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【摘要】以沈阳地铁柳条湖车站B出入口实例为研究背景，对地下车站基坑支护设计与施工要点进行分析。在地质资料的基础上阐述基坑支护设计详细内容及结构设计，在该项内容分析的基础上，对地下车站基坑施工的要点进行说明，希望分析后，可以给同类工程提供参考。
【关键词】地下车站；基坑支护；设计与施工
1引言
地下室结构部分在基坑开挖施工环节，为了保证该部分工程达到安全性与稳定性的要求，避免存在坍塌、滑移等缺陷，要结合工程的具体状况做好基坑支护施工，严格执行设计方案，从而保证项目施工达到技术标准的要求。
2工程概况及地质条件
柳条湖站为十号线与远期八号线的换乘车站，位于南北向柳条湖街与东西向崇山东路交口西南角，高架桥南侧，玉环花苑门前停车场内，崇山东路面下，车站主体基本为东西走向。崇山东路为北一环路，道路红线宽60m，双向10车道，道路两侧人行道较宽，柳条湖街道路红线宽35m，双向6车道，两侧的人行道较窄；两条道路均已实现规划，东西和南北向道路交通流量都比较大[1]。B出入口位于车站西北象限，“L”型设置，出入口部位于柳条湖宾馆南侧，B出入口与车站衔接里程为右K11+925.613，通道全长91.62m，其中，暗挖段长70.37m，明挖段长21.25m，出入口暗挖段预留接口。其中，与主体相接段横通道下穿崇山东路路面，结构外皮距桥桩最小距离为8m左右，采用矿山法施工，最大开挖宽度8.9m，最大开挖高度8.3m，拱顶覆土厚3.5m；B出入口距于洪区红十字医院和柳条湖宾馆最小距离为6.8m；出入口下穿多条市政管线，部分距离隧道拱顶较近；周边建筑物密集[2]。根据堪察报告场地地基土主要由第四系全新统和更新统黏性土、砂类土及碎石类土组成，各层主要物理力学参数推荐值表见表1。本站位于冲洪积扇中部，沉积的地层颗粒粗，分布连续,局部地段上覆黏性土层。本站范围内的地下水赋存于圆砾、砾砂等土层中，按埋藏条件划分，属第四系孔隙潜水。勘察期间地下水稳定水位埋深为9.8～10.5m，标高37.45～37.88m，含水层厚度约21.1m。
3基坑支护设计
3.1B出入口围护结构工程概况
出入口明挖段的围护结构采用钻孔灌注桩加桩间采用锚喷支护及土钉墙支护型式，基坑保护等级为一级，围护结构为钻孔灌注桩+内支撑[3]。标准段钻孔灌注桩采用准600mm钢筋混凝土桩，间距1000mm，钻孔桩嵌固深度为4.65m；基坑竖向共设3道支撑，3道支撑均采用Q235准609mm，t=16mm钢管支撑，水平间距2m，各道支撑竖向间距分别为1.9m、3.5m、1.5m；第一道支撑端部设600mm×800mm混凝土冠梁，其他各道钢管支撑端部设钢腰梁，腰梁采用2根Ⅰ45C加缀板组合而成；剖面基坑深度为11m（见图1）。
3.2主要结构计算及设计
3.2.1主体结构主要尺寸拟定
出入口明挖段的围护结构采用钻孔灌注桩+内支撑支护及土钉墙支护型式，基坑保护等级为一级，围护结构具体设计参数见表2。
3.2.2计算结果及分析
围护结构受力计算模拟开挖及回筑施工过程，按“增量法”原理，分阶段采用“北京理正基坑计算软件”进行结构模拟计算，标准段第一道支撑设计轴力588.12kN，第二道支撑设计轴力1493.58kN，第三道支撑设计轴力927.42kN。经计算分析，标准段最不利工况发生在拆除第三道支撑以后；此时桩最大弯矩184.06kN·m，围护结构最大水平位移值为9.55㎜，小于0.15H%（H为基坑深度），且小于30mm；最大地表沉降值为13mm，小于0.15%H，均满足总体组下发《沈阳地铁十号线工程施工设计技术要求》。为减少桩体在基坑开挖过程中的位移和减少支撑轴力，标准段第一、二道横撑分别施加预应力300kN、750kN。斜撑时，预加轴力应除以系数sinα（α为斜撑与基坑边的夹角）[4]。暗挖段CRD法施工结构断面参数见表3。
3.3结构设计
3.3.1考虑因素
结构设计考虑地质条件、埋设深度、荷载、结构形式、施工工序等因素，按照信息化进行结构设计，工程类比法确定结构参数，并进行施工阶段的承载计算分析。
3.3.2计算荷载及计算参数
1）结构设计所考虑的计算荷载主要有3种：恒载、活载和偶然荷载。恒载:结构自重、围岩压力、设备重量等；活载:地面汽车荷载、施工荷载（作用于结构底板）；偶然荷载：7度地震作用，6级人防荷载。2）主要计算参数：地层的物理力学指标依据工程地质勘察报告取值。地面活荷载20kPa；结构材料的物理力学指标根据规范选用[5]。
3.3.3计算模型及方法
复合式衬砌的初期支护应按主要承载结构设计，并能够承受施工期间的所有荷载，其参数可采用工程类比法确定，施工中通过监控量测进行修正。浅埋、大跨度、围岩或环境条件复杂、形式特殊的结构，应通过理论计算进行检算。二次衬砌承担使用阶段的全部荷载，并能有效控制地层变形。计算模式采用荷载-结构模式。结构应按施工阶段和正常使用阶段进行结构强度计算，必要时还应进行刚度和稳定性计算。结构计算模式应符合结构的实际工作条件、反映结构与地层的相互作用。施工阶段采用朗肯主动土压力计算，使用阶段采用静止土压力计算；使用阶段按底板支撑在弹性地基上的平面封闭框架进行结构内力分析；使用阶段的车站结构应对永久荷载、可变荷载及偶然荷载（地震荷载、人防荷载）进行组合计算。结构设计时根据所采用的结构类型与施工方法，按GB50157—2013《地铁设计规范》中有关荷载规定，对结构整体或构件采用规定荷载进行计算。在决定荷载的数值时，考虑施工和使用过程中发生的变化。
4基坑支护施工
4.1施工方法
从技术、经济、工程地质、水文地质和施工条件、施工工期以及施工过程中对附近居民工作和生活的影响、国家和当地政府对工程施工的有关规定和限制以及对环境保护的要求、施工对地面交通的干扰影响、对地下管线正常使用的影响、对附近大型建筑物的安全与稳定的影响等各项要求考虑。B出入口部分需垂直下穿崇山东路及东一环高架桥，断路施工对交通影响过大，故采用矿山法施工（CRD），过路之后可在出地面爬坡段采用明挖法施工，即所谓明暗挖结合的方法施工[6]。
4.2主要施工步骤
4.2.1明挖段施工步序
（1）基坑外降水；（2）施做基坑围护结构；（3）由上向下边开挖土层边架设支撑至基底标高；（4）自下而上施作结构；（5）回填土方。
4.2.2暗挖段施工步序
设计采用短台阶法和CRD工法开挖，施工中可根据开挖中的实际工程地质及水文地质情况确定施工方法。初期支护完成后，施作二次衬砌。施工中应严格遵照“管超前，严注浆，短开挖，强支护，勤量测，早封闭”的原则进行施工和管理，确保施工安全[7]。
5结语
按照本文所描述的设计方案进行地下室基坑支护项目的施工，在施工过程中进行全面的质量检查，发现全部符合设计方案与技术标准，没有存在坍塌、滑移等问题，整个项目的质量全部合格，可以保证建筑工程的安全性和稳定性。
【参考文献】
【1】苗宪强.基于模糊理想解的地铁车站深基坑支护方案比选[J].中外建筑,2016(9):121-122.
【2】田宪国.地铁车站深基坑开挖围护结构与施工技术研究[J].铁道建筑,2010(6):78-79.
【3】陈勇.地下室土钉支护与基坑的施工技术应用[J].商品与质量·建筑与发展,2010(8):29-30.
【4】陈仕祥.谈论地下室基坑支护施工技术[J].建材与装饰(中旬刊),2011(11):76-77.
【5】池国城.地下室基坑支护设计与施工探讨[J].中国建设信息,2011(15):79-80.
【6】柳谦谦,张学雷.地下室基坑支护方案设计与施工技术探讨[J].建筑工程技术与设计,2015(15):194-195.
【7】宋诗文.北京地铁深基坑支护结构设计优化与施工[J].隧道建设,2017,37(S1):91-98.
作者:乔鹏洋 单位:东北石油大学
