姚胜兰

（中铁十一局集团城市轨道工程有限公司 湖北武汉 430074）

地铁车站深基坑开挖围护结构及其施工技术的探讨

姚胜兰

（中铁十一局集团城市轨道工程有限公司 湖北武汉 430074）

本文主要是对地铁车站深基坑开挖围护结构与施工技术进行了分析，介绍了现阶段的工程情况，对车站深基坑开挖围护与施工过程中遇到的问题进行了分析并且针对这些问题提出了一些建设性的意见，为以后在地铁车站深基坑围护与施工技术研究方面提供了一份可供参考的材料。

地铁车站；围护结构；深基坑；施工技术；深层搅拌桩

1 引言

随着国家经济的不断发展，城市化进程不断加快，交通问题也越来越明显，城市地铁作为缓解交通压力的一项重要措施，地铁车站的建设也越来越重要，对地铁车站深基坑开挖围护结构与施工技术的研究也逐渐提上日程，由于在建设地铁车站的过程中要考虑的因素繁多，因此对其的研究占有很重要的地位。通过对地铁车站周围的建设环境的分析，施工过程中可能遇到的问题进行分析和预测来提出一些具有针对性的意见，从而在设计阶段能够充分考虑到各方面的因素避免在施工中出现重大的问题而造成严重的事故，确保建设出更加完善的地铁车站，促进国内技术在这一方面的发展。

2 工程概况及难点分析

2.1 工程概况

随着经济的快速发展，城市化进程的不断加快，城市交通问题越来越严重，人口的不断上涨导致城市交通能力不断下降，为了更加方便市民的通行和乘坐公交车的便利，车站建设迫在眉睫，由于我国地质地貌复杂，各个地方地质地貌不尽相同，这也给我们规范化车站建设带来重大问题。例如：苏州市顿路地铁车站所处区域的地质条件是填土沉积土和粉质黏土，这种地质的土层结构和土层的强度还可以不过因为当时在建设的时候车站基坑挖在了干将河的旁边，因此在开挖施工过程中，基坑下的地下水容易涌出而且水量还很大，地下水涌出会引发流沙和管涌等一系列的问题。随着车站周围的商业越来越发达和建筑物越来越密集，交通越来越繁忙，车站设备越来越完善，因此车站周边越来越多的管线需要保护因此基坑在开挖的过程中可能会遇到以下几方面的问题：①施工区域的地质条件不达标和地下水影响施工的质量和基坑本身结构的安全性；②周边建筑物与基坑距离太近，有的建筑物就在基坑开挖后土体破坏范围内既有建筑结构物荷载传递至基坑周围后会严重影响边坡稳定与结构安全，甚至会导致纵坡失稳；③交通运输压力大客流量太多引起基坑周边土体的受力程度不均衡，导致在开挖施工过程中施工作业与交通彼此相互影响，对施工的质量造成了危害。

2.2 根据施工区域的工程地质情况和车站自身以及附属结构本身的条件来看，施工过程和运营必须满足下列条件：①结构牢固：根据国家规定车站建设工程中主要的设备原件设计使用年限100年，重要性系数大于等于1.1；②基坑的安全性：按照国家等级划分原则基坑工程安全等级应该满足一级要求；③抗震要求：车站的主体工程结构按7度设防，根据国家要求应满足抗震等级为三级；④安全等级：根据结构功能的性能不一来划分构件的安全等级，车站设备的主要构件安全等级为一级，车站周围的围护结构和其他构件的安全等级为二级，车站的露天部分和迎土面混凝土构件的环境类别为二类；⑤防水要求：车站中所有涉及用电的设备和人员比较密集的区域防水等级应满足一级要求；⑥人防等级：根据国家规定按照六级抗力等级设防。

2.3 施工过程中常见的问题

根据车站的基坑工程与水文地质条件，我们再联系车站周围的设备和建筑物与周边交通的实际情况和本项工程的自身的特点，然后再考虑车站的施工情况和往后车站的运营情况，地下水涌出和流砂管涌问题是车站基坑施工过程中必须解决的问题之一，其中尤其是边坡的稳定性和建筑设备的变形控制问题换句话说就是车站基坑在开挖过程中在周边建造的一些设备比如围栏等一些围护设备的结构强度和形式与各项性能参数必须符合实际的工程需求，一定不能出现边坡失稳问题，否则会引起基坑的垮塌和其他的意外事故出现。

3 车站基坑的主体工程的施工顺序

参考相关资料中的基坑开挖的技术方法，由于车站基坑的整体结构和占用的空间比较庞大，因此在开挖过程中必须使用竖向分层和水平向分段的施工方法来进行施工，使用这种方法可以最大程度的减小工程结构失稳的概率。因此，根据上述的基坑形状和尺寸再结合以前的工作经验，把车站基坑在竖直方向上分成底板侧墙，中板侧墙和顶板依次排列为三层，其中每一层又可以分为由基坑一侧向另一侧共六个施工段在水平方向上。

图1 基坑竖向分层

图2 基坑水平向施工分段

4 基坑周围的围护结构的技术方案分析

4.1 基坑周围地基的加固方案

车站基坑的底层要下挖至3m以下然后采用850mm的三联动轴搅拌桩裙边进行加固，承受压力必须大于等于1.2MPa。车站基坑施工的过程中，上述分析的各项施工作业顺序应该依据施工工程的强度来进行安全合理有效的安排，各个施工环节之间应紧密联系，基坑未出现异常以及边坡没有出现失稳的情况。围护设备结构承受的应力和变形情况应该在允许范围内，地表的建筑设备结构安全，地基的下沉情况和变形情况应该在合理区间之内。利用各项数据说明地铁车站基坑开挖施工和周边围护结构方案围护形式及各项参数的合理性，这样可以保证边坡稳定性和距离较近的地面建筑物的结构安全，而且还能控制地基变形，不但可以满足复杂环境下的基坑开挖安全，质量与进度要求，而且还能保证工程进度顺利。

4.2 深层搅拌桩的方案分析

车站基坑的主体部分的固定应用的是850mm三联动轴深层搅拌桩，主要的部分为搅拌桩抽条固定，采用裙边加固的形式进行端头井段的加固，土体的加固区域为坑底至坑底下方3m的区域，设计承受压力的强度大于等于1.2MPa。坑底以下进行固定时其中水泥掺入的重量占总重的两成，自来水：水泥（重量比）=（1.2～1.5）：1。

4.3 钻孔灌注桩的方案分析

车站基坑的附属工程部分应用的是850mm的钻孔桩作为周边的护栏桩，根据这一设备我们选用GPS-10型钻机进行正循环钻进，不间断的钻进至设计高程后进行第一次清孔，拿掉钻杆，然后下钢导管再利用导管进行第二次清孔，泥浆指标以及孔底沉渣厚度检测满足设计和要求后，最后放置隔水橡胶球胆然后即刻采用商品混凝土来进行水下混凝土灌。灌注混凝土时高度到设计高程大于等于2m或者看到有新鲜的混凝土冒出孔口停止。

5 小结

在施工过程的实践中表明，根据车站基坑周围的地质情况周边建筑环境再加上车站基坑自身的结构特点，我们提出的地铁车站基坑施工的顺序，方法以及和其相匹配的周边围护结构方案，围护形式及各项参数等，我们可以保证基坑本身的边坡稳定性和基坑的结构安全。这样设计确保了在极近的距离范围内保护建筑物的结构安全并且严格的控制地基的变形程度，能够在复杂的外部条件下的也可以确保基坑开挖的安全性和质量达标并且满足工程进度的要求，但是由于地质条件较为复杂，地下水容易涌出和地铁车站结构及其形状尺寸的存在差异性，因此对地铁车站基坑的设计与施工以及周边围护结构的形式与各项参数我们仍然需要做更加深入的研究。

[1]李文柱.杭州地铁车站明挖施工围护结构选型[J].铁道建筑，2007（10）：55～56.

[2]高 江.城市地铁车站施工方法选择研究[J].工程建设与设计，2009（9）：128～131.

[3]唐世强.地铁深基坑支护体系内力及变形规律分析[J].铁道建筑，2008（11）：35～39.

[4]郭克诚，唐珏凌，陈磊.深圳地铁5#线兴东站深基坑围护结构工程施工技术[J].铁道建筑，2010（3）：43～45.

[5]胡建华，谢石连，付奕.复杂环境下深大基坑工程设计与施工[J].建筑施工，2009（5）：424～426.

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