便利、準時，這是其他交通工具不具備的，地鐵車站由于自身的結構形式及結構上部覆土壓重及上部市政管線埋設的要求，地鐵車站大多埋深較深。

關鍵詞：地鐵車站；軟土地區；圍護結構

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.15.096

隨著近年來地鐵項目在全國一二線城市的廣泛開展與應用（特別是長三角、珠三角經濟高度發達地區）地鐵正在改變一部分人的出行習慣。地鐵的優勢在于快捷、便利、準時，這是其他交通工具不具備的，也是地鐵得天獨厚的優勢，這種優勢在北、上、廣、深等地上交通比較擁堵的城市尤為明顯。

地鐵車站由于自身的結構形式及結構上部覆土壓重及上部市政管線埋設的要求，地鐵車站大多埋深較深。其中地鐵標準車站埋深較淺在16米左右，屬于深基坑。下面我們就一個浙江地區的地鐵車站來淺析軟土地區地鐵車站圍護形式的選擇。

1 工程概況及周邊環境

該車站為地下兩層標準島式車站（站臺寬度11m），車站設置于兩條城市主干道的十字交叉口（其中一條正在建設中）。車站共設置3組風亭、4個出入口（其中2個人防出入口）。其中站位東側為規劃河道距離1、2、3號風亭5.5～6m，距離A、D出入口9m，西北象限某高層住宅距離B出入口11m，西南象限在建某高層住宅距C出入口16.6m，車站圍護結構距離某高架橋橋樁15m，車站小里程端有一處混凝土箱涵。

2 工程地質及水文地質概況

擬建車站頂板覆土3～3.2m，局部抬頂板覆土2.1m。本站涉及土層自上而下為：①a層雜填土， ①2層粘土雜填土， ①3b層淤泥質粘土， ②2b層淤泥質粘土、③2層粉質粘土、④1b層淤泥質粉質粘土、④2a層粘土、④2b層粉質粘土、⑤2層粉質粘土。底板位于②2b層淤泥質粘土，連續墻墻趾位于⑤2層粉質粘土，臨時立柱樁進入⑧1層粉砂層。

場地內地下潛水位埋深約0.5～3.0m，相應標高為0.79～2.29m，水位受季節及氣候條件等影響，但動態變化不大，潛水位變幅一般在0.5～1.0m之間。本標段沿線路對工程影響較大的主要承壓水含水層有⑤3c層中砂、⑧1層粉砂及⑧3b層圓礫等， ⑤3c層承壓水測壓水頭標高-0.53m，⑧1和⑧3層承壓水測壓水頭標高-0.43m。在II類環境類型影響下：場地孔隙潛水長期浸水條件下對混凝土結構微腐蝕性，在干濕交替條件下對混凝土結構具微腐蝕性；受地層滲透影響下場地孔隙潛水對混凝土結構均具微腐蝕性；淺部的孔隙潛水在長期浸水條件下對鋼筋混凝土結構中的鋼筋均具微腐蝕性，在干濕交替段具微腐蝕性。

3 圍護形式比選

本車站標準段基坑平均開挖深度約16.5m，埋深較深，車站主體部分不適于采用放坡、重力擋墻、SMW樁、鉆孔咬合樁等圍護結構。

根據本工程的環境條件，水文地質條件，鉆孔灌注樁與地下連續墻相比，雖然工程造價稍低，但其具有較多缺點，具體如下：

（1）其樁間是通過圈梁和圍檁互相連接的，整體性較差，抵抗側向變形能力也低于地下連續墻。

（2）本工程圍護結構深度范圍內多為軟塑～流塑狀粘土層、淤泥土層，在軟塑～流塑狀粘土層、淤泥土層中，在鉆進過程中極易產生縮孔及坍孔現象，鉆孔樁的成樁質量難以保證。

地下連續墻墻體剛度大，整體性好，具有較好的防滲止水作用，變形也相對較小，能減少對周邊環境的影響。經綜合比較，本工程主體部分圍護結構推薦采用800mm厚連續墻。

由于車站1、2、3號風亭和A、D出入口緊鄰規劃河道埋，埋深約10m，考慮減少對河道影響和滲漏水，采用600mm厚地下連續墻，其余B/C出入口圍護結構采用SMW工法樁。

4 基坑支撐形式

在深基坑工程中，支護結構在基坑開挖過程中能有效地傳遞和平衡作用于圍護結構上的側壓力。其支撐類型選擇、道數、位置、強度、剛度和穩定性對于確保基坑的安全，控制圍護結構變位，保護周圍環境至關重要。

軸向壓桿式支撐系統：這種類型的支撐系統是在需要進行支撐設置的圍護結構墻體間，架設能提供較高承載力的軸心受力的壓桿構件。按采用的材料不同，有鋼管支撐、型鋼支撐、鋼筋混凝土支撐、鋼和鋼筋混凝土組合支撐等種類。按受力形式可以有單跨壓桿式支撐、多跨壓桿式支撐、雙向多跨壓桿式支撐、水平桁架式支撐、水平框架式支撐、大直徑環梁及邊桁架相結合的支撐、斜向支撐等類型。

不同材料種類的支撐，在實踐中都有各自的特點和不足之處。鋼支撐便于安裝和拆除，材料的消耗量小（鋼支撐的重復使用率高），可以施加預應力以合理控制基坑變形，鋼支撐的架設速度快，有利于縮短工期；鋼筋混凝土支撐的整體剛度好、變形小、安全可靠，但施工制作時間長于鋼支撐，拆除工作比較繁重，材料的回收利用率低，但由于鋼筋混凝土支撐在現場澆注的可行性和高可靠度，也得到了較廣泛的應用。

本站主體部分圍護結構第一道支撐采用鋼筋混凝土支撐，尺寸800mmX1000mm，支撐水平間距9m布置；其余均采用φ609，t=16mm鋼管支撐，水平布置以每幅連續墻設置兩根支撐為基本原則，支撐水平間距3m布置。標準段設五道支撐，盾構井設六道支撐，均需要設置一道換撐。附屬部分圍護結構采用三道φ609，t=16mm鋼管支撐，其中風道圍護結構需要設置一道換撐。

5 結語

地鐵圍護結構的形式是多元化的也是多樣化的，由于受諸多因素的影響，需根據具體的工程情況進行比選，最終選擇的方案一定是最安全、最經濟、最易于實施的。

參考文獻：

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