關(guān)于明挖法地鐵車站結(jié)構(gòu)設(shè)計研究

張強+魏旭鵬

摘 要：隨著國家經(jīng)濟的快速發(fā)展，城市中的各類建筑越來越多，用地量越來越大，這就給城市地鐵建設(shè)帶來了更加嚴峻的挑戰(zhàn)。在進行地鐵車站施工的時，明挖法是一種比較常用的施工方法，但是由于地鐵施工周邊環(huán)境的復(fù)雜性，也會給明挖法帶來一定的困難。本文就明挖法的設(shè)計原則以及在地鐵施工中的應(yīng)用進行簡述，希望能夠更好的推動地鐵行業(yè)的發(fā)展。

關(guān)鍵詞：地鐵車站；結(jié)構(gòu)設(shè)計；明挖法；原則

由于城市化步伐的加快，交通堵塞問題越來越嚴重，而地鐵的建設(shè)和發(fā)展則可以很好的緩解這一問題。我國大部分區(qū)域已經(jīng)開始廣泛的建設(shè)地鐵，而在建設(shè)施工的時候需要對施工環(huán)境、施工土壤的復(fù)雜性以及施工技術(shù)等問題進行科學合理的處理，因此，加強對明挖法的設(shè)計和研究對地鐵的發(fā)展具有重要意義。

一、地鐵車站的結(jié)構(gòu)形式

為了滿足使用的要求，地鐵在結(jié)構(gòu)上普遍采用橫向2至4跨、縱向為多跨的結(jié)構(gòu)形式，垂直方向的高度控制在2層或者3層范圍內(nèi)。地鐵整體結(jié)構(gòu)大致呈長條箱型，頂?shù)装迨芰π问綖閱蜗虬澹虼塑囌窘Y(jié)構(gòu)設(shè)計原則上不設(shè)橫梁，只設(shè)置縱梁。在進行地鐵設(shè)計施工的時候，要保證盡量不影響到周邊既有構(gòu)筑物及地下管網(wǎng)的設(shè)置，因此需要對車站埋深及基坑的深度進行準確的把握和控制。

二、明挖法在地鐵車站結(jié)構(gòu)設(shè)計中應(yīng)遵循的原則

（一）避免破壞周邊環(huán)境

由于地鐵一般建設(shè)在人口及建筑較為密集的場所，周邊的環(huán)境復(fù)雜程度較高，為了更好的方便人們的出行，要在設(shè)計的時候制定相應(yīng)的措施，盡量的減少地鐵施工對周邊環(huán)境的影響，使地鐵和周邊的建筑等都能得到很好的利用。

（二）確保明挖法的可操作性

在進行地鐵設(shè)計和施工的時候，要對建筑方的結(jié)構(gòu)要求等進行確認，必須要結(jié)合實際情況設(shè)計科學合理的地鐵結(jié)構(gòu)類型，綜合參考各方面的數(shù)據(jù)，進行全面的分析，確保設(shè)計的地鐵結(jié)構(gòu)滿足建筑要求和使用要求，確保明挖法在地鐵施工中的可操作性。

（三）科學把握支護結(jié)構(gòu)

在進行地鐵結(jié)構(gòu)設(shè)計的時候，設(shè)計人員可以根據(jù)實際的建設(shè)情況，了解地質(zhì)條件及其與地鐵結(jié)構(gòu)之間的影響關(guān)系，建立科學的數(shù)學將模型，通過數(shù)學模型對地鐵結(jié)構(gòu)進行真實的反映，從而采取科學的支護手段，提高地鐵結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和安全性。

三、明挖法地鐵車站結(jié)構(gòu)選型

（一）主體結(jié)構(gòu)選型

在進行地鐵主體結(jié)構(gòu)設(shè)計和選擇的時候，要嚴格遵循相應(yīng)的原則，堅持“安全、便捷、經(jīng)濟”的施工要求，選擇最優(yōu)的設(shè)計施工方案?，F(xiàn)澆鋼筋混凝土箱型框架結(jié)構(gòu)是進行明挖法地鐵車站主體結(jié)構(gòu)的重要選擇之一，在具體施工的時候，要嚴格按照相應(yīng)的規(guī)范標準，控制好站臺的寬度。通常情況下，根據(jù)站臺寬度車站結(jié)構(gòu)選型如下：1、站臺寬度為8米的時候，車站結(jié)構(gòu)做無柱單跨箱型；2、站臺寬度為10米、10.5米、11米的時，車站結(jié)構(gòu)做單柱雙跨箱型；3、站臺寬度為12-15米的時，車站結(jié)構(gòu)做雙柱三跨箱型。

（二）圍護結(jié)構(gòu)選型

1、復(fù)合墻結(jié)構(gòu)。復(fù)合墻是指圍護作為主體結(jié)構(gòu)側(cè)墻的一部分，與內(nèi)襯墻組成復(fù)合式結(jié)構(gòu)，墻面之間不能傳遞剪力和彎矩，只傳遞法向壓力。圍護結(jié)構(gòu)可采用地下連續(xù)墻、鉆孔灌注樁或人工挖孔樁等。在含水地層中，灌注樁的外側(cè)一般須設(shè)止水帷幕，因此施工階段的水壓力由圍護墻承受。在長期的使用階段需考慮止水帷幕失效和地下水繞流等因素，水壓力作用在內(nèi)襯墻上。

2、疊合墻結(jié)構(gòu)。疊合墻是指圍護結(jié)構(gòu)作為主體結(jié)構(gòu)側(cè)墻的一部分，與內(nèi)襯墻組合成為疊合式結(jié)構(gòu)，通過結(jié)構(gòu)和施工措施，來保證結(jié)合面剪力傳遞，疊合后可把二者視為整體墻。此種形式的圍護結(jié)構(gòu)也多采用地下連續(xù)墻。

3、單一墻結(jié)構(gòu)。單一墻是指圍護結(jié)構(gòu)直接作為主體結(jié)構(gòu)的側(cè)墻，不另做參與結(jié)構(gòu)受力的內(nèi)襯墻，多采用現(xiàn)澆地下連續(xù)墻結(jié)構(gòu)形式，且槽段之間的接頭需作特殊處理。一般順筑法施工時可采用柔性防水接頭；逆筑法施工時采用能傳遞豎向剪力的剛性防水接頭或整體接頭。

四、明挖法地鐵車站主體結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)注意的問題

（一）結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)注意的細節(jié)問題

1、板開洞應(yīng)注意的細節(jié)：中板開洞較大時應(yīng)加強該處側(cè)墻抗彎、抗剪能力及該處樓板配筋，單柱結(jié)構(gòu)扶梯孔洞盡量對稱設(shè)置，避免產(chǎn)生過大扭矩；對集中荷載較大的情況，分布鋼筋的截面面積應(yīng)適當增加；2、其它細節(jié)：對于覆土較淺的車站結(jié)構(gòu)計算，地下1層側(cè)墻、頂板及中板按純彎構(gòu)件計算；地下2層、3層側(cè)墻、底板和3層以上車站中板屬小偏壓構(gòu)件，應(yīng)按壓彎構(gòu)件進行配筋計算，按純彎構(gòu)件驗算，以保證構(gòu)件的安全。

（二）對于主體結(jié)構(gòu)應(yīng)選擇合理的計算

二維斷面計算由于其簡便性使其成為目前應(yīng)用最廣泛的地鐵車站結(jié)構(gòu)計算方法，但是其缺陷也比較明顯，計算結(jié)果較三維大的多，經(jīng)濟效果較差。對于地鐵車站結(jié)構(gòu)來說，梁與板的高度相比一般在2：1左右，梁要作為板的近似不動支座，其相對剛度是不夠的，車站結(jié)構(gòu)的實際受力特征是介于無梁樓蓋及傳統(tǒng)的肋梁樓蓋之間，板會直接傳遞部分荷載給豎向構(gòu)件。因此建議采用三維計算作為地鐵車站結(jié)構(gòu)的主要計算方法，以便能設(shè)計出既經(jīng)濟又安全的地鐵車站。

五、結(jié)語

隨著地鐵的應(yīng)用程度不斷加大，通過進行更加科學合理的設(shè)計有助于實現(xiàn)地鐵的價值。明挖法的應(yīng)用可以很好的推動地鐵行業(yè)的發(fā)展，因此要在建設(shè)中堅持科學把握支護結(jié)構(gòu)、確保明挖法的可操作性、避免破壞周邊環(huán)境等原則，做好地鐵車站結(jié)構(gòu)選型工作，對結(jié)構(gòu)設(shè)計和結(jié)構(gòu)主體選擇中的相關(guān)問題進行科學的處理，提高地鐵結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性、安全性和可靠性。

參考文獻：

[1]夏天.關(guān)于明挖法地鐵車站結(jié)構(gòu)設(shè)計研究[J].建材與裝飾，2016，

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