地鐵車站與周邊地塊結(jié)建的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

張義哲

摘 要：地鐵車站建設(shè)與周邊地下空間開發(fā)聯(lián)系日益緊密。以某地鐵站為例，詳細(xì)介紹了車站與周邊地塊結(jié)建的設(shè)計(jì)方法：地鐵與地塊基坑同步開挖、不同步開挖、在已施工完成車站單側(cè)大范圍開挖基坑引起的偏載等不同工況下的基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，以及車站附屬結(jié)構(gòu)進(jìn)入周邊地塊裙房結(jié)構(gòu)時(shí)如何解決二者之間的差異沉降引起的裂縫等關(guān)鍵問題。本工程的設(shè)計(jì)方法及現(xiàn)場施工經(jīng)驗(yàn)，可為以后的地鐵與周邊地塊結(jié)建項(xiàng)目提供借鑒與參考。

關(guān)鍵詞：地鐵車站;周邊地塊結(jié)建;結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

0 引言

隨著我國城市現(xiàn)代化的快速發(fā)展，國內(nèi)越來越多的城市修建了地鐵，地鐵已成為現(xiàn)代化城市的交通命脈和生命線工程，是城市現(xiàn)代化的標(biāo)志之一。然而，由于土地資源的有限性，地鐵建設(shè)就不可避免的與地下空間開發(fā)聯(lián)系起來，二者之間的結(jié)合問題已迫不及待地需要解決。在北京、上海、廣州等一些城市已把地鐵車站建設(shè)與地下空間開發(fā)緊密結(jié)合起來以實(shí)現(xiàn)地下空間的最優(yōu)化利用。

1 工程概況

某地鐵站為3號(hào)線與6號(hào)線的 T 型換乘車站。其中3號(hào)線車站南北向設(shè)置，為地下二層車站，開挖深度約17.5 m，車站總長為208.8 m;6號(hào)線車站東西向設(shè)置，為地下三層車站，開挖深度約24.2 m，車站總長為194 m。其中，3號(hào)線車站主體結(jié)構(gòu)及南北兩側(cè)的區(qū)間隧道已先期施工完成。車站的1號(hào)出入口及1號(hào)風(fēng)亭位于3號(hào)線車站的西南側(cè)，沿車站南北向布置，為地下一層，開挖深度為11 m，總長度約 83 m;4號(hào)出入口及2號(hào)風(fēng)亭位于3號(hào)線車站的西北側(cè)，沿車站南北向布置，為地下一層，開挖深度為11 m，總長度約95 m;6號(hào)出入口及4號(hào)5號(hào)風(fēng)亭位于6號(hào)線車站的南側(cè)，沿車站東西向布置，為地下一層，局部為地下二層，長度約132 m，開挖深度為11 m，地下二層為17.8 m;5號(hào)出入口位于6號(hào)線車站的西北側(cè)，沿車站東西向布置，為地下一層，開挖深度為11 m，總長度約48.5 m。

2 維護(hù)結(jié)構(gòu)選型

考慮到以上諸多問題，經(jīng)與兩側(cè)地塊開發(fā)單位及相應(yīng)設(shè)計(jì)單位多輪商討對(duì)接，從基坑安全、施工工期、經(jīng)濟(jì)性等多方面考慮，本工程圍護(hù)結(jié)構(gòu)采取以下設(shè)計(jì)方案：

（1）A4、A5地塊與地鐵附屬結(jié)構(gòu)同步開挖施工，其未與地鐵交接的部分采用樁錨結(jié)構(gòu)及土釘墻圍護(hù)結(jié)構(gòu)，與1號(hào)出入口及1號(hào)風(fēng)亭交接的A4地塊東側(cè)采用多級(jí)放坡開挖，由于該附屬沿車站方向長度較長，為減小單側(cè)基坑開挖對(duì)已建成的車站主體結(jié)構(gòu)的偏載影響，將該附屬83 m長范圍的土方分成三段開挖卸載，即先開挖施工中間段，待中間段結(jié)構(gòu)施工完成并達(dá)到強(qiáng)度后方可開挖施工兩側(cè)基坑。同時(shí)，為減小本附屬南端基坑開挖施工對(duì)車站與北側(cè)區(qū)間隧道接頭的影響，在南端附屬平接車站主體結(jié)構(gòu)23 m長范圍內(nèi)采用800@1200長度18 m的鉆孔灌注樁加兩道609×16的鋼管支撐作為支護(hù)結(jié)構(gòu)。

（2）4號(hào)出入口及2號(hào)風(fēng)亭位于A4地塊內(nèi)，該地塊暫無施工計(jì)劃。該附屬北段有26.6 m長的范圍已超出車站范圍，與已施工完成的區(qū)間隧道平面距離僅為4.5 m。因此，本附屬的西側(cè)采用多級(jí)放坡開挖，超出車站范圍鄰近區(qū)間側(cè)采用Φ1200@1500長度19 m的鉆孔灌注樁加1道錨索作為支護(hù)結(jié)構(gòu)，同時(shí)在超出車站范圍鄰近區(qū)間地面做200 mm厚加強(qiáng)混凝土板并與周邊的圈梁、地面有效拉結(jié)以減小基坑開挖對(duì)已施工完成的區(qū)間隧道的影響。

（3）6號(hào)線車站主體基坑恰好位于兩側(cè)地塊之間，南側(cè)的A4、A5地塊與地鐵工程同步開挖施工，但北側(cè)的A4地塊尚無施工計(jì)劃，故從地面至兩側(cè)地塊坑底約11 m 高范圍南側(cè)采用多級(jí)放坡并與南側(cè)地塊同步開挖土方，北側(cè)采用放坡土釘墻圍護(hù)體系。車站自兩側(cè)地塊坑底至自身坑底的坑中坑部分采用 1000@1500長度24 m 的鉆孔灌注樁加兩道內(nèi)支撐作為支護(hù)結(jié)構(gòu)。對(duì)于下部的坑中坑上部單側(cè)有較大土壓力存在，為減小北側(cè)土因圓弧滑動(dòng)對(duì)下部圍護(hù)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生破壞，同時(shí)根據(jù)相關(guān)規(guī)范要求：采用兩種支護(hù)結(jié)構(gòu)形式時(shí)，其結(jié)合處應(yīng)考慮相鄰支護(hù)結(jié)構(gòu)的相互影響，且應(yīng)有可靠的過渡連接措施。故在下部基坑的頂部設(shè)置 300 mm 配筋混凝土板，以實(shí)現(xiàn)上下支護(hù)結(jié)構(gòu)的有效連接。

3 內(nèi)部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

3.1 工程難點(diǎn)

（1）車站的1號(hào)風(fēng)亭、6號(hào)出入口及4號(hào)5號(hào)風(fēng)亭出地面部分均設(shè)置于A4、A5地塊地面裙房結(jié)構(gòu)中，地鐵與地塊的部分內(nèi)部結(jié)構(gòu)重疊，但考慮到二者之間設(shè)計(jì)原則不同且由于荷載布置的不同引起的差異沉降也不一，因此需重點(diǎn)解決如何避免地鐵與地塊連通處結(jié)構(gòu)由于差異沉降造成的裂縫問題。

（2）車站的4號(hào)出入口及2號(hào)風(fēng)亭出地面部分設(shè)置于A4地塊地面裙房結(jié)構(gòu)中，但該地塊近期無施工計(jì)劃。因此，除了所述需解決差異沉降導(dǎo)致的裂縫外，還需要解決如何確保地鐵功能完整性的同時(shí)又不影響地塊后續(xù)建設(shè)的可行性。

3.2 內(nèi)部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與處理措施

（1）考慮兩側(cè)地塊建筑結(jié)構(gòu)與地鐵車站間的差異沉降，且兩側(cè)地塊與地鐵車站為不同的施工單位，兼顧施工可行性，將車站1號(hào)出入口及1號(hào)風(fēng)亭、4號(hào)出入口及2號(hào)風(fēng)亭、6號(hào)出入口及4號(hào)、5號(hào)風(fēng)亭與車站主體之間設(shè)置變形縫，將附屬結(jié)構(gòu)與車站主體結(jié)構(gòu)脫開，并以變形縫為地鐵與地塊的施工分界線。同時(shí)，位于地塊裙房內(nèi)的附屬結(jié)構(gòu)底板下方設(shè)置沉降調(diào)節(jié)樁，以減輕地塊不均勻沉降的影響。

（2）A4地塊尚無施工計(jì)劃，車站4號(hào)出入口及2號(hào)風(fēng)亭出地面部分又亟需施工建設(shè)，經(jīng)多輪協(xié)商，確定以下設(shè)計(jì)方案：為滿足地鐵的使用功能，地塊設(shè)計(jì)單位配合地鐵完成地鐵附屬進(jìn)入地塊裙房范圍的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，由地鐵施工單位來具體實(shí)施，并預(yù)留好地塊后期施工的條件。

4 結(jié)語

某地鐵站與兩側(cè)地塊結(jié)建部分已全部完成施工，目前該站已投入使用，由于盡可能地兼顧了地鐵與地塊的施工工期、施工便利性及經(jīng)濟(jì)性等方面，取得了較好的社會(huì)效益。地鐵車站與周邊地塊在基坑同步開挖、不同步開挖以及在已施工完成車站單側(cè)大范圍開挖基坑引起的偏載等不同工況下的基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。當(dāng)?shù)罔F結(jié)構(gòu)與周邊地塊裙邊結(jié)建時(shí)，地塊裙房結(jié)構(gòu)與地鐵結(jié)構(gòu)同步建設(shè)、不同步建設(shè)時(shí)的設(shè)計(jì)及施工方法。

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