1、地铁工程深基坑支护体系探讨摘要：地铁深基坑支护技术己经取得一些经验。一个深基坑工程从开始到完成，受到工期的限制，投入的经济成本，周围环境的影响程度，各种技术性条件等因素制约。这些都使得对支护方案的合理，经济，可靠，安全的优化选择具有很强的现实意义。本文将以理论与实际研究为出发点，针对地铁深基坑的具体概况，场地地层工程岩土特性，水文地质条件等进行深基坑支护方式比较性研究和优化。 关键词：地铁工程，深基坑支护，支护体系，优化选择 中图分类号：TV551.4 文献标识码：A 随着我国经济建设的发展，地铁建设工程项目数量和规模迅速扩大，这些项目中的基坑工程都在不同程度上遇到了对基坑自身稳定和周围环境影
2、响的控制问题。这样，如何在设计和施工中控制土体位移以保护建筑物、地下管线和构筑物便成为地铁工程中亟需研究和解决的课题。基坑工程的最基本的作用是为了给地下工程敞开开挖创造条件。而基坑支护体系的基本作用是确保基坑稳定性和周围环境稳定性达到安全要求。所以，地铁深基坑支护体系在地铁深基坑建筑工程项目中发挥重要作用。在各个城市地铁工程中，所有的基坑工程项目基本上都属于深基坑工程。当前国内的深基坑支护体系主要有，地下连续墙支护、排桩支护、预应力锚索支护、内支撑、钢板桩支护、水泥土重力式挡墙，深层水泥搅拌桩支护等。本文主要是对以上提到的前三种支护方式进行分析比较，在具体实践过程中，需要根据基坑深度、土质条件
3、、地下水情况等，选择合理经济的解决方案。 1 地下连续墙支护 1.1 地下连续墙支护特点 在工程应用中地下连续墙已被公认为是深基坑工程中最佳的挡土结构之一，地下连续墙平面布置形式见图 1，它具有如下 显著的优点： a. 施工具有低噪音、低震动等优点，工程施工对环境的影响小； B. 连续墙刚度大、整体性好，基坑开挖过程中安全性高，支护结构变形较小； c. 墙身具有良好的抗渗能力，坑内降水时对坑外的影响较小； d. 可作为地下室结构的外墙，可配合逆作法施工，以缩短工程的工期、降低工程造价。 但地下连续墙也存在弃土和废泥浆处理、粉砂地层易引起槽壁坍塌及渗漏等问题，因而需采取相关的措施来保证连续墙施工
4、的质量。作为基坑围护结构，主要基于强度、变形和稳定性三个大的方面对地下连续墙进行设计和计算。 （a） （b） （c） （d） 图 1 地下连续墙平面布置形式 2 排桩支护 2.1 排桩支护类型 排桩围护体是利用常规的各种桩体，例如钻孔灌注桩、挖孔桩、预制桩及混合式桩等并 排连续起来形成的地下挡土结构。按照单个桩体成桩工艺的不同，排桩围护体桩型大致有以下几种：钻孔灌注桩、预制混凝土桩、挖孔桩、压浆桩、SMW 工法（型钢水泥土搅拌桩）等。这些单个桩体可在平面布置上采取不同的排列形式形成挡土结构，来支挡不同地质和施工条件下基坑开挖时的侧向水土压力。 2.2 单排桩内力和变形计算 柱列式挡墙虽由单个桩
5、体并成，但其竖向受力形式与壁式地下连续墙是类似的，其与壁式地下连续墙的区别是，由于分离式布置的排桩之间不能传递剪力和水平向的弯矩，所以在横向的整体性远不如地下连续墙。在设计中，一般可通过水平向的腰梁来加强桩墙的整体性。计算步骤 a.计算等刚度壁式地下墙折算厚度 h 设钻孔桩桩径为 D，桩净距为 t，则单根桩应等价为长 D+t 的壁式地下墙，令等价后的地下墙厚为 h，按二者刚度相等的原则可得： ， 若采用一字相切排列，tD，则 h 0.838D。 b.按厚度为 h 的壁式地下墙，计算出每延米墙之弯矩剪力 及位移。 c.换算得相应单桩的弯矩 、剪力 及位移 ，然后分别进行截面与配筋计算。 ， ，
6、。 2.3 双排桩 双排桩的计算较为复杂，首先是作用在双排桩结构上的土压力难以确定，特别是桩间土的作用对前后排桩的影响难以确定，桩间土的存在对前后排桩所受的主动及被动土压力均产生影响，由于有后排桩的存在，双排支护结构与无后排桩的单排悬臂支护桩相比，墙背土体的剪切角将发生改变。剪切破坏面不同，将导致土体的主动土压力的变化。如何考虑上述因素的作用，以对前后排桩所受土压力进行修正。其次是双排支护结构的简化计算模型如何确立，包括嵌固深度的确定、固定端的假定、桩顶位移的计算等。 3 预应力锚索支护 3.1 预应力锚索工作机制 预应力锚杆（索）是将受拉杆件的一端（锚固段）固定在稳定地层中，另一端与工程构筑
7、物相联结，用以承受由于土压力、水压力等施加于构筑物的作用力，从而利用地层的锚固力以维持构筑物稳定。其设计工作流程见图 2，与其它支护形式相比，,具有以下特点： a. 提供开阔的施工作业空间，非常的利于土方开挖施工。锚杆（索）施工机械设备施工作业占用空间小，适合各种场地和地形； b. 对岩土的扰动小，地层开挖后可立即提供支护作用力，控制土体变形发展趋势； c. 锚杆（索）作用部位、倾角、密度和施工时间可根据工程实际情况具体调整； d. 预应力锚杆（索）的抗拔力已由试验和实际工程实例验证，能够保证设计有足够安全系 数。 图 2 预应力锚索设计工作流程 4 几种支护体系分析比较 表 1 将四种支护体
8、系从场地地层工程岩土特性，水文地质条件周围环境的影响程度，各种技术经济条件等因素进行了分析比较。 表 1 深基坑支护方式分析比较 5 结语 地铁深基坑支护工程己经成为我国建筑业研究的重点问题，同时地铁深基坑支护体系已经成为人们研究的关键难点。从深基坑支护的角度看，只有对其选项进行合理设计才能保证施工顺利开展，其选项受到经济因素和技术因素影响，为了能够满足施工的具体要求，达到减少对周围影响的目的，需要从工期短、施工方便、经济效益等方面进行综合考虑。最后进行比较最终确定，支护结构挡墙选项过程中与地下水位降低、支撑选型、挖土方案等配套进行研究。 参考文献： 1 刘国彬，王卫东基坑工程手册M北京：中国建筑工业出版社，2009 2 徐干成，郑颖人岩土锚固技术手册M北京：中国水利水电出版社，2013 3 杨磊地铁深基坑支护方案的优化探讨D硕士学位论文.武汉:武汉理工大学，2011 4 何思明预应力锚索破坏特性及极限抗拔力研究J岩石力学与工程学报，23(17)：296 297 张维建（1987） ，男，重庆交通大学交通运输学院硕士研究生，重庆，400074 徐宏武（1964） ，男，硕士生导师，教授级高工，招商局重庆交通科研设计院有限公司，
