何花

摘要：由于城市發(fā)展速度的逐步加快，交通擁堵問(wèn)題已經(jīng)在許多城市顯現(xiàn)出來(lái)，為了讓城市交通進(jìn)行有效緩解，就需要落實(shí)地鐵工程的建設(shè)。目前各地陸續(xù)開(kāi)通了地鐵運(yùn)營(yíng)，在開(kāi)建過(guò)程中也就會(huì)暴露更多的巖土工程技術(shù)問(wèn)題，本文將針對(duì)下穿式立交橋一體化施工過(guò)程中由于開(kāi)挖方式的不同而產(chǎn)生的對(duì)于支護(hù)結(jié)構(gòu)和圍巖的影響進(jìn)行具體分析。

關(guān)鍵詞：地鐵車站；下穿式立交橋一體化；支護(hù)結(jié)構(gòu)；圍巖

大規(guī)模建設(shè)地鐵的時(shí)代即將來(lái)臨，而地鐵車站的建設(shè)因?yàn)槲ｋU(xiǎn)性較大就需要尤為注意，目前其設(shè)計(jì)多為單體地下兩層結(jié)構(gòu)，并未出現(xiàn)設(shè)計(jì)、施工以及投入使用同時(shí)進(jìn)行的案例，但是由于近幾年國(guó)家逐步加強(qiáng)對(duì)城市交通規(guī)劃的重視，地鐵與市政交通工程同期實(shí)施也是重要趨勢(shì)之一。

一、深基坑的特點(diǎn)

首先，其通常為典型的長(zhǎng)條形大基坑，多數(shù)城市都會(huì)采用地下兩層的結(jié)構(gòu)來(lái)進(jìn)行建造，而針對(duì)不同城市的交通壓力狀況，對(duì)于深基坑的結(jié)構(gòu)也有了創(chuàng)新，有部分城市已經(jīng)開(kāi)始運(yùn)用城市下穿橋與車站一體化建設(shè)的三層結(jié)構(gòu)。然后，地鐵車是一種多支撐支護(hù)體系，并且運(yùn)用多種圍護(hù)結(jié)構(gòu)來(lái)進(jìn)行建設(shè)。其次，其圍護(hù)結(jié)構(gòu)的受力情況與施工方法、開(kāi)挖工序以及施工措施具有密切相關(guān)的聯(lián)系。再次，因?yàn)榈罔F一般被建立在城市的繁華地段，所以在施工過(guò)程中就提出了較高的環(huán)境保護(hù)要求[1]。最后，由于城市交通壓力的逐漸惡化，就要求地鐵車站的工期較短且必須保證正常通行。

二、地鐵車站與下穿式立交橋一體化理論

該理論的誕生是為了解決現(xiàn)代城市交通的壓力，針對(duì)城市交通擁擠的這個(gè)老大難的問(wèn)題來(lái)提出的方案。就目前而言，大部分城市道路的路口所采用的都是平交路口，各路車輛與行人都會(huì)在路口聚集，只能通過(guò)道路上交通指示燈或者交警的疏導(dǎo)來(lái)導(dǎo)向，這就很容易產(chǎn)生交通擁堵的情況。下穿式立交橋一體化在城市軌道交通中的應(yīng)用，就是將基坑的深度設(shè)計(jì)進(jìn)行加深，實(shí)現(xiàn)三層設(shè)計(jì)，上步一層作為城市下穿橋梁，將城市平交路口改良為立體交通，由此減少不同方向車輛之間的影響。這種方法也不會(huì)增加過(guò)多的造價(jià)，所以是一種極具優(yōu)勢(shì)的地鐵車站建設(shè)方法[1]。

三、圍護(hù)結(jié)構(gòu)形式

（一）SMW工法樁

這種圍護(hù)結(jié)構(gòu)最早出現(xiàn)在日本，其具有工期短且造價(jià)低的優(yōu)點(diǎn)，但是SMW工法樁容易受到地層條件的限制，從當(dāng)下國(guó)內(nèi)的建設(shè)水平來(lái)看，一旦被使用在飽和粉土和粉砂層的時(shí)候就會(huì)產(chǎn)生較差的成樁效果，所以并不能滿足大型工程的需要。

（二）鉆孔灌注樁與水平鋼支撐相結(jié)合

該混合圍護(hù)結(jié)構(gòu)主要就是將承載力較強(qiáng)的樁在豎向運(yùn)用，而水平方向上則用的是剛度較大的支撐體系，能夠適應(yīng)于大多數(shù)地基土的建設(shè)，這種結(jié)構(gòu)不僅施工方便，成孔效果表現(xiàn)也比較良好，但是在碎石與巖石地層是不能進(jìn)行應(yīng)用的，所以在施工前要做好充分的地質(zhì)監(jiān)測(cè)[2]。

（三）鉆孔咬合樁

這是一種新型的基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)，主要是通過(guò)機(jī)械來(lái)進(jìn)行鉆孔施工，從而使得相鄰的排樁之間能夠?qū)崿F(xiàn)咬合，并且在平面上進(jìn)行排列。其具有優(yōu)良的防水效果，也能夠在一定程度上節(jié)約工程經(jīng)費(fèi)，鉆孔咬合樁能夠在黏土、粉土、砂土、人工回填土和淤泥質(zhì)土以部分含有卵石與碎石的地層進(jìn)行應(yīng)用，運(yùn)用特殊鉆機(jī)進(jìn)行施工時(shí)，鉆孔深度甚至可以達(dá)到一百二十米。

（四）地下連續(xù)墻

地下連續(xù)墻在近幾年來(lái)已經(jīng)在地鐵車站建設(shè)當(dāng)中獲得了更為廣泛的應(yīng)用，因?yàn)槠浼瓤梢宰鳛橛谰媒Y(jié)構(gòu)來(lái)進(jìn)行受力，并且具有良好的剛度和防滲性能，施工技術(shù)也較為成熟，施工時(shí)間上具有一定的優(yōu)勢(shì)。期比較適合在成槽效果好的土層當(dāng)中進(jìn)行利用，如果遇到孤石、大顆粒卵礫石等土層，成槽效果就會(huì)減弱。

四、具體影響

接下來(lái)要說(shuō)的兩種施工方式主要是建立在地鐵車站是長(zhǎng)條形深基坑，理想化的將模型中的介質(zhì)設(shè)為連續(xù)介質(zhì)，土體采用實(shí)體單元，總體采用摩爾庫(kù)倫彈塑性模型，以地下連續(xù)墻作為支護(hù)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上來(lái)進(jìn)行探討的。

（一）整體開(kāi)挖和復(fù)合開(kāi)挖的異同點(diǎn)

根據(jù)相關(guān)研究模型的得出，整體開(kāi)挖時(shí)墻體水平位移會(huì)逐漸增加，但是增加量會(huì)逐漸減小，與復(fù)合開(kāi)挖相比，最大水平位移要多出近一半，而且還要對(duì)水平位移在施工過(guò)程中進(jìn)行不斷地監(jiān)測(cè)。整體開(kāi)挖方式會(huì)使得地表沉降跟隨基坑開(kāi)挖深度的增加也隨之增加，當(dāng)開(kāi)挖深度較淺時(shí)，最大沉降距離基坑較近，而隨著開(kāi)挖深度不斷增加，地表沉降最大值也就產(chǎn)生了變化，整體開(kāi)挖方式所造成的地表沉降深度上和復(fù)合開(kāi)挖基本一致，但是因?yàn)橹箝_(kāi)挖方式的不同，最終造成的最大地表沉降值依舊比復(fù)合開(kāi)挖要大，而且在基坑中心具有最大隆起值[3]。

而復(fù)合開(kāi)挖時(shí)對(duì)于墻體的水平位移只需要在開(kāi)挖面轉(zhuǎn)移的時(shí)候進(jìn)行重點(diǎn)監(jiān)測(cè)，相對(duì)整體開(kāi)挖而言具有較強(qiáng)的安全性，其第一層開(kāi)挖與整體開(kāi)挖的過(guò)程中基本是相同的，所以復(fù)合開(kāi)挖與整體開(kāi)挖顯示的地表沉降值基本接近，但是在后續(xù)開(kāi)挖過(guò)程中就產(chǎn)生了變化，復(fù)合開(kāi)挖方式所造成最大地表沉降終值是比整體開(kāi)挖要更加的低。

（二）圍護(hù)結(jié)構(gòu)

圍護(hù)結(jié)構(gòu)在復(fù)合開(kāi)挖與整體開(kāi)挖的過(guò)程中均展現(xiàn)出較為明顯的“弓曲效應(yīng)”，并且如果在圍護(hù)結(jié)構(gòu)的底部嵌入強(qiáng)度比較高的風(fēng)化巖層之后，圍護(hù)結(jié)構(gòu)在基坑地面以下就基本不會(huì)產(chǎn)生位移[3]。地表沉降的變化不論在哪一種開(kāi)挖形勢(shì)下，都基本呈現(xiàn)先增大后減小再增大的趨勢(shì)，并且無(wú)論是復(fù)合開(kāi)挖與整體開(kāi)挖過(guò)程中最大沉降值產(chǎn)生的位置都是基本一致的。而如果采用了永久結(jié)構(gòu)板作為內(nèi)支撐體系，因?yàn)橛谰媒Y(jié)構(gòu)板要比鋼支撐的剛度更大，所以在地表沉降上會(huì)呈現(xiàn)回彈趨勢(shì)。

綜上所述，在復(fù)合開(kāi)挖與整體開(kāi)挖施工方式的對(duì)比之下，從圍護(hù)結(jié)構(gòu)的水平位移情況，還有周圍土體的沉降情況，以及基坑內(nèi)土體的隆起狀態(tài)來(lái)看，都可以體現(xiàn)出地鐵車站長(zhǎng)條基坑比較適用于復(fù)合開(kāi)挖方式，其具有較高的安全性與可靠性，并且配合地下連續(xù)墻的設(shè)計(jì)，也能夠?qū)Φ叵滤牧鲃?dòng)做到較好的阻隔，確保的地鐵車站運(yùn)行的使用安全[4]。

五、結(jié)束語(yǔ)

地下水滲流問(wèn)題在基坑工程中也是非常重要的一個(gè)部分，但因?yàn)榈叵逻B續(xù)墻本身具有較好的止水效果，所以本文就沒(méi)有對(duì)其進(jìn)行具體討論。

參考文獻(xiàn)：

[1]盛飛國(guó).地鐵車站下穿式立交橋一體化施工對(duì)支護(hù)結(jié)構(gòu)和圍巖的影響研究[D].安徽建筑大學(xué)，2016.

[2]侯公羽.圍巖-支護(hù)作用機(jī)制評(píng)述及其流變變形機(jī)制概念模型的建立與分析[J].巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào)，2008，S2：3618-3629.

[3]帥紅巖，陳少平，曾執(zhí).深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)變形特征的數(shù)值模擬分析[J].巖土工程學(xué)報(bào)，2014，36S2：374-380.

[4]張獻(xiàn).下穿式立交橋的防水技術(shù)[J].浙江建筑，2012，2904：58-60.

（作者單位：中鐵十二局集團(tuán)第二工程有限公司）