武漢某地鐵車(chē)站深基坑支護(hù)設(shè)計(jì)及地下水處理措施

徐成

摘 要：通過(guò)武漢市某地鐵車(chē)站基坑支護(hù)及降水設(shè)計(jì)實(shí)例，詳細(xì)介紹了該工程基坑支護(hù)及降水設(shè)計(jì)要點(diǎn)，為今后類(lèi)似工程地質(zhì)條件下深基坑設(shè)計(jì)提供了重要的參考和借鑒。

關(guān)鍵詞：地鐵車(chē)站深基坑；基坑支護(hù)；地下水處理

武漢市是我國(guó)中部重要的城市，發(fā)展速度在近幾年的時(shí)間較快。常規(guī)地面交通為城市公共交通的主要方式，造成公交服務(wù)水平較低，無(wú)法對(duì)應(yīng)武漢市的城市地位和功能。因此，大力發(fā)展地鐵交通是城市發(fā)展的必要選擇。

1 工程概況

該工程位于武昌區(qū)中山路與民主路交匯處附近，站址區(qū)域主要規(guī)劃為商業(yè)用地及居住用地。本車(chē)站呈南北向分布于現(xiàn)狀中山路上（中山路規(guī)劃道路紅線寬60m，已經(jīng)實(shí)現(xiàn)規(guī)劃。），起于糧道街，止于民主路。車(chē)站南北兩端為過(guò)街天橋，施工中需臨時(shí)拆除。車(chē)站西側(cè)為宜家裝飾材料城建筑物（3層混凝土結(jié)構(gòu)，施工需拆除），湖北電建一公司辦公樓（8層框架，樁基礎(chǔ)），圍護(hù)結(jié)構(gòu)底主要位于（16a）中風(fēng)化灰?guī)r層以及（17b）中風(fēng)化灰?guī)r層中。

該工程為地下二層島式車(chē)站，其中地下一層為站廳層，地下二層為站臺(tái)層，為標(biāo)準(zhǔn)站。車(chē)站主體中軸處總長(zhǎng)241.70m，總寬21.30m（標(biāo)準(zhǔn)段）。

2 場(chǎng)地地質(zhì)條件

2.1 工程地質(zhì)概況

該工程地貌單元屬剝蝕性堆積壟崗區(qū)（長(zhǎng)江沖洪積三級(jí)階地），現(xiàn)狀主要為現(xiàn)狀友誼大道，局部為待拆的建筑。場(chǎng)地環(huán)境較復(fù)雜，場(chǎng)地地形較平坦，地面高程在23.11～24.35m間。

其主要物理力學(xué)指標(biāo)見(jiàn)表1。

2.2 水文地質(zhì)條件

根據(jù)含水介質(zhì)和地下水的賦存狀況，可將場(chǎng)區(qū)內(nèi)地下水劃分為上層滯水、巖溶裂隙水兩種類(lèi)型。上層滯水主要賦存于（1）層雜填土中，接受大氣降水及地表散水、地表水體的滲透補(bǔ)給，水量有限，水位不穩(wěn)定。車(chē)站施工期間，上層滯水是基坑內(nèi)積水的主要水源，必須予以處理?？辈炱陂g測(cè)得場(chǎng)地上層滯水靜止水位在地面下0.50～2.50m間，相當(dāng)于絕對(duì)標(biāo)高20.83～22.90m。巖溶裂隙水主要賦存于三疊系及二疊系灰?guī)r中。

3 基坑支護(hù)方案選擇

支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)根據(jù)基坑環(huán)境條件及其保護(hù)要求、巖土工程條件、基坑開(kāi)挖深度以及基坑平面形狀和面積大小、場(chǎng)地施工條件以及選用的施工工藝和設(shè)備情況，通過(guò)多方案比選，制定安全可靠、技術(shù)可行、施工方便、經(jīng)濟(jì)合理的支護(hù)結(jié)構(gòu)方案，確保工程的順利進(jìn)行。

根據(jù)《湖北省地方標(biāo)準(zhǔn)基坑工程技術(shù)規(guī)范》DB42/159-2012要求，本基坑保護(hù)等級(jí)定為一級(jí)。因此必須實(shí)施有效的基坑支護(hù)措施，以確保車(chē)站基坑和施工期間周邊環(huán)境的安全。

本站基坑深度約17.64m，地處長(zhǎng)江三級(jí)階地，地下水一般不發(fā)育，對(duì)車(chē)站基坑影響較小。綜合以上比較，考慮到防水和施工簡(jiǎn)便等要求，結(jié)合簡(jiǎn)單計(jì)算及工程類(lèi)比情況，車(chē)站圍護(hù)采用φ1200@1500鉆孔灌注樁+支撐。

標(biāo)準(zhǔn)段內(nèi)支撐：采用一道鋼筋混凝土支撐+兩道鋼支撐，鋼筋混凝土支撐間距9.0m；鋼支撐均采用φ609，t=16鋼管撐，支撐間距一般為3.0m。

車(chē)站起始端盾構(gòu)端圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)支撐：采用一道鋼筋混凝土支撐+三道鋼支撐及一道換撐，鋼筋混凝土支撐間距9.0m；鋼支撐均采用φ609，t=16鋼管撐，支撐間距一般為3.0m。

4 基坑支護(hù)方案驗(yàn)算

4.1 計(jì)算原則

圍護(hù)構(gòu)件根據(jù)承載能力極限狀態(tài)及正常使用極限狀態(tài)的要求，分別進(jìn)行承載能力的計(jì)算和穩(wěn)定、變形驗(yàn)算，不進(jìn)行裂縫驗(yàn)算。土壓力標(biāo)準(zhǔn)值采用朗肯理論公式分層計(jì)算。地下水位以上采用總應(yīng)力法計(jì)算主、被動(dòng)土壓力；地下水位以下土層的土、水壓力，對(duì)黏性土和粉土采用總應(yīng)力法，對(duì)粉、細(xì)砂采用有效應(yīng)力法。地面超載均按20KPa進(jìn)行計(jì)算。

4.2 計(jì)算分析

本車(chē)站采用湖北省通用的天漢軟件進(jìn)行計(jì)算，根據(jù)車(chē)站結(jié)構(gòu)形式、基坑深度和地質(zhì)條件的不同，將車(chē)站分為三個(gè)計(jì)算斷面，現(xiàn)僅介紹車(chē)站中間段標(biāo)準(zhǔn)斷面計(jì)算結(jié)果。（見(jiàn)圖1）

計(jì)算結(jié)果分析：

（1）根據(jù)計(jì)算分析，施工階段灌注樁彎矩設(shè)計(jì)值為2487N·m，最大水平位移為15mm，其值滿(mǎn)足本線技術(shù)要求所規(guī)定的水平位移允許值（0.5%H且不大于40mm）。

混凝土支撐軸力按縱向間距9m，支撐軸力設(shè)計(jì)值分別為900KN。

鋼支撐軸力按縱向間距按照3m布置，在標(biāo)準(zhǔn)段，根據(jù)計(jì)算，支撐軸力設(shè)計(jì)值分別為2682KN、2412KN，采用φ=609，t=16鋼支撐，滿(mǎn)足要求。

（2）入土深度的確定。圍護(hù)樁入土深度的確定應(yīng)進(jìn)行墻體抗?jié)B流、基底土體的抗隆起和整體穩(wěn)定性驗(yàn)算，并考慮環(huán)境條件及對(duì)周?chē)ǎ?gòu)）筑物、地下管線的保護(hù)要求，結(jié)合武漢地區(qū)的設(shè)計(jì)施工經(jīng)驗(yàn)確定。灌注樁的入土深度是在考慮了坑底抗隆起、抗傾覆及整體穩(wěn)定性后確定的，入土深度取6.8米。端頭井處局部加深，入土深度為7.3m。

5 地下水處理

賦存于場(chǎng)地上部（1-1）層雜填土及（1-2）層素填土中的上層滯水，是基坑內(nèi)積水的主要來(lái)源。為確?；觽?cè)壁土體穩(wěn)定、坑內(nèi)無(wú)水作業(yè)，建議采用外排內(nèi)防的方式控制地下水，基坑側(cè)壁采用噴射混凝土作防滲帷幕，并于鉆孔灌注樁樁間施工旋噴樁，阻隔地下水向坑內(nèi)滲積，硬化坡頂并設(shè)置排水溝攔截外部來(lái)水。對(duì)于可能進(jìn)入基坑內(nèi)的積水可采用基坑內(nèi)明溝導(dǎo)流，集中予以排放?；娱_(kāi)挖應(yīng)盡量避開(kāi)雨季或豐水季節(jié)，同時(shí)應(yīng)做好基坑內(nèi)的排水工作，保證基坑在開(kāi)挖期間能獲得干燥的作業(yè)空間。

6 結(jié)束語(yǔ)

結(jié)合某深基坑工程.詳細(xì)了解和分析現(xiàn)場(chǎng)的環(huán)境及地質(zhì)情況，根據(jù)以往的工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，從經(jīng)濟(jì)合理結(jié)構(gòu)安全的角度，提出適合本工程特點(diǎn)的支護(hù)結(jié)構(gòu)方案，并對(duì)該基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及降水方案進(jìn)行詳細(xì)的分析研究。深基坑越來(lái)越廣泛的運(yùn)用于城市建設(shè)中，而城市建設(shè)周邊環(huán)境較復(fù)雜，本設(shè)計(jì)可為類(lèi)似工程地質(zhì)條件的深基坑設(shè)計(jì)提供適當(dāng)?shù)膮⒖肌?/p>

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