地铁结构中基坑支护设计的应用？
地铁结构施工是在地下空间内完成的，自身所处空间位置的特殊性使其面临上部及周围土体的威胁，同时由于地下开挖也给其周围的建筑及附属设施带来安全威胁，基坑支护的重要性不言而喻。本文在介绍了地铁结构基坑支护设计要点后，以上海市某地铁车站的基坑工程为设计实例进行了应用探析。
地铁结构施工中，因其所处的地理位置的特殊型，基坑支护虽然是短暂的临时性辅助工程对于地铁工程的施工却起着举足轻重的作用。对地铁项目中基坑支护进行合理设计，不仅是项目施工的需要，也是保护地铁周围建筑和设施安全的重要举措。
1地铁结构基坑支护设计要点
对基坑支护形式进行科学选择是支护设计首先面临的问题，需要设计人员从地铁结构所处地理位置的地质条件出发，对周边建筑物的保护等级和工程造价的经济性等方面深入考量。基坑支护具有完整的结构性和体系性，必须满足变形可控和稳定性要求，也就是行业规范内常用的极限状态（负荷能力的极限和正常使用的极限）下的防护需求。
负荷极限是支护结构在遭受强大不利外力作用时产生滑动、倾斜甚至是结构损坏等现象进而引发大规模失稳，通常在地铁结构的基坑支护设计中不允许出现该类极限状态；正常使用的极限是支护结构由于土石开挖所引起的土体变形过大而使支护结构也发生变形，其正常使用的功能被破坏，但结构并未失稳。所以，在设计地铁结构中的基坑支护措施时，其负荷能力的极限安全系数要相当高才能避免支护失稳的现象发生。在保障支护结构稳固性优良的前提下，结构位移量的控制是另一项重要设计内容[1]。
通常设计过程中，控制支护位移的条件以水平位移为主，直接原因是便于观测。控制水平位移的标准视地铁结构周边建筑以及其他附属设施的防护等级而定，也就是对基坑所属的安全等级进行精确划分。一级基坑安全支护对位移的要求是其周边临近的建筑物或者附属设施需要保护的力度比较大，基坑变形必须控制在很小范围内；三级基坑安全支护对位移的要求是其周围没有需要保护的建筑物和相关附属设施，对于位移量的限制很宽松，控制标准在基坑整体安全范围内没有额外要求；二级基坑安全支护的控制标准介于一级和二级之间。
在基坑位移量化控制标准中，水平最大位移是一项重要指标，通常而言，一级基坑中不宜超过30mm，若基坑深度比较大，水平最大位移须控制在开挖深度的3‰以内；而一般性基坑水平最大位移均不能超出50mm。从长期的施工经验来看，当基坑水平位移小于30mm时地表不会出现明显裂纹，而当基坑位移扩大到40~50mm时，地表裂纹就非常明显。所以，地铁结构的基坑水平最大位移必须控制在40mm以内，以免地面产生明显裂纹或者产生继发性沉降。通常情况下选择诸如连续墙、挡土桩或者内部支撑体系的支护形式，伴随的位移均比较小，并且具有良好的可控性，可以将水平位移精准地管控在30mm内，而土钉型的支护方式对地质条件要求比较高，如果不借助于锚杆或者超前支护等强化巩固措施，基坑水平位移多数情况下会大于30mm[2]。
2对地铁结构的基坑支护方案设计的实例论述
2.1项目概况
以上海市某条地铁线路中某具体地铁车站的基坑设计为例展开具体探析。该站点地铁车站总长164m，站区东北角有一居民小区距离最近的地铁出口（1#出口）的附属结构约20m，小区楼房结构为砖混结构，楼层6层，车站西南角有另一居民小区距离紧邻的地铁出口（3#出口）的附属结构约23m，距离车站10m范围内有一根钢筋混凝土雨水管（直径80cm）、两根铸铁管（直径分别为15cm和30cm）。车站主体基坑结构的标准段宽为21.5m，深为17.5m，断头井的宽为24.6m，深为19.4m，基坑等级为二级。附属基坑深为11m。
2.2设计主体基坑
（1）计算地下连续墙
从地铁车站主体基坑规格选用厚800mm的连续墙作为围护结构，并以厚400mm的内衬墙为辅助措施，连续墙的初始插入比拟定为0.85。端头井部位的基坑支护以1000mm厚的连续墙作为围护结构，并辅助以600mm厚的内衬墙，连续墙初始插入比拟定为0.82。从叠合墙独有的受力特点出发，连续墙设计时在基坑的开挖阶段和内部回填阶段分别以总量法和应力变化累加法加以计算[3]。而在施工环节的受力情况以有限元理论建立结构的荷载模型进行力学分析和设计。有限元理论的最终分析成果为此处连续墙水平最大位移33.4mm，满足规范中对于二级基坑安全控制的要求。
（2）计算主体结构
该站区所处地理位置的地下水位偏高，降水措施在基坑施工中必须保证执行到位，土质回填后是施工环节最不利的自重工况，此时影响程度比较大荷载是填土重、站台站厅移动荷载以及地面的移动荷载。后续阶段因降水措施的停止地下水位会攀升，对底板的浮力随之增大，浮力工况下影响比较大的有填土重、底板浮力以及结构的自重。对这两种不利工况计算之后选取弯矩的外包络值[4]。进而可对连续墙及其内部结构展开配筋计算和设计。
（3）设计内支撑
地铁车站基坑标准段和端头井的竖向内部支撑设计分别如图2~3示。标准段采用不设围檩的刚性支撑，一共设置五道竖向支撑。第一道为钢筋混凝土支撑（800mm×800mm），剩余四道为钢管支撑（直径60.9cm）。端头井大部分采用斜撑形式，共设置六道，第一道为钢筋混凝土斜撑，剩余五道为钢管斜撑（直径60.9cm）。钢支撑预应力以支撑轴力的0.7倍施加。
2.3设计附属基坑
车站附属基坑全部为地下一层构筑物，个别部位带有电缆夹层，其围护结构全部采用直径800mm、间距950mm的排桩形式，出于偏高的地下水位限制，需要在排桩外围增设直径850mm、间距600mm的三轴水泥式搅拌桩来形成外层帷幕以达到止水防水的效果。附属基坑内共设置三道竖向支撑，第一道为钢筋混凝土支撑，剩余两道为钢管支撑（直径60.9cm）。
2.4基坑降水
该地铁车站的主基坑开挖深度比较大，加之地下水位偏高，位于地下的连续墙直接插入到了承压含水层，根据已勘察到的地质资料经过相关计算得到，主体基坑的标准段和端头井部位的基坑底板抵抗突涌的稳定性无法满足规范的设计要求，对于标准段的基坑而言，其承压水位应降到地表下11m以下，端头井部位的承压水位应降到地表下13.6m以下，并且在施工环节要对承压水头进行实时监测。附属基坑在施工环节只需要对潜水实施抽降即可。
3结语
地铁结构因其具体施工位置的特殊性和任务的艰巨性，其基坑结构的支护设计需要考虑的因素有很多，支护形式的合理准确选用、位移控制的量化标准等都是设计工作的重点，尤其是主体基坑的标准段和端头井部位应该投入更多的精力和心思，以保障支撑结构的整体性和稳固性。
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学习归纳深基坑常见支护形式?
答：地下连续墙之所以能得到如此广泛的应用和其具有的优点是分不开的,地下连续墙具有以下一些优点:1.施工时振动小,噪音低,非常适于在城市施工。2.墙体刚度大,用于基坑开挖时,可承受很大的土压力,极少发生地基沉降或塌方事故,已经成为深基坑支护工程中必不可少的挡土结构。3.防渗性能好,由于墙体接头形式和施工方法的改进...
钢板桩支护需要引孔吗?
答：根据地质情况，一般N值超过15就可能存在打入较慢或者打不下的情况；如果特别坚硬的还要使用静压植桩机进行打桩。钢板桩支护应用于基坑深度超过五米的深基坑支护，它属于一种连续支护。钢板桩的形状类似于U型钢但比U型钢宽和深，截面大约呈一个梯型，板材厚约二十五毫米，宽三米左右，长度一般六到九米，...
常见基坑类型优缺点分析?
答：优势：刚度大，止水效果好，是支护结构中最强的支护形式。劣势：造价较高，对施工场地要求较高，施工要求专用设备。适用：地质条件差和复杂，基坑深度大，周边环境要求较高的基坑。八、SMW工法 优势：施工时基本无噪声，对周围环境影响小；结构强度可靠，凡是适合应用水泥土搅拌桩的场合都可使用；挡水防渗...
基坑围护方法介绍?
答：因此，具有较好的经济效益和社会效益。水泥土重力式挡墙一般做成格栅形式，按重力式挡墙计算。广泛用于开挖深度7米以内的深基坑围护结构、管道沟支护结构、河道支护结构、地下人行道等。（2）地下连续墙地下连续墙支护技术，已广泛应用于民用建筑、工业厂房和市政工程，包括建筑物的地下室、地下变电站、地下...
在基坑开挖中深基坑支护的措施有哪些
答：中硬地层、密实的砂砾层以及岩石的地基中都可施工。初期用于坝体防渗，水库地下截流，后发展为挡土墙、地下结构的一部分或全部。房屋的深层地下室、地下停车场、地下街、地下铁道、地下仓库、矿井等均可应用。相关拓展：深基坑支护基本要求：1、深基坑围护必须根据设计要求，深度及现场环境工程进度来确定...
深基坑支护工程施工技术管理措施?
答：因此必须由具有丰富基坑支护经验的设计人员来设计方案，根据地形地貌、地质特点等具体情况，充分利用结构学、材料学及基础地基等相关知识，确保设计方案的实际可行性。最后，设计方案必须要由专家组进行审批通过，才可应用到施工中去。第二，支护形式。深基坑支护形式具有多样性，施工人员要能够根据工程周边环境...
基坑工程中防渗帷幕的应用?
答：随着我国工业与民用建筑的蓬勃发展,大量的基坑工程出现在房屋建筑、市政工程或地下建筑物的施工过程中。基坑工程是指基坑施工的安全、主体地下结构的稳定和周围环境不受损害而采用的支护结构、防渗帷幕、降水和土方开挖与回填,并包括勘察、设计、施工和监测等一系列工程的总称。为保证基坑工程的安全、稳定和对变形的控制,...
深基坑支护SMW工法桩?
答：深基坑支护SMW工法桩从做法到应用都有其规则,每个细节的处理都为了更好的效果,都是非常关键的。中达咨询就深基坑支护SMW工法桩和大家说明一下。1设计施工要求⑴.止水帷幕为水泥土搅拌桩,截面形式为3×650@450,水泥土搅拌桩采用标准连续方式施工,搭接形式为套接一孔法。⑵.插入深层搅拌桩内的的H型钢采用H500×300...
地下连续墙作用与分类
答：本法特点是：施工振动小，墙体刚度大，整体性好，施工速度快，可省土石方，可用于密集建筑群中建造深基坑支护及进行逆作法施工，可用于各种地质条件下，包括砂性土层、粒径50mm以下的砂砾层中施工等。适用于建造建筑物的地下室、地下商场、停车场、地下油库、挡土墙、高层建筑的深基础、逆作法施工围护...
ADINA在深基坑开挖过程中对地铁的影响分析?
答：因此, 对于理论研究和工程实践而言,解决城市建设发展与地铁保护双重需要的矛盾具有重要的意义。以上海地区某一个毗邻地铁隧道的基坑实际工程为背景, 采用二维有限元分析方法, 应用通用非线性有限元软件ADINA, 对其进行模拟分析, 在后处理中提取支护结构变形值与实测值比较, 分析其可行性, 为设计和施工提供...
