導(dǎo)語：地鐵車站深基坑支護(hù)設(shè)計(jì)分析一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點(diǎn)，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

摘要：臨近既有地鐵車站的地下空間開發(fā)日益增多，采用合理有效的深基坑支護(hù)設(shè)計(jì)方案，對地鐵車站結(jié)構(gòu)的保護(hù)尤為重要。以杭州某工程為依托，對雙側(cè)緊鄰地鐵車站的基坑，采取車站兩側(cè)對稱卸土，利用地鐵圍護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)支撐，基坑分塊開挖等設(shè)計(jì)手段，采用啟明星計(jì)算軟件并利用Ｐｌａｘｉｓ有限元軟件進(jìn)行數(shù)值模報(bào)，結(jié)果表明文中采取的設(shè)計(jì)方案可有效控制地鐵車站變形，滿足對地鐵車站保護(hù)的要求。

關(guān)鍵詞：地下空間；深基坑；地鐵車站保護(hù)；雙側(cè)；數(shù)值分析

近年來，隨著我國經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展和城市化進(jìn)程的加快，城市軌道交通和城市地下軌道交通的建設(shè)深人推進(jìn)，深基坑緊鄰地鐵車站建設(shè)的情況日益增多［＞３］。緊臨既有地鐵車站的基坑施工必定會(huì)對地鐵結(jié)構(gòu)產(chǎn)生影響，如何將影響控制在安全范圍內(nèi)，保證地鐵的正常運(yùn)營，成為基坑支護(hù)設(shè)計(jì)的重中之重。目前國內(nèi)對緊臨地鐵結(jié)構(gòu)的基坑設(shè)計(jì)案例多集中在地鐵單側(cè)。任亞亮針對相鄰深基坑開挖存在交叉工況問題，采用有限元數(shù)值模擬，得出受影響車站基坑圍護(hù)立柱樁差異變形，驗(yàn)證了設(shè)計(jì)附加措施的有效性［４］。李陽在基坑設(shè)計(jì)中采用剛度較大的支護(hù)體系和遵循時(shí)空效應(yīng)原理的開挖工況，運(yùn)用有限元計(jì)算軟件模擬基坑開挖各個(gè)階段，分析了各工況下結(jié)構(gòu)和區(qū)間的變形［５］。學(xué)者們采用土體加固、分坑開挖和不同土體卸載方式等手段，減小基坑開挖對既有地鐵結(jié)構(gòu)的影響。但對地鐵車站雙側(cè)基坑同時(shí)施工的設(shè)計(jì)案例較為少見。因此，本文以杭州某地下空間開發(fā)工程為依托，對地鐵車站雙側(cè)基坑進(jìn)行設(shè)計(jì)和分析，為今后類似工程提供一定的參考。

１概述

１．１工程概況

本工程分為兩獨(dú)立地下空間Ｈ地塊和Ｅ地塊，均為地下２層停車庫并兼顧人防。整平地面標(biāo)高５．０ｍ，Ｈ地塊總建筑面積為２１０４０．７６ｍ２，基坑坑底標(biāo)高為－６．３ｍ，挖深１１．３ｍ，呈不規(guī)則梯形，周長為３２１．７ｍ，面積約６２４０ｍ２。Ｅ地塊總建筑面積為１１４０７．４２ｍ２，基坑坑底標(biāo)高－６．４１：１，挖深１１．４１１１，呈不規(guī)則梯形，周長３３４．３１１１，面積約７０５１ｍ２。兩地塊周邊整體處于待開發(fā)狀態(tài)，地下市政管線均已遷改。Ｈ地塊東側(cè)和Ｅ地塊西側(cè)緊鄰已建地鐵車站，車站圍護(hù)形式采用８００ｍｍ地連墻（墻頂標(biāo)高為４．５００ｍ，墻底標(biāo)高為－２５．０００ｍ），內(nèi)襯墻厚度為７００ｍｍ，已施工完成但未運(yùn)營。周邊環(huán)境總平面圖如圖１所示。圖１環(huán)境平面圖

１．２工程水文地質(zhì)概況

場地屬于第四紀(jì)濱海湖沼相沉積平原地貌，場地東側(cè)、東南側(cè)表部彳面倒有大面積泥漿，場地中部回填有素填土，地面起伏相對較大，地面高程位于２．０７ｍ￣６．７５ｍ。場區(qū)地層可分１０個(gè)工程地質(zhì)層、２２個(gè)亞層。各層巖土工程特性及分布特征自上而下分別描述如下：０）２層雜填土：灰黃色，稍濕，松散。主要由碎塊石組成，含少量黏性土，層厚為〇．３０ｍ￣６．３０ｍ。層粉質(zhì)黏土：青灰色，可塑￣硬塑。層厚為０．４０ｍ￣７．８０ｍ，全場分布。＠２層粉質(zhì)黏土夾黏質(zhì)粉土：灰褐色，軟塑。層厚為０．６０ｍ？１０．４０ｍ〇⑤，層淤泥質(zhì)粉質(zhì)黏土：灰色，飽和，流塑，層頂標(biāo)高－１４．５１ｍ？－３．４５ｍ〇⑥層粉質(zhì)黏土：青灰色，可塑￣硬塑，層頂標(biāo)高－１９．５８ｍ￣－６．２７ｍ〇⑦粉質(zhì)黏土：灰色，飽和，軟塑。層頂標(biāo)高－２５．７１ｍ￣－１４．８２ｍ０⑧，粉質(zhì)黏土夾粉砂：灰色，飽和，可塑。層頂標(biāo)高－２９．２８ｍ？－１８．４２ｍ０（Ｅ）３層圓礫：灰色，很濕，中密，以圓礫為主，成分以石英砂巖、凝灰?guī)r為主。場地淺部土層中分布有潛水，水位埋藏較淺，水位距地表為０．００ｍ￣３．６００ｍ，相當(dāng)于８５國家高程的－０．３９ｍ－５．８５ｍ之間，該層潛水補(bǔ)給來源主要有大氣降水人滲及地表水側(cè)向補(bǔ)給，其排泄方式以蒸發(fā)消耗為主。淺部土層中的潛水位埋深，一般離地表面０．３１．５ｍ，年平均地下水位離地表面０．５ｍ￣０．７ｍ。場地下部⑧２層粉砂、⑧３層圓爍層為承壓含水層，分布較廣泛而連續(xù)，其上覆黏性土層構(gòu)成了承壓含水層頂板。承壓含水層頂板距離地表按２５ｍ、地下室基坑開挖按１５ｍ計(jì)算，承壓水不會(huì)對基坑產(chǎn)生突涌、底板隆起等影響。

２設(shè)計(jì)方案

２．１工程特點(diǎn)

Ｈ，Ｅ地塊基坑開挖面積大，深度深。存在軟弱淤泥質(zhì)粉質(zhì)黏土層，地質(zhì)情況復(fù)雜，地下水位較高。周邊場地環(huán)境較差，北側(cè)和東側(cè)均存在深度１５ｍ左右的已建地下室。綜合考慮基坑及周邊環(huán)境情況，結(jié)合規(guī)范要求，本項(xiàng)目基坑等級定為一級。

２．２基坑支護(hù)設(shè)計(jì)

本工程緊鄰地鐵車站結(jié)構(gòu)兩側(cè)，總體方案采用兩側(cè)基坑同時(shí)開挖施工，車站兩側(cè)基坑同步卸載，淺部約５ｍ深度采用放坡開挖，在車站兩側(cè)同步開挖。淺坑下約６ｍ深坑采用小６００＠８００ｍｍ鉆孔灌注樁＋三軸攪拌樁止水，結(jié)合一道混凝土水平支撐和斜拋撐。為保證車站的穩(wěn)定性，深度５ｍ處結(jié)合地鐵地下連續(xù)墻設(shè)置混凝土圍檁，增設(shè)水平支撐及斜拋撐，車站兩側(cè)地塊坑內(nèi)留土，間隔調(diào)挖施工底板。基坑支撐平面布置見圖２。車站位置橫剖面設(shè)計(jì)圖見圖３。

３計(jì)算分析

采用同濟(jì)啟明星ＦＲＷＳ８．２進(jìn)行斜拋撐與水平撐計(jì)算分析?；由疃龋保保恚喜浚担砩疃炔捎梅牌麻_挖卸土，下部采用樁撐體系［６］。水平撐計(jì)算簡圖如圖４所示。水平撐剖面最大水平位移為７．８ｍｍ，最大彎矩為１２６．６ｋＮ？ｍ，最大剪力為５５．６ｋＮ。斜拋撐剖面最大水平位移為７．９ｍｍ，最大彎矩為２４３．９ｋＮ？ｍ，最大剪力為８３．２ｋＮ。采用Ｐｌａｘｉｓ有限元模擬軟件，土體采用自帶的土體硬化（ＨＳ）模型，土體ＨＳ模型相關(guān)參數(shù)［７］＝（１．０￣１．２）（７．０￣１０．０）＾〇；圍護(hù)及車站結(jié)構(gòu)剛度根據(jù)截面尺寸計(jì)算。二維模型尺寸為水平方向１５０ｍ，豎直方向４３．９ｍ。模型底部的約束條件為水平、豎直方向都固定，兩側(cè)約束條件為水平方向固定，豎直方向自由。地面超載取２０ｋＰ＾選取最不利斷面，一側(cè)斜撐一側(cè)對稱卸土至第一道支撐［８］。計(jì)算模型見圖８。根據(jù)設(shè)計(jì)方案，計(jì)算分析根據(jù)實(shí)際施工工況分步為：（工況１）自重應(yīng)力場平衡，（工況２）施工地鐵車站，（工況３）ＥＨ地塊同時(shí)開挖第一層土，（工況４）Ｅ地塊施工第一道支撐，（工況５）Ｅ地塊中間土方開挖，（工況６）Ｅ地塊施工斜拋撐［９］。計(jì)算結(jié)果如圖９，圖１０所示。車站結(jié)構(gòu)最大水平位移為１０．４３ｍｍ，最大豎向位移４．７２ｍｍ，根據(jù)地鐵保護(hù)條例，本基坑開挖方案對地鐵車站結(jié)構(gòu)的影響均處于可控范圍，滿足軌道交通設(shè)施變形控制和ＧＢ５０１５７－２０１３地鐵設(shè)計(jì)規(guī)范的要求［１°］。

４結(jié)論

本文通過對杭州市某緊鄰地鐵車站的基坑工程，結(jié)合當(dāng)?shù)氐刭|(zhì)情況，通過采用啟明星計(jì)算軟件并利用Ｐｌａｘｉｓ有限元軟件進(jìn)行數(shù)值模擬，對地鐵車站兩側(cè)基坑開挖設(shè)計(jì)方案進(jìn)行計(jì)算分析，結(jié)果表明：１）地鐵車站兩側(cè)對稱部分卸土，施工過程中分層對稱開挖。２）合理利用地鐵圍護(hù)結(jié)構(gòu)，設(shè)置水平支撐和斜拋撐。３）地塊底板分塊施工，地鐵結(jié)構(gòu)外側(cè)留土掏槽分塊施工底板等設(shè)計(jì)方案可有效控制基坑施工對地鐵車站結(jié)構(gòu)的影響，將車站位移控制在保護(hù)范圍內(nèi)。該文為后期類似工程提供了設(shè)計(jì)參考和借鑒。

作者：薛九天 單位：上海市政工程設(shè)計(jì)研究總院