城市地鐵車站圍護結構比選

田成名

摘 要：現代社會正處于一個經濟飛速發(fā)展的時代，使得城市的交通壓力越來越大，能否處理好城市交通問題關系到城市能否穩(wěn)定的發(fā)展，地鐵已成城市現代化交通運輸的重要組成部分。文章在相關研究基礎上分析了施工方法的選擇對線路埋深、結構形式、工期及土建工程造價等影響城市地鐵車站圍護結構的因素。

關鍵詞：城市；地鐵；圍護結構；施工方法；選擇

1 引言

現代社會正處于一個經濟飛速發(fā)展，城市化進程不斷推進的時代，工業(yè)生產的發(fā)展快速，城市人口高度集中，使得城市的交通壓力越來越大，能否處理好城市交通問題關系到城市能否穩(wěn)定的發(fā)展。為此，很多城市都開始對汽車進行限行，并加大公共交通設施投資力度，加速城市地鐵的發(fā)展，可見地鐵已成為現代交通運輸的重要組成部分。

在地鐵車站設計施工時需要考慮到施工可能會給周邊的生態(tài)環(huán)境和人們生活帶來的影響，充分的利用地上和地下的空間，選擇適當的施工方法。

2 車站圍護結構比選

2.1 基坑圍護結構分類

具體而言，支護體系主要分為地下連續(xù)墻、土釘墻支護或噴錨網支護、鉆孔灌注樁、型鋼水泥土復合攪拌樁（也就是SMW）、人工挖孔樁、工字鋼樁背板支護、鋼板樁幾個方面。

最近幾年，由于在進行鋼板樁和工字鋼樁的施工的時候會產生噪聲，并且施工占地面積較大，基坑深度有所限制，所以已經慢慢淡出城市地鐵建設進程。明挖法施工的車站圍護有連續(xù)墻、排樁、土釘墻、SMW工法等。而蓋挖法基坑圍護結構采取的是排樁也就是挖孔樁或鉆孔樁結構，也有地下連續(xù)墻結構。

2.2 地下單層車站

這項技術應用于深度不到13m的基坑是安全可靠的，且是最經濟合理的施工方案，不過根據工程地質和水文條件的不同而要采用不同的方案。

2.2.1方案一：型鋼水泥土復合攪拌樁方案

型鋼水泥土復合攪拌樁即SMW樁是一種將H型鋼插進互相交錯的深層攪拌樁里面形成的連續(xù)擋土止水結構，將減摩劑涂抹在H型鋼表面，之后再回收利用。這樣的方法在透水性較大的砂性土質中實施能夠收到較好的效果，在約10m深處使用基坑圍護，促進工程建設盡快完成，并且還具有污染少、成本低的優(yōu)點。一般情況下SMW圍護結構都用三軸攪拌設備進行攪拌樁進行施工。

這是一種新的深基坑支護技術，在上海地鐵的施工建設中運用的較多，并應用于香港雙層地鐵站的建設。該方案的具體實施方法為：采用φ850mm@600mm的攪拌樁，在攪拌樁中插入“H”鋼700mm×300mm@1200mm的型鋼。其較適用于深度在13m以下的基坑，優(yōu)勢是施工簡單、造價較低、施工占用空間小、保證圍護結構質量、型鋼可考慮拔出重復使用、防水效果好。

2.2.2 方案二：Φ800mm@1200mm鉆孔灌注樁與攪拌樁截水帷幕相結合

采用Φ800mm鉆孔灌注樁，以1200mm間距為樁中心，并在樁外側施作截水帷幕，以便讓樁間能夠更好的防水，之后在截水帷幕用2排φ550mm攪拌樁。這種方案是較為成熟的工藝，具體操作起來簡單便捷，節(jié)省時間，起到較好的防水效果。但是其弊端就是施工的時候所需空間較大，并會污染環(huán)境，適用于深度不到15m的基坑。

2.2.3 方案三：土釘墻

這一方案在應用時要以土釘墻為基本的支護體系，以φ25mm鋼筋土釘、頂端有“井”字的Φ16mm鋼筋以及Φ8鋼筋網，將他們焊接起來。運用大口井降水法進行輔助工程。應該運用動態(tài)設計、信息化施工的理念來進行圍護結構的設計，達到工程設計的最佳狀態(tài)，分析整理所監(jiān)測到的數據和資料，并把分析的結果反饋給相關部門，以保證設計達到預期要求，順利的完成圍護結構的施工。這種工藝較為成熟，所需要的施工期限較短，設備簡單，容易操作，可以創(chuàng)造更好的作業(yè)條件，對于主體結構的防水作業(yè)非常有利。不過要特別注意對施工環(huán)境進行清除，避免泥漿污染和地下污染。

2.3 地下雙層車站

地下雙層車站的基坑都較深，一般為17m左右。為了工程建設的經濟安全，可采用以下的方案進行圍護結構施工。

2.3.1 方案一：采用鉆孔樁相互咬合擋土截水結構進行Φ1200mm@1000mm鉆孔咬合樁鉆孔咬合樁工藝，進行全套管鉆進、干式成孔。加快施工的進程，減少泥漿的污染，減小對周圍建筑物的影響。

采用Φ1200mm@1000mm鉆孔灌注樁工藝，按成樁先后分為一序樁、二序樁。一序樁為低標號緩凝型混凝土樁，二序樁為鋼筋混凝土樁（主受力樁），讓兩個樁緊密的咬合在一起，起到擋土、防水的作用，減小各等級基坑的變形程度。其優(yōu)點是可以應對不同的地質環(huán)境，依靠成熟的施工技術，起到更好的防滲透性。

2.3.2 方案二：Φ1200mm@1200mm鉆孔相切樁與Φ600mm旋噴樁相結合

采用Φ1200mm鉆孔灌注樁，設定樁中心間的距離為1200mm，并以Φ600mm旋噴樁在樁間采取防水措施。這是一種傳統(tǒng)的施工方法，可多臺設備一起運作是其最明顯的特點，此外運用這種工藝能夠縮短工期，使得圍護結構不但可以擋土而且可以防水，施用范圍非常廣泛。

2.3.3 方案三：800mm厚地下連續(xù)墻

地下連續(xù)墻是在挖槽機挖成的狹長槽段中澆筑鋼筋混凝土的平面形墻，能夠和各幅墻體間通過鎖口管、型鋼等連接在一起。這樣的工法較為成熟，但是作業(yè)時基坑變形不大，建設速度很快。連續(xù)墻支護能夠應用于各種不同的地質條件，作為基坑開挖時候的支護結構，還可以外墻部分支撐使用階段框架結構，加大建筑的承載外部壓力的能力。其好處是能夠加強建筑的結構剛度，使得整體建筑有更好的防滲透，減少對周圍環(huán)境和建筑的影響，可以適應各種地層條件和施工環(huán)境，起到更好的防水性，減少水周邊環(huán)境的污染。

2.3.4 方案四：Φ1500mm人工挖孔圓樁與橢圓樁咬合

用人工挖孔圓樁和橢圓樁咬合的方法結合砂層部位截水帷幕方法相結合的方式，能有效的擋土截水，控制地下管線和道路，防止其變形下沉。落后的人工挖孔樁因為勞動強度較大，作業(yè)時危險性太高，需要進一步的改善。伴隨著經濟發(fā)展和社會進步，我國已經對一些城市的施工方式進行嚴格控制，挖孔樁法已逐步被新的施工方式所取代。

3 結束語

3.1 一定要依據施工的形式、規(guī)模以及水文地質條件選擇車站施工方案，同時要考慮到地面及地下建筑的建設，根據工程造價和環(huán)保要求全面的參考施工量，確保工程順利的完成。

3.2 從車站和區(qū)間角度來討論地鐵施工法，并對其進行技術經濟比較，可以看出：不到13m的單層車站基坑，以土釘墻支護、SMW工法或鉆孔樁+截水帷幕為其圍護結構；17m深的雙層車站基坑，以Φ1200mm@1000mm鉆孔咬合樁或800mm厚地下連續(xù)墻為圍護結構；20m深的基坑，以1000mm厚地下連續(xù)墻為圍護結構。

參考文獻

[1]GBJ50010-2002.混凝土結構設計規(guī)范[S].

[2]JTJ021-89，JTJ022-85，JTJ023-85，JTJ024-85，JTJ025-86公路橋涵設計規(guī)范[S].

[3]JTJ001-97.公路工程技術標準[S].