周建

摘要：城市化進程的加快使得地鐵項目的數量逐漸增多，規(guī)模不斷擴大。地鐵的穩(wěn)定運行不僅關系著政府聲譽，更是與成千上萬人民群眾的人身財產安全息息相關，因此地鐵建設的每個環(huán)節(jié)都至關重要。明挖法作為地鐵車站結構設計的首選方式，現(xiàn)階段的應用范圍十分廣泛。本文從明挖法地鐵車站結構設計原則、選型、注意事項著手，對明挖法地鐵車站結構設計進行探討。

關鍵詞：明挖法；地鐵車站結構設計；優(yōu)化設計；耐久性

中圖分類號：U231.4 文獻標識碼：A 文章編號：1674-3024（2017）05-30-02

前言

現(xiàn)階段的地鐵車站結構設計中，明挖法的應用最為廣泛。由于該種施工方法具有方式簡單、成本低、安全系數高等優(yōu)點，在地鐵項目施工中的地位不容撼動。采用明挖法對地鐵車站結構設計時需要在確保地鐵結構安全的前提下進行，才能保障經濟效益、工程進度、人身安全等。因此，對明挖法地鐵車站結構設計進行探討具有重要的現(xiàn)實意義。優(yōu)秀、合規(guī)的地鐵車站結構設計能夠在保證結構穩(wěn)固、預算合理的情況下給具體施工帶來巨大的便利。但是在使用明挖法的實際工作中，仍然存在一些問題.例如管線的遷移、修改等存在難度等，干擾了設計人員的思維，阻礙了實際工作的進行。

1明挖法地鐵車站結構設計原則

在利用明挖法進行地鐵車站結構設計時，要遵循以下原則：對地鐵車站結構進行設計時，應當將結構型式、施工方式、具體荷載等作為考慮依據：在確定地鐵車站結構的凈空尺寸時，需要將地鐵建筑界限、施工工藝等作為依據，并且將施工中可能產生的誤差、測量中不可避免的誤差、結構長期使用導致變形、后期發(fā)生沉降等實際因素考慮在內：設計地鐵車站結構時要將地鐵車站建筑物、設備設施的安裝、來往車輛的運營、采用的施工工藝、環(huán)保要求等考慮在內，保證車站的結構設計與總體協(xié)調：在對地鐵車站機構進行設計時要將對周圍環(huán)境產生的影響、主要建筑物發(fā)生沉降或者傾斜、地下管線發(fā)生沉降等考慮在內：針對不同的結構類型需要使用與實際情況相符合的設計規(guī)范與配套體系對設計中有關數據進行計算：結構計算使用的模型需要與實際的工程狀況相符合，并且將結構與地層的互相作用、支護結構作用等考慮在內。

2明挖法地鐵車站結構設計中的選型

2.1主體結構選型

在對主體結構進行選型時要將安全施工、成本合理、方便施工等作為原則規(guī)范，對多種方案進行篩選，對其中存在的利弊進行分析，最終進行綜合評定。明挖法地鐵車站結構設計一般利用現(xiàn)澆鋼筋混凝土箱型框架結構。在實際的工作中，需要明確建筑物的布置與站臺的寬度，通常的設置標準為：當站臺的寬度設置為8米時，地鐵車站的標準斷面則將無柱單跨箱型作為結構：當站臺的寬度設置為10米時，地鐵車站的標準斷面則將單柱雙跨箱型作為結構：當站臺的寬度為12米或者14米時，地鐵車站的標準斷面則將雙柱三跨箱型作為機構。

2.2圍護結構選型

經過長期的實踐研究證明，明挖法地鐵車站結構設計的成本控制與圍護結構具有緊密的聯(lián)系，因此合適的圍護結構對于保證經濟性十分重要（如圖1所示）。我國現(xiàn)階段的地鐵車站中使用的圍護類型十分繁雜.在明挖法地鐵車站結構設計中，要將工程施工現(xiàn)場實際的地質環(huán)境、工程建設目標等各種影響因素考慮在內。要注意圍護結構需要具有很強的操作性并具有很強的環(huán)境適應能力。在確定基坑保護等級時需要嚴格要求水平位移、地表沉降，充分發(fā)揮施工經驗與設備設施的作用，保證成本可控、施工安全與質量可靠。若要求基坑具有很高的保護等級，采用的圍護結構需要具有較大的剛度與很強的止水能力。

2.3圍護結構與主體結構結合

2.3.1臨時墻結構

圍護結構作為地鐵施工中的作用是臨時性的，所以沒有必要圍護結構在長期中的作用進行考量。當圍護結構采用柱列式并與主體結構的距離不遠時，需要依靠主體結構中各層板的對其的支撐作用。臨時墻結構一般采用的圍護結構形式為：重力式擋墻、土釘墻、SMW工法樁等，防水方式為全包式。

2.3.2單一墻結構

圍護結構一般發(fā)揮著主體結構外墻的作用，通過構造措施能夠緊密連接圍護結構與主體結構中的水平構件。這種結構體系構成不復雜，并且不用制作外墻來承擔受力，也可以充分發(fā)揮內部與外部鋼筋的作用，在合適的條件下還能減少施工用材料的用量，例如商砼與鋼筋等。但是該種結構的節(jié)點構造復雜，需要給接駁鋼筋預留出一定的位置，并且需要將防水因素考慮在內，例如對節(jié)點處重點進行防水處理。由于該結構的耐久性在實際中還未確定，所以目前的應用還很少。有關部門在對應用該結構時需要注意的事項也有著比較嚴格的規(guī)定。

2.3.3疊合墻結構

在使用單一墻結構的基礎上，圍護結構內側再加一層砼內墻。圍護結構與內襯墻之間具有足夠的連接鋼筋，能夠保證整體結構的穩(wěn)定性。疊合墻結構體系具有較大的剛度，較之單一墻結構具有良好的防滲性能，但是也存在一些缺點，例如需要新混凝土與老混凝土之間的連接十分緊密等。另外，新、老混凝土之間的連接很容易受到干燥收縮的影響，從而產生應力，致使內墻出現(xiàn)裂縫。當使用這種結構時，圍護結構的防水方式為半包型。

2.3.4復合墻結構

該種結構方式在現(xiàn)階段已經完工的地鐵車站工程中占據主要地位。在該結構的設計中，主要使用維護結構來承擔土壓力，使用主體結構來承擔水壓力。為了發(fā)揮在車站結構抗浮中的作用，需要在維護結構、地鐵車站的頂板交接出設置抗浮壓頂梁。但是在使用該結構的實際情況中，通常將復合墻結構作為臨時用，影響施工質量。該結構作為圍護結構，需要考慮到實際的耐久性。在實際施工中，為保證基坑的穩(wěn)定，要將一部分連續(xù)墻結構拆除，對內襯墻進行強化，維護環(huán)境惡劣的圍護結構。

3明挖法地鐵車站結構設計中需要注意的問題

3.1明挖法地鐵車站圍護結構設計中需要注意的問題

3.1.1根據施工現(xiàn)場情況進行基坑支護型式的選擇

在設計支護方案時，需要綜合考慮基坑的周圍環(huán)境、工程位置下方土質、設備設施、施工季節(jié)等。如果實際情況允許，排水方式盡量選擇在基坑外進行，能夠顯著降低水土側向產生的壓力。當采用樁作為支護時，需要降低標高，利用放坡、噴錨等方式對樁頂土體進行防護。例如，兩層的地鐵車站通常將埋深設置為1 6米，樁插入深度為6米，若將樁頂的標準高度降低3米，樁長改造成19米，能夠大大減少工程量。

3.1.2對圍護結構與主體結構進行綜合考慮

在對主體結構中地下連續(xù)墻的基坑進行計算時，要將剛度因素考慮在內，這種設計能夠促進環(huán)境與資源的可持續(xù)發(fā)展，因此在設計時需要給予重視。在地下墻結構設計中承擔土壓力與水壓力的對象需要特別考慮，一般為圍護結構與主體結構側墻。作為主體結構一部分的灌注樁，在地鐵車站施工時只作為強度計算的依據，在初步設計時需要可做適當降低。

3.1.3圍護樁配筋

現(xiàn)階段配筋時一般利用在圓形的截面周圍配置合適數量的鋼筋，圍護樁的正負彎矩大小通常存在差異，同一配筋會引起資源的浪費。因此，為改善這種情況，需要按照相關規(guī)范中的公式合理進行。

3.2明挖法地鐵車站主體結構設計中需要注意的問題

3.2.1設計細節(jié)

在計算覆土不深的地鐵車站結構時，將地下一層的側墻、頂板、中板作純彎處理：計算板與側墻的配筋時，需要將支座位置的腋角進行考慮：盾構井底板、側墻支座等位置剪力較大，需要配置剪力承受能力強的鋼筋，例如封閉鋼筋。

3.2.2針對主體結構計算采用合適的方法

現(xiàn)階段應用較多的計算方式為二維斷面計算方式，具有簡便、準確的特點，但是也具有一定的缺點：不能分析中板、頂板開大孔的應力：計算時沒有將板面外剛度考慮在內，導致板內力值偏小，梁的內力值偏大，導致埋深過大，資源浪費。

3.2.3將地下水考慮在內

目前國家關于地鐵車站設計的規(guī)范與要求中都規(guī)定需要進行抗浮穩(wěn)定的驗算，并且在計算時還需要將地下水工況考慮在內。

4結語

地鐵車站結構設計涉及到各方面內容，容易受到多種因素的干擾，因此需要采取科學、合理的方式盡量保證設計的可實施性與經濟性。為充分發(fā)揮明挖法的重要作用，需要重視選型工作，保證各種參數的準確，才能保證地鐵車站工程的施工順利進行。