長(zhǎng)春地鐵站深基坑支護(hù)設(shè)計(jì)方案對(duì)比研究

王長(zhǎng)青 王坦 熊育久

摘 要：基坑開挖工程是地下空間開發(fā)利用的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，尤其在城市地鐵車站建設(shè)前，深基坑支護(hù)設(shè)計(jì)及其工程造價(jià)與車站安全保護(hù)的博弈是工程師面臨的重要挑戰(zhàn)。以長(zhǎng)春某地鐵深基坑支護(hù)為例，根據(jù)土層勘測(cè)信息，在假定基坑地表最大沉降量17 mm情景下，選擇并設(shè)計(jì)了地下連續(xù)墻和鉆孔灌注樁2種支護(hù)方案，采用安全性、水平位移、造價(jià)等指標(biāo)定量分析了不同設(shè)計(jì)方案的差異。結(jié)果表明：雖然地下連續(xù)墻因整體性好，其水平位移略小于鉆孔灌注樁1.21 mm，但鉆孔灌注樁的整體穩(wěn)定和抗傾覆穩(wěn)定安全系數(shù)均大于地下連續(xù)墻，具有更高的安全儲(chǔ)備，且鉆孔灌注樁的材料造價(jià)比地下連續(xù)墻的低三分之一，更經(jīng)濟(jì)。因此，在實(shí)際施工中推薦鉆孔灌注樁作為該深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)。

關(guān)鍵詞：地鐵;深基坑;支護(hù)方案設(shè)計(jì);地下連續(xù)墻;鉆孔灌注樁

Comparative study on different design schemes of retaining system in deep foundation pit support at Changchun metro station

WANG Changqing1， WANG Tan2， XIONG Yujiu1

（1.School of Civil Engineering， Sun Yat-sen University， Guangzhou 510275， Guangdong， China;

2.School of Civil Engineering， Changchun Institute of Technology， Changchun 130012， Jilin， China）

Abstract： Foundation pit excavation is a key in utilizing underground space. However， it is challenging in selecting and designing retaining structure for engineering deep excavation supporting when construction of urban subway stations. In addition， the balance between cost and safety of the designed program is another major challenge. In this study， different design schemes of retaining system in deep foundation pit excavation support are compared for a metro station in Changchun city. According to the soil properties of the construction site， assuming the maximum settlement of the deep foundation pit at 17 mm， two commonly used retaining systems， underground diaphragm wall and cast-in-place bored pile are selected and designed. Then， the two systems are quantitatively compared in terms of safety， horizontal displacement， and cost. The results show that although the horizontal displacement under the underground diaphragm wall is 1.21 mm smaller than that of cast-in-place bored pile， the cast-in-place bored pile performs better in global stabilization and anti-overturning stability safety. Moreover， the material cost of the cast-in-place bored pile is one third lower than that of the underground diaphragm wall. The conclusion： the cast-in-place bored pile can be used as the supporting structure of the deep excavation.

Keywords： metro; deep foundation pit; scheme of retaining system; underground diaphragm wall; cast-in-place bored pile

隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，特別是快速城市化（邱國(guó)玉等，2019），城市人口越來越密集，給城市帶來發(fā)展機(jī)遇的同時(shí)也極大地增加了城市交通壓力。由于地鐵具有節(jié)能環(huán)保、運(yùn)輸能力大、不侵占地面空間、交通組織相對(duì)簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，是有效緩解城市巨大交通壓力的理想交通方式（梁寧慧等，2008）。

地鐵建設(shè)過程中，地鐵車站基坑開挖工程，尤其是開挖深度大于7 m的深基坑，是地下空間開發(fā)利用的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。根據(jù)JGJ 120―2012《建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程》，目前常用于深基坑支護(hù)類型主要有錨桿式結(jié)構(gòu)、支撐式結(jié)構(gòu)、排樁、支護(hù)結(jié)構(gòu)與主體結(jié)構(gòu)結(jié)合的逆作法。對(duì)基坑周邊環(huán)境條件非常復(fù)雜的深基坑，通常采用排樁，或者支護(hù)結(jié)構(gòu)與主體結(jié)構(gòu)相結(jié)合的逆作法，由于城市中基坑工程往往臨近建筑物地下室以及受到建筑紅線的約束，常常限制了錨桿式結(jié)構(gòu)的應(yīng)用（郭瑾，2014），因此，支撐式結(jié)構(gòu)和排樁是常用于深基坑支護(hù)工程的2種支護(hù)結(jié)構(gòu)。深基坑支護(hù)工程面臨著許多安全問題，因深基坑支護(hù)工程涉及土力學(xué)、工程地質(zhì)、結(jié)構(gòu)工程等多個(gè)學(xué)科，以及施工過程的多環(huán)節(jié)性，其復(fù)雜性導(dǎo)致不論是在設(shè)計(jì)還是施工中都極具不確定性（劉興華，2016），開挖深度的增加，必然導(dǎo)致周邊環(huán)境復(fù)雜化（張訓(xùn)玉，2021），深基坑支護(hù)設(shè)計(jì)及其工程造價(jià)與車站安全保護(hù)的博弈是工程師面臨的重要挑戰(zhàn)（楊海林，2013）。

長(zhǎng)春地區(qū)地鐵建設(shè)尚處于萌芽階段（黃靜莉，2013），鑒于不同地質(zhì)條件對(duì)地鐵建設(shè)的影響不同，本文以長(zhǎng)春某擬建地鐵車站為例，根據(jù)車站工程地質(zhì)條件及基坑工程手冊(cè)（劉國(guó)彬等，2009），選擇并對(duì)比地下連續(xù)墻（支撐式）和鉆孔灌注樁（排樁）2種常用深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)，以地表垂直沉降量作為控制條件，設(shè)計(jì)不同支護(hù)方案，從安全性（整體穩(wěn)定性和抗傾覆穩(wěn)定性）、水平位移、材料造價(jià)等3個(gè)指標(biāo)定量分析不同支護(hù)方案總體效果，為長(zhǎng)春地區(qū)地鐵車站深基坑的支護(hù)方案設(shè)計(jì)提供參考。

1? 研究方法

1.1? 工程概況

擬建的長(zhǎng)春地鐵5號(hào)線一期工程越達(dá)路車站，位于硅谷大街與西越達(dá)路交匯處西越達(dá)路東側(cè)，附近主要建筑物為其南側(cè)的益田硅谷新城和市政停車場(chǎng)，車站沿硅谷大街道路北側(cè)建設(shè)，硅谷大街道路紅線寬度為100 m，西越達(dá)路道路紅線寬度為24 m，其結(jié)構(gòu)為地下雙層兩跨島式車站，地下一層為站廳層，地下二層為站臺(tái)層。

車站設(shè)計(jì)總長(zhǎng)218.4 m，標(biāo)準(zhǔn)段車站寬度為19.7 m。車站主體結(jié)構(gòu)采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土地下雙層兩跨箱形框架結(jié)構(gòu)，由側(cè)墻、梁、板、柱等構(gòu)件組成，沿車站縱向設(shè)置縱梁體系;車站頂板覆土厚度3.2～4.2 m，計(jì)算時(shí)考慮地面超載20 kPa，底板埋深16.6～18.2 m;車站基坑平均開挖深度為17.3 m。車站地下水位約深3.1 m，地下水類型主要為孔隙潛水和承壓水：孔隙潛水水位埋深為1.2～5.0 m，水位標(biāo)高194.29～233.24 m，含水層主要為粉質(zhì)黏土②1層、粉質(zhì)黏土②2層，隔水層主要為硬塑的粉質(zhì)黏土②3層、粉質(zhì)黏土②4層，其具有明顯的豐、枯水期變化，多年變化平均值1.5 m;承壓水水頭埋深2.6～3.7 m，水頭標(biāo)高194.75～213.65 m，以粉質(zhì)黏土②3層、粉質(zhì)黏土②4層為相對(duì)隔水頂板，含水層巖性為中粗砂層③、全風(fēng)化泥巖層④。場(chǎng)地土層自上而下分別為填土層、粉質(zhì)黏土層、全風(fēng)化泥巖。各土層的物理信息依次如表1所示。

結(jié)合表1，車站深基坑支護(hù)的特殊性在于：1）各土層厚度變化較大，特別是粉質(zhì)黏土②，平均變化幅度1～17 m;2）地下水位較高，孔隙潛水的多年平均水位為1.5 m;3）基坑開挖深度較深，開挖深度達(dá)17.3 m。土層厚度變化大增加了支護(hù)的安全風(fēng)險(xiǎn)，基坑開挖深度深增加了基坑的潛在變形量，故在進(jìn)行方案比選時(shí)，考慮經(jīng)濟(jì)性的同時(shí)，應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注各支護(hù)方案的安全性指標(biāo)（整體穩(wěn)定性安全系數(shù)、抗傾覆穩(wěn)定系數(shù)）和基坑變形。因此，在進(jìn)行支護(hù)方案比選時(shí)，從深基坑受力變形角度，采用整體穩(wěn)定性安全系數(shù)、抗傾覆穩(wěn)定系數(shù)評(píng)價(jià)方案的安全性，結(jié)合材料工程造價(jià)，綜合評(píng)定不同支護(hù)方案。

1.2? 支護(hù)設(shè)計(jì)方案

基坑開挖深度為17.3 m，根據(jù)《長(zhǎng)春市城市軌道交通5號(hào)線一期工程初步設(shè)計(jì)技術(shù)要求》（北京城建設(shè)計(jì)發(fā)展集團(tuán)股份有限公司，2020），需控制基坑地表最大垂直沉降量小于26 mm。地面沉降是由于自然和人為因素導(dǎo)致土層被壓縮致使地面高程降低的地質(zhì)現(xiàn)象（歐智德等，2021），由于地表沉降量與基坑安全密切相關(guān)（徐方京等，1993），本文以基坑最大地表垂直沉降量作為控制條件，按照樁徑和墻厚調(diào)整規(guī)則（樁徑、墻厚一般以200 mm的倍數(shù)調(diào)整），參考Peck（1969）和候?qū)W淵等（1989）前人研究成果，結(jié)合本工程土層地質(zhì)條件選擇指數(shù)法計(jì)算地表沉降量，經(jīng)理正深基坑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軟件解出最大地表垂直沉降量為17 mm。在此工況情景下，根據(jù)車站基坑開挖深度以及工程地質(zhì)條件選擇地下連續(xù)墻和鉆孔灌注樁2種常用支護(hù)方案，設(shè)計(jì)并計(jì)算詳細(xì)的基坑支護(hù)參數(shù)，計(jì)算采用理正深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軟件完成。支護(hù)方案設(shè)計(jì)中的處理包括：1）根據(jù)相似性，將粉質(zhì)黏土②1與粉質(zhì)黏土②2合并為黏性土，粉質(zhì)黏土②3與粉質(zhì)黏土②4合并成為粉土，各層物理參數(shù)見表2，根據(jù)《工程地質(zhì)手冊(cè)》（2018），各土層重度參數(shù)由勘測(cè)的各土層的天然含水量及塑限含水量確定。2）基坑外側(cè)水位埋深設(shè)為3.1 m，基坑內(nèi)側(cè)降水深度設(shè)為基坑頂面以下18.3 m，且假定內(nèi)側(cè)水位不隨開挖過程發(fā)生變化。

根據(jù)JGJ 120―2012《建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程》和《基坑工程手冊(cè)》要求，參考深基坑工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，圍護(hù)結(jié)構(gòu)厚度一般取0.05倍基坑開挖深度。王浩等人（2016）對(duì)不同寬度的基坑研究表明，當(dāng)插入比小于1.0時(shí)，隨著插入比的增大，圍護(hù)結(jié)構(gòu)的最大水平位移明顯減少，但當(dāng)插入比超過1.0以后，水平位移減小效果并不顯著，故在進(jìn)行方案設(shè)計(jì)時(shí)，不能為了減少材料造價(jià)或者減少圍護(hù)結(jié)構(gòu)的水平位移盲目增加支護(hù)結(jié)構(gòu)的嵌固深度。據(jù)此，2種不同支護(hù)方案最終設(shè)計(jì)結(jié)果如下：1）地下連續(xù)墻設(shè)計(jì)墻體厚度為800 mm，支護(hù)深度設(shè)計(jì)為26.8 m，嵌固深度為9.5 m，冠梁高、寬分別為800 mm;基坑外側(cè)水位設(shè)為3.1 m，基坑內(nèi)側(cè)降水深度設(shè)為18.3 m（圖1 a）;選擇內(nèi)支撐直徑630 mm，壁厚16 mm的Q235鋼支撐，水平間距設(shè)定5 m，第一道和最后一道鋼支撐距離基坑邊緣4.2 m（圖1 c），豎向設(shè)置4道鋼支撐，第一、二、三、四道支撐分別位于冠梁標(biāo)高以下0、4.5 m、9 m、13 m處，鋼支撐詳細(xì)布置見圖2。2）鉆孔灌注樁樁長(zhǎng)26.3 m，嵌固深度9 m，樁身材料采用強(qiáng)度等級(jí)為C30的鋼筋混凝土;由于承壓水層水位標(biāo)高為194.8～213.7 m，大部分在基坑開挖面以下，因此，主要以疏導(dǎo)潛水為主，采取坑外管井降水，坑內(nèi)明排，基坑內(nèi)外承壓水水頭最大為4.5 m，根據(jù)JGJ 120―2012《建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程》計(jì)算，止水帷幕進(jìn)入隔水層深度為0.9 m，且不宜小于1.5 m，在此基礎(chǔ)上根據(jù)JGJ 120―2012《建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程》采用兩管法（張義東等，2005）設(shè)計(jì)了單排樁徑600 mm、中心距300 mm的高壓旋噴止水帷幕，樁長(zhǎng)為20 m。冠梁高寬為800 mm × 800 mm（圖1 b）。鉆孔灌注樁為圓形截面，樁徑800 mm，沿基坑寬度方向第一個(gè)樁間距為0.85 m，其余樁間距1200 mm（圖1 d）

根據(jù)受力和配筋要求，2種支護(hù)方案的受力筋采用HRB335級(jí)鋼筋，箍筋和分布筋采用HPB300級(jí)鋼筋。鉆孔灌注樁與地下連續(xù)墻的鋼支撐布置與基坑內(nèi)外側(cè)水位設(shè)置相同，豎向設(shè)置4道鋼支撐，第一、二、三、四道支撐分別位于冠梁標(biāo)高以下0、4.5 m、9 m、13 m處，鋼支撐詳細(xì)布置見圖2。

1.3? 不同支護(hù)方案對(duì)比方法

采用三類指標(biāo)，即安全性（整體穩(wěn)定性和抗傾覆穩(wěn)定性）、支護(hù)結(jié)構(gòu)的最大水平位移量、支護(hù)結(jié)構(gòu)造價(jià)，對(duì)比判斷2種不同支護(hù)方案的差異，各指標(biāo)計(jì)算方法如下：

1.3.1? 安全性指標(biāo)

安全性指標(biāo)包括基坑整體穩(wěn)定性安全系數(shù)Ks和抗傾覆穩(wěn)定性安全系數(shù)Kov。采用瑞典條分法計(jì)算整體穩(wěn)定性安全系數(shù)Ks（式1）、根據(jù)《基坑工程手冊(cè)》計(jì)算抗傾覆穩(wěn)定性安全系數(shù)Kov（式2）

K_S=（∑（c_i l_i+W_i cosθ_i tg?_i））/（∑W_i sinθ_i ） （1）

式中，Ks為安全系數(shù)，ci 為條塊的黏聚力，li 為條塊的弧長(zhǎng)，Wi 為條塊的重量，θi 為第i個(gè)條塊底部的坡角，?_i為條塊的內(nèi)摩擦角。整體穩(wěn)定安全系數(shù)越大，基坑抗滑移穩(wěn)定性越好。

K_ov=M_P/M_a ?????? （2）

式中，Mp為被動(dòng)土壓力及支點(diǎn)力對(duì)樁底的抗傾覆彎矩，Ma為主動(dòng)土壓力對(duì)樁底的傾覆彎矩。

1.3.2? 最大水平位移指標(biāo)

在計(jì)算支護(hù)結(jié)構(gòu)變形量時(shí)，因彈性地基梁法能夠得到較為理想的結(jié)果（田嬌等，2011），故根據(jù)《基坑工程手冊(cè)》采用彈性地基梁法建立的微分方程計(jì)算支護(hù)結(jié)構(gòu)最大水平位移量（式3、式4）：

EI （d^（_4 ） y）/（dz^4 ）-e_a （z）=0 （0≤z≤hn）? （3）

EI （d^4 y）/（dz^4 ）+mb_0 （z-h_n）y-e_a （z）=0 （z > hn）? （4）

式中，EI為支護(hù)結(jié)構(gòu)的抗彎剛度，y為支護(hù)結(jié)構(gòu)的水平側(cè)向位移，z為土層深度，ea（z）為 z 深度處的主動(dòng)土壓力，m為土層水平抗力系數(shù)，hn為第n步的開挖深度，b0為長(zhǎng)度。

1.3.3? 支護(hù)方案造價(jià)指標(biāo)

以2種支護(hù)方案的材料費(fèi)與土方開挖費(fèi)的總造價(jià)作為2種支護(hù)方案的造價(jià)指標(biāo)，其中2種支護(hù)方案所用材料包括：配筋時(shí)采用的光圓鋼筋HPB300和熱軋帶肋鋼筋HRB335，鋼支撐所用材料為Q235鋼以及商品混凝土C30。根據(jù)吉林省建設(shè)工程造價(jià)信息網(wǎng)公布的各施工材料單價(jià)（吉林省建設(shè)工程造價(jià)信息網(wǎng)，2021），以及各材料用量計(jì)算總造價(jià)，各材料及土方開挖單價(jià)信息見表3。

2? 結(jié)果與分析

2.1? 支護(hù)方案安全性對(duì)比

2種支護(hù)方案的安全性指標(biāo)計(jì)算結(jié)果如圖3所示。計(jì)算結(jié)果表明：地下連續(xù)墻與鉆孔灌注樁的整體穩(wěn)定安全系數(shù)Ks分別為1.670和1.742，均大于1.35;抗傾覆穩(wěn)定安全系數(shù)Kov分別為3.208和3.749，均大于1.25，滿足JGJ 120―2012《建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程》要求，但是從計(jì)算結(jié)果來看，2種支護(hù)方案的安全性系數(shù)很接近，在工程上可以認(rèn)為兩者擁有一樣的安全性能。在地表最大垂直沉降量基本一致的條件下，鉆孔灌注樁的整體穩(wěn)定安全系數(shù)和抗傾覆安全系數(shù)均大于地下連續(xù)墻，說明鉆孔灌注樁比地下連續(xù)墻有更高的安全儲(chǔ)備，這可能是鉆孔灌注樁在施工鉆孔時(shí)，泥漿護(hù)壁作用對(duì)周圍土體起到了一定的粘結(jié)加固作用，一定程度上增加了土體的穩(wěn)定性。

2.2? 支護(hù)方案最大水平位移對(duì)比

2種支護(hù)方案最大水平位移計(jì)算結(jié)果見表4。計(jì)算結(jié)果表明：地下連續(xù)墻與鉆孔灌注樁的最大水平位移量分別為15.69 mm和16.90 mm;在開挖過程中地下連續(xù)墻與鉆孔灌注樁的最大彎矩與最大剪力均發(fā)生在第4道內(nèi)撐處，即開挖深度的四分之三處，其所承受最大彎矩分別為693.97 kN·m和522.10 kN·m，最大剪力分別為424.14 kN 和418.90 kN 。從計(jì)算結(jié)果可以看出，在地表最大垂直沉降量一致的條件下，鉆孔灌注樁的最大彎矩和剪力均明顯小于地下連續(xù)墻，這是因?yàn)殂@孔灌注樁剛度小于地下連續(xù)墻，導(dǎo)致其水平位移量大于地下連續(xù)墻，進(jìn)而導(dǎo)致其內(nèi)力趨于減?。ǜ呶娜A等，2001），從而相對(duì)減小其所受到的最大彎矩和剪力，利于鉆孔灌注樁圍護(hù)結(jié)構(gòu)的安全使用，但地下連續(xù)墻的最大水平位移要比鉆孔灌注樁小，這是因?yàn)榈叵逻B續(xù)墻整體性好、剛度大，抵抗變形的能力更強(qiáng)。

2.3? 支護(hù)方案材料造價(jià)對(duì)比

依據(jù)JLJD―JZ―2019《吉林省建筑工程計(jì)價(jià)定額》土方開挖為一、二類土，機(jī)械挖土方占98%，2種支護(hù)方案材料造價(jià)計(jì)算結(jié)果如圖4所示，計(jì)算結(jié)果表明，其中地下連續(xù)墻的總造價(jià)為1438.3萬元，鉆孔灌注樁的總造價(jià)為1096.5萬元，地下連續(xù)墻比鉆孔灌注樁高出341.8萬元，僅從材料的用量考慮，在最大垂直沉降量基本一致的條件下，鉆孔灌注樁的材料用量造價(jià)低，施工方便，更加經(jīng)濟(jì)。

2.4? 支護(hù)方案差異討論

在實(shí)際施工時(shí)，需要綜合考慮各方面因素，尤其是施工的風(fēng)險(xiǎn)把控，一旦出現(xiàn)意外，所造成的財(cái)產(chǎn)損失將會(huì)更大（但禮堂，2012）。2種支護(hù)方案的3個(gè)指標(biāo)綜合對(duì)比結(jié)果見表5。

從表5可以看出，鉆孔灌注樁的安全性指標(biāo)和經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)均明顯優(yōu)于地下連續(xù)墻，只有變形指標(biāo)略低于地下連續(xù)墻，但地下連續(xù)墻水平位移小于鉆孔灌注樁1.21 mm，因此，在實(shí)際施工中推薦采用鉆孔灌注樁作為該深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)。

上文在對(duì)比2種支護(hù)方案優(yōu)劣時(shí)，認(rèn)為3種指標(biāo)重要性一致。但即使考慮權(quán)重，按其重要性程度利用經(jīng)驗(yàn)加權(quán)評(píng)分法（鄒洪海，2005）分別賦予安全性、造價(jià)、變形3種指標(biāo)不同權(quán)重，評(píng)價(jià)結(jié)果表明：鉆孔灌注樁依然優(yōu)于地下連續(xù)墻。盡管長(zhǎng)春位于寒冷地區(qū)，季節(jié)性凍土?xí)?duì)樁間土產(chǎn)生一定的影響（如脫落掉塊現(xiàn)象），但當(dāng)巖土層含水量較少且能切斷其周邊自由水和薄膜水的補(bǔ)給通道時(shí)，凍脹危害性能夠得到消除，如在坑壁上布設(shè)水平排水滲管、對(duì)坑壁覆蓋保溫材料，減小土層凍結(jié)厚度等（李魯忠，2012）。從安全性角度分析，地下連續(xù)墻的結(jié)構(gòu)剛度、整體性、抗?jié)B性以及受力均優(yōu)于鉆孔灌注樁方案。從經(jīng)濟(jì)性角度分析，鉆孔灌注樁要顯著低于地下連續(xù)墻方案。計(jì)算結(jié)果表明，設(shè)計(jì)的鉆孔灌注樁、地下連續(xù)墻均滿足規(guī)范的安全性要求，但綜合考慮材料費(fèi)用，鉆孔灌注樁方案更適合。

深基坑支護(hù)設(shè)計(jì)方案優(yōu)選結(jié)果與長(zhǎng)春已建地鐵，如一號(hào)線的慶豐路站、長(zhǎng)春輕軌三期偽皇宮站、長(zhǎng)春軌道交通7號(hào)線吉大四院站，采用的基坑支護(hù)形式相一致，均為鉆孔灌注樁方案，表明該方案在該地區(qū)應(yīng)用較好。其中長(zhǎng)春地鐵一號(hào)線慶豐路站（馬譜文，2015），工程地質(zhì)及水文地質(zhì)條件與本案例中的車站類似，其基坑平均開挖深度為18.6 m，采用直徑800 mm，間距1200 mm鉆孔灌注樁作為支護(hù)結(jié)構(gòu)。不同的是慶豐路站部分承壓水水頭標(biāo)高在基坑開挖面以上，在降水時(shí)采用設(shè)置減壓井來控制承壓水水位，減少地下水對(duì)基坑的影響。考慮到承壓水分布具有一定的不確定性，本文設(shè)計(jì)的鉆孔灌注樁方案采用在基坑四周布置止水帷幕，更好地減少地下水對(duì)基坑的影響。

本車站基坑平均開挖深度為17.2 m，長(zhǎng)春輕軌三期偽皇宮站和長(zhǎng)春軌道交通7號(hào)線吉大四院站基坑開挖深度則更深（高云昊等，2011;張險(xiǎn)濤，2021），基坑的變形比本文車站更難控制，其中偽皇宮站的車站入口基坑開挖深度為20.1 m，采用直徑1000 mm、間距1200 mm的鉆孔灌注樁作為支護(hù)結(jié)構(gòu);而吉大四院站的基坑平均開挖深度達(dá)到21.2 m，采用的是直徑1000 mm的鉆孔灌注樁。綜上所述，本案例中地鐵深基坑采用鉆孔灌注樁方案是合理的，符合長(zhǎng)春相似地鐵深基坑支護(hù)設(shè)計(jì)。

此外，在設(shè)計(jì)過程中，發(fā)現(xiàn)鉆孔灌注樁在樁徑一定的情況下，其最大水平位移不隨樁間距的增大而增大，比如樁徑為800 mm的鉆孔灌注樁，樁間距為1 m時(shí)的最大水平位移量大于樁間距為1.2 m時(shí)的最大水平位移量，說明為了控制變形，不能盲目采用減少樁間距的辦法。盡管綜合3種指標(biāo)，鉆孔灌注樁更適合作為長(zhǎng)春地區(qū)的深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)，但隨著施工技術(shù)的提高以及施工成本的降低，地下連續(xù)墻固有優(yōu)勢(shì)（張峰，2014）及其與地下結(jié)構(gòu)外墻“兩墻合一”模型研究表明，墻體因其彎矩較小，且隨著荷載的增加，墻體彎矩的變化不明顯（謝志秦等，2012），若能得到應(yīng)用和發(fā)展，將使許多工程既確保了工程質(zhì)量和進(jìn)度，又減小了結(jié)構(gòu)斷面，節(jié)省混凝土用量。

3? 結(jié)論

在保持地表垂直最大沉降量一致的條件下，分析長(zhǎng)春某地鐵工程中地下連續(xù)墻和鉆孔灌注樁2種深基坑支護(hù)方案的安全性、最大水平位移、造價(jià)3種指標(biāo)，結(jié)果表明：1）鉆孔灌注樁整體穩(wěn)定性和抗傾覆穩(wěn)定性安全系數(shù)均大于地下連續(xù)墻，擁有更高的安全儲(chǔ)備。2）地下連續(xù)墻水平位移量小于鉆孔灌注樁，地下連續(xù)墻的整體性好、剛度大，可以抵抗更大的變形。3）僅考慮材料用量，鉆孔灌注樁可以節(jié)約三分之一的費(fèi)用。在滿足相應(yīng)基坑水平位移變形標(biāo)準(zhǔn)的條件下，綜合考慮3項(xiàng)指標(biāo)，鉆孔灌注樁更適合作為此車站深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)。

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