车站施工基坑围护工艺研究

【摘要】随着我国国民经济的快速增长，极大的推动了城市化进程的发展。越来越多的人涌入城市，给城市基础设施造成极大的负担。为了解决城市人口密集、交通阻塞、用地紧张等城市发展现状，城市地下轨道的建设便极大的缓解了城市发展和设施压力方面的矛盾。在地下轨道的建造中，深基围护是整个设计和施工的关键，也是最大限度的保障了施工的安全性和稳定性。本文以板桩墙深基坑围护为例，研究其设计原理和设计方案。

【关键词】车站；施工；基坑；围护

深基坑工程是整个车站建设中最复杂、最庞大的工程，在开挖过程中不仅要保证深基坑工程的安全和稳定性，还要有效的保护周围环境的安全。然而，在深基坑工程中，围护又是整个工程的基础和保障，必须要满足支护体系的安全性、可靠性和积极性，围护要确保安全施工和环境保护。

1、地铁车站深基坑围护分类

基坑围护体系，是土体和支护结构一起作用的有机整体，在施工过程中，不仅要保证内部施工的安全性、便利、稳定性，还要考虑在土层的变形控制。这样才能确保施工和地面环境的安全和保障 。主要采用的基坑围护结构有：地下连续墙、钻孔灌注桩或钻孔咬合桩、土钉墙支护或喷锚网支护、型钢混凝土复合搅拌桩（SMW 工法桩）、地下连续墙。

2、板桩墙结构设计原理

2.1极限平衡法

极限平衡法是通过分析土体在极限破坏时候的静力平衡条件。这种方法计算简单，容易掌握，可靠性强，是当前我国深基坑挖中设计师最常见的一种计算方法之一。

2.2有限单元法

深基坑挖是个复杂而庞大的工程，所涉及到的各种因素都可能导致整个工程的失败。因此，常规的分析方法所考虑的因素比较单一，在施工过程中对众多因素所产生的影响考虑不周全，可能导致整个工程的失败 。因此，为了研究复杂的环境条件下的基坑工程顺利进行，将基坑和周边的土层看成是一个空间体系，考虑开挖过程中支护体系和土的合力，同时还要考虑时间、渗流等因素的影响，从而进行围护结构的受力、变形和工程实施过程中的环境效应。

3、车站深基坑围护结构和方案设计

3.1基坑方案论证

根据地铁车站施工特点和工期等因素，基坑设计方案一般根据整体顺作法和分区顺作法。整体顺做法是把整个基坑采用明挖顺作法进行施工，同步进行，按照基坑的面积和开挖的情况和周围环境，来采用板式围护体结合坑内设置躲到支撑的方案。分区顺做法是根据车站旁边的建筑物进行项目分开施工，可以分为几个步骤进行开挖。从工程施工的现状来看，整体顺作法不利于施工，因为工程将很长一段时间实现封路，对过往的车辆、行人等造成阻碍，甚至可能导致交通阻塞等现象。为了不影响市民的正常生活，最好是采用分期顺作法。

3.2围护体的造型选择

根据以前基坑施工经验，基坑工程中选择维护体有钻孔灌注桩结合隔水帷幕、地下连续墙及型钢水泥土搅拌墙。钻孔灌注桩结合隔水帷幕工艺是围护体最常见的一种方法，能够保障质量，噪音校，有很好的隔水效果，对工程周围环境的影响不大，造价合适。该项目工艺适合用于对变形控制要求很高的基坑项目，隔水帷幕可以根据工程的地质条件、周围环境和价格因素来选择 。地下连续墙可以有效的控制基坑的变形情况，对周围环境变形要求较高的基坑工程。地下连续墙抗渗效果好。但是这种方法造价高，施工技术和经验相对很少，一般不考虑用地下连续墙做围护。型钢水泥搅拌墙是一种将受力结构和隔水效果合二为一的围护墙体，对周围的环境影响较小，而且占地面积小，施工速度快。但是变形较大，对于要对周围环境保护要求高的工程不适用 。

3.3水平支撑体系选择

深基坑工程中的板式支护体的水平支撑结构主要包括水平内支撑和锚杆两个部分。由于施工地点多为城市中，周边埋设了许多市政管线，因此在施工过程中要充分考虑周围土体所产生的影响，确保工程的稳定和安全。深基坑中水平支撑方式一般是钢支撑和混凝土支撑两种方式。

3.4围护结构设计

本文所研究的是车站的围护结构方案设计，该工程属于一期工程。采用钻孔灌注桩和水帷幕形式，里面的支撑采用钢管和钢筋混凝土相结合的方式，对车站工程基坑进行初步设计 。首先是要根据相关数据进行预算，再进行验算。

4、基坑围护结构分析

4.1位移分析

4.2受力分析

根据工程的计划，为了方便支撑受力的分析。基坑在第二-第四次开挖中所受到的力度不一样。当基坑开挖的时候，支撑为限制围护桩体变形受到来自于横向方面的力的作用，轴力便会逐渐增大 。当基坑开挖到第

三、第四层土的时候，土体的侧向压力逐渐向下移动，由于前面所开挖的轴力增大，土的侧向压力被分散承担，第一道支撑所承受的轴力逐渐减小。

4.3监测分析

施工过程中，围护除了要进行受力分析之外，还要对水平移位和受力情况进行监测 。首先要对监测方案进行设计，并根据方案进行现场施工，对所采集到的监测数据进行分析。在基坑深挖过程中，桩体最大水平移位和基坑开挖深度以及支撑的架设的关系非常密切，也就是说围护桩体的水平移位最大值将随着开挖的深度而逐渐增大，并逐渐向下移动。

本文对车站围护结构的设计和基坑受力及变形范围等方面做了详细的分析，讨论了围护水平移位和受力等情况，对车站地铁建设过程中的工程设施结构做了介绍。基坑工程是一个复杂的系统工程，所涉及到的知识很广泛，而且要根据地质条件和具体的施工环境来进行详细分析，才能让基坑工程实施更科学更严谨。