摘要：支護(hù)結(jié)構(gòu)對(duì)地鐵車站的穩(wěn)定性具有關(guān)鍵性作用，關(guān)系到整個(gè)地鐵車站工程的安全、使用壽命，為增強(qiáng)基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的質(zhì)量，務(wù)必要進(jìn)行更加合理的設(shè)計(jì)。基于此，本文對(duì)地鐵車站基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)相關(guān)情況展開探討。首先概述地鐵車站基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的概念、特征及安全等級(jí)。其次對(duì)地鐵車站基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行思考，包括設(shè)計(jì)原則、設(shè)計(jì)實(shí)施方法以及設(shè)計(jì)要點(diǎn)等。最后以某地鐵車站為例，對(duì)基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行案例分析，探討設(shè)計(jì)優(yōu)化的思路。以期能為基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)質(zhì)量的提升提供參考。

　　關(guān)鍵詞：地鐵車站;基坑支護(hù)結(jié)構(gòu);設(shè)計(jì)

　　一、前言

　　地鐵車站是城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的組成部分。在我國(guó)現(xiàn)代化城市建設(shè)進(jìn)程中，地鐵車站工程項(xiàng)目量增多，規(guī)模擴(kuò)大，技術(shù)含量也日漸提升。然而無論地鐵車站建設(shè)工程項(xiàng)目發(fā)生何種變化，都離不開對(duì)于基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的依賴。只有加強(qiáng)基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的質(zhì)量，才能為整個(gè)地鐵車站項(xiàng)目安全提供保障，由此也凸顯出基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的價(jià)值。基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)所需要處理的任務(wù)復(fù)雜，工程量巨大，設(shè)計(jì)工作的難度較高，面臨著較為嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。處于這樣的背景下，為了能夠給基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作的開展提供一定助力，提高設(shè)計(jì)安全性與可行性，對(duì)設(shè)計(jì)相關(guān)情況展開分析十分必要，對(duì)地鐵車站項(xiàng)目質(zhì)量、效率的全面提升，均有積極作用。

　　二、地鐵車站基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)概述

　　(一)基坑支護(hù)概念

　　為引起施工方對(duì)基坑支護(hù)的重視，國(guó)家出臺(tái)了《建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程》作為行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，其中對(duì)基坑支護(hù)做出了相應(yīng)的要求與說明，并對(duì)基坑支護(hù)的概念做出定義。基坑支護(hù)指的是在地下工程施工時(shí)，處于地下施工環(huán)境、地下結(jié)構(gòu)安全的考慮，對(duì)基坑側(cè)壁、基坑周邊實(shí)施的加固、支擋等保護(hù)性措施[1]。如圖1所示。施工過程中，逐漸總結(jié)出了不同類型的基坑支護(hù)形式，適用于不同的地形條件、工程項(xiàng)目之中。其中比較常見的類型包括有排樁支護(hù)、地下連續(xù)墻支護(hù)、鋼筋混凝土排樁、原狀土放坡等等。且基坑支護(hù)可以單獨(dú)或者多種結(jié)合使用，以達(dá)到最佳的支撐防護(hù)效果。此外，基坑支護(hù)在地下水控制中同樣具有防護(hù)作用，通過截水、回灌等形式在基坑開始挖掘階段，對(duì)地下水進(jìn)行適當(dāng)?shù)目刂疲苊夤こ萄诱`[2]。由此也可以看出，針對(duì)基坑支護(hù)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)師十分關(guān)鍵的，也就是要進(jìn)行明確的基坑支護(hù)的整體結(jié)構(gòu)、結(jié)構(gòu)的受力情況進(jìn)行規(guī)劃與設(shè)計(jì)，以確保基坑支護(hù)能順利發(fā)揮出自身的價(jià)值和作用。

　　(二)地鐵車站基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的特征

　　地鐵車站基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的主要特點(diǎn)如下：

　　1. 地鐵車站基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)中，作為承載樁的樁底通常處于土質(zhì)堅(jiān)硬的土壤層內(nèi)，包括硬塑狀黏土、巖石等。原因在于處于堅(jiān)硬土壤中，能夠?yàn)槌休d樁的質(zhì)量、安全提供有力的支撐，對(duì)樁底形成有效的豎向承載力量。在這些力量的支撐之下，地鐵車站上部分結(jié)構(gòu)所產(chǎn)生的壓力，才能夠處于樁基的符合范圍之中。

　　2. 地鐵車站基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的豎向承載能力較強(qiáng)，即使是在自身重力、外界因素的作用下，也基本上不會(huì)對(duì)支護(hù)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生干擾，也不會(huì)產(chǎn)生過度的沉降變化，所出現(xiàn)的傾斜角度通常也是出于可控制的范圍之中[3]。同時(shí)，基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)對(duì)于工程項(xiàng)目整體可能出現(xiàn)的側(cè)翻風(fēng)險(xiǎn)能夠進(jìn)行控制，海嘯、地震等外力風(fēng)險(xiǎn)所引起的荷載也能抵消，繼而使地鐵車站的施工安全得到有力的保護(hù)。

　　3. 基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)具有液化土層的功能，這就意味著在樁底能在土層之中形成較為有力的支撐作用。正是由于基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)具有上述特征，才能夠滿足在地鐵車站工程項(xiàng)目施工過程中的安全、質(zhì)量需求。

　　(三)地鐵基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)安全等級(jí)

　　《建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程》中將基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的安全等級(jí)劃分為1級(jí)、2級(jí)、3級(jí)，其重要性系數(shù)、后果嚴(yán)重程度均不相同，如表1所示。了解基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)安全等級(jí)，能為后續(xù)設(shè)計(jì)工作的開展提供明確的思路和具體的要求，并且要在此基礎(chǔ)上，對(duì)安全等級(jí)展開進(jìn)一步的分析，以達(dá)到相應(yīng)等級(jí)的安全標(biāo)準(zhǔn)要求。對(duì)地鐵車站建筑施工中，關(guān)于支護(hù)結(jié)構(gòu)的行業(yè)規(guī)范需要進(jìn)行全面的分析，繼而對(duì)基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行針對(duì)性的設(shè)計(jì)，使后續(xù)工程作業(yè)能夠獲取堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)和支撐。在此基礎(chǔ)上，以《建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程》中的安全等級(jí)規(guī)范作為標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)地鐵車站基坑側(cè)壁安全系數(shù)進(jìn)行劃分，從不同的重要性系數(shù)出發(fā)，在支護(hù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)工作中迎合安全等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)[4]。

　　三、地鐵車站基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)思考

　　(一)地鐵車站基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原則

　　在對(duì)地鐵車站基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)的過程當(dāng)中，應(yīng)當(dāng)遵循一定的原則進(jìn)行，從而為施工有序開展指明方向。具體如下：

　　1. 成本及科學(xué)性兼顧原則。設(shè)計(jì)工作中，應(yīng)當(dāng)要考慮到支護(hù)結(jié)構(gòu)的合理性、科學(xué)性以及適用性，能符合不同地鐵車站施工項(xiàng)目的具體需求，與此同時(shí)還需要兼顧成本控制的需求，避免出現(xiàn)成本超支的現(xiàn)象，使得經(jīng)濟(jì)效果、科學(xué)性都達(dá)到合理的標(biāo)準(zhǔn)[5]。

　　2. 結(jié)構(gòu)安全性原則。基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)在地鐵車站施工中應(yīng)用的主要作用便是能夠?yàn)檎麄€(gè)工程的安全予以保障，因此也就要求在設(shè)計(jì)工作中務(wù)必要以安全為重，確保工程項(xiàng)目施工的安全達(dá)標(biāo)，支護(hù)結(jié)構(gòu)才能為施工的安全撐起“保護(hù)傘”。

　　3. 施工簡(jiǎn)便性原則。設(shè)計(jì)工作不僅要考慮科學(xué)性、安全性，同時(shí)也要考慮到是否具有實(shí)用性，考慮到在特定的地下施工環(huán)境中，設(shè)計(jì)需求是否能夠付諸實(shí)際，加之以地下施工環(huán)境較為復(fù)雜，施工難度較大，因而便需要在設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中進(jìn)行充分的考慮，盡可能提高支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的便捷性，盡可能的規(guī)避潛在的施工風(fēng)險(xiǎn)。

　　(二)地鐵車站基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)實(shí)施方法

　　為了能夠保證基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案在工程中實(shí)現(xiàn)，應(yīng)當(dāng)要掌握正確的設(shè)計(jì)實(shí)施方法。具體如下：

　　1. 為了使基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性達(dá)到最佳狀態(tài)，需要掌握支護(hù)結(jié)構(gòu)正常使用時(shí)的極限狀態(tài)、以及承載能力的極限狀態(tài)。在兩種不同極限狀態(tài)的交互、配合作用下，使支護(hù)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性達(dá)到最佳。

　　2. 基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中，需要對(duì)施工環(huán)境周邊的土質(zhì)條件、土壤條件等進(jìn)行分析，并且納入到設(shè)計(jì)考慮因素之中，尤其是要對(duì)支護(hù)結(jié)構(gòu)在地下魂晶中的受壓性、受剪承載力的因素做出衡量與判斷[6]。

　　3. 考慮到錨桿、構(gòu)件對(duì)于基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)地下作業(yè)所產(chǎn)生的影響，應(yīng)當(dāng)要選擇性能可靠性突出的錨桿，以及支撐性穩(wěn)定的構(gòu)件，并且進(jìn)行磨合與適應(yīng)，以保證在實(shí)踐中能夠?qū)⒅ёo(hù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)效果達(dá)到最佳。

　　(三)地鐵車站基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)分析

　　1. 地鐵車站基坑工程勘察

　　在地鐵車站基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過程當(dāng)中，需要對(duì)設(shè)計(jì)工作予以充分的重視，其中對(duì)地鐵車站基坑工程進(jìn)行深度勘察是首要工作內(nèi)容。具體包括如下方面：

　　(1)在基坑施工安全前提條件的規(guī)范下，盡可能全面的對(duì)施工周邊環(huán)境進(jìn)行勘察，包括地下水分布等因素都要納入到考慮的范圍之中。在此基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)人員才能夠出具具有針對(duì)性的基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案，從根源上對(duì)可能發(fā)生的施工不穩(wěn)定風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行防范。

　　(2)面向地鐵車站基坑工程進(jìn)行勘察時(shí)，需要將地下巖石相關(guān)因素作為重點(diǎn)考慮對(duì)象。對(duì)巖石施工條件、開挖時(shí)的深度等方面因素進(jìn)行綜合性考量，并且可設(shè)置若干數(shù)量的勘察點(diǎn)，多角度、多方位進(jìn)行考察，收集資料數(shù)據(jù)，在此基礎(chǔ)上確定最終的地鐵車站基坑巖石施工范圍及細(xì)節(jié)。

　　(3)對(duì)地鐵車站基坑做工程勘察時(shí)，需注重水文條件的觀測(cè)。在進(jìn)行勘察的過程中，要關(guān)注施工范圍內(nèi)地下水的靜止水位、視見水位，繼而推測(cè)地下水位可能會(huì)產(chǎn)生的動(dòng)態(tài)變化情況，以及動(dòng)態(tài)水位變化發(fā)生之后，對(duì)基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)可能產(chǎn)生的影響與波及范圍。只有做好對(duì)地鐵車站基坑的工程開展，才能為設(shè)計(jì)工作的開展提供第一手的參考資料和設(shè)計(jì)依據(jù)[7]。

　　2. 地鐵車站基坑支護(hù)設(shè)計(jì)前準(zhǔn)備

　　在地鐵車站基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作正式開始之前，需做好前期準(zhǔn)備工作。

　　(1)收集與地鐵車站基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)相關(guān)的資料、數(shù)據(jù)和信息，包括國(guó)內(nèi)外同類型工程項(xiàng)目的參考、以及前期基坑工程勘察工作中所獲取的相關(guān)信息等。只有保證了資料的準(zhǔn)確性，才能降低基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的誤差。

　　(2)在基坑主體工程支護(hù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)中，重點(diǎn)任務(wù)是樁位布置、平面布置相對(duì)位置。對(duì)于該部分的重點(diǎn)內(nèi)容，需要切合實(shí)際，選擇最為合理、適宜的基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)類型，使主體工程的樁位、平面位置都保持合理狀態(tài)。

　　(3)基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的前期準(zhǔn)備工作中，有必要對(duì)施工可能需要的設(shè)備設(shè)施進(jìn)行檢查，滿足高難度設(shè)計(jì)的實(shí)踐應(yīng)用需求，也為后續(xù)設(shè)計(jì)工作的推進(jìn)奠定基礎(chǔ)。

　　3. 基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)

　　在基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，應(yīng)熟練掌握設(shè)計(jì)要點(diǎn)。

　　(1)基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的類型日漸多樣化，如地下連續(xù)墻支護(hù)、鋼筋混凝土排樁、排樁支護(hù)、原狀土放坡等。不同類型適用于不同的施工環(huán)境之中。支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作當(dāng)中，關(guān)鍵任務(wù)便是要切合實(shí)際情況，從基坑施工環(huán)境出發(fā)，設(shè)計(jì)相應(yīng)的類型結(jié)構(gòu)，以達(dá)到工程穩(wěn)定性最大化的目標(biāo)。

　　推薦閱讀：地鐵檢修員怎么發(fā)表論文