張航，諶小麗

（1.江蘇城鄉(xiāng)建設職業(yè)學院，江蘇 常州 213147；2.常州鐵道高等職業(yè)技術學校，江蘇 常州 213011）

1 引言

南京地鐵5號線科寧路站為中間站，采用明挖順作法施工，車站主體基坑長 512.0m， 標 準 段 寬 21.1m，深16.39～17.33m，一期基坑開挖深度16.84m，圍護結構采用0.8m地下連續(xù)墻。

土層參數(shù)如表1。

計算依據如下：

①地下水位埋深0.50m；

②計算簡圖如圖1所示；

③根據不同土層的情況采用水土分算或合算，見表2。

圖1 計算簡圖

2 主要計算原則及計算標準

①車站主體基坑安全等級為一級，重要性系數(shù)為1.1；基坑變形控制保護等級為一級（地面最大沉降量≤0.15%H；圍護結構最大水平位移≤0.2%H或≤30mm）。

土層層數(shù)圖 表1

②地下連續(xù)墻設計使用年限為100年，安全等級為一級，圍護結構應滿足基坑穩(wěn)定要求，不產生傾覆、滑移和局部失穩(wěn)，基坑底部不產生管涌、隆起，支撐系統(tǒng)不失穩(wěn)。圍護結構構件不發(fā)生強度破壞。

③地面超載按20kPa計算。

④為減少墻體在基坑開挖時間的位移，對支護結構的水平支撐應施加預應力，其值可按軸力標準值的50%～80%計，結構的內力及變形計算應考慮支撐預應力作用。

⑤圍護結構內力計算為沿車站縱向取單位長度按彈性地基梁進行計算，地層對墻體的抗力作用采用一系列彈簧進行模擬，計算時計入結構的先期位移以及支撐的變形，按“先變形，后支撐”的原則進行結構分析，并計算內部結構回筑階段各工況的內力組合。

3 支撐與拆撐順序

本工程基坑開挖共設置四道支撐，其中第一道為800×1000鋼筋混凝土支撐，其余各道采用φ609x16鋼管支撐，混凝土支撐縱向間距一般為9m，鋼支撐縱向間距一般為3m。

支撐剛度如表3所示。

支撐與拆撐順序（工況）如表4所示。

4 圍護結構內力與變形分析

針對基坑開挖的各種工況，采用有限元軟件進行建模，通過軟件計算得出地連墻的內力和變形曲線如圖2所示。

①預加軸力

土層m值、k值的計算圖 表2

支撐剛度 表3

支撐與拆撐順序（工況） 表4

地連墻最大抗力與位移 表5

支撐的反力 表6

②不預加軸力

通過分析得知，采用預加軸力的內支撐工況下，地連墻的位移比不預加軸力的工況要小，如表5所示。

圖2 地連墻抗力、位移包絡圖（預加軸力）

圖3 地連墻抗力、位移包絡圖（不預加軸力）

其中，雖然兩種工況下地連墻的最大抗力都達到250kN/m，但采用預加軸力的工況下，地連墻的平均抗力要比不采用預加軸力的工況要小。其次，地連墻的位移變形相差較大，其中采用預加軸力的工況下，地連墻的最大位移達到16mm，而不采用預加軸力的工況下，地連墻的最大位移達到21mm。

另外，通過軟件計算得知支撐的反力如表6所示。

均滿足要求。

5 圍護結構穩(wěn)定性驗算

5.1 墻底抗隆起計算

地基承載力計算：

圖4 墻底抗隆起計算簡圖

地基的極限承載力為：

R=qN+cN

其中N和N稱為承載力系數(shù)，是土的內摩擦角φ的函數(shù)：

注：

①坑內側向外16.8m范圍內總荷載為11593.9kN/m；

②驗算斷面處土體內聚力：40.0kPa；內摩擦角：18.0。

圖5 墻體抗傾覆計算簡圖

③ 安 全 系 數(shù) ：k=2362.3 ×16.8/11593.9=3.43＞1.8，符合規(guī)范要求。

5.2 抗傾覆計算

抗傾覆安全系數(shù)：

6 結論

本論文根據南京地鐵5號線科寧路站一期基坑圍護項目，重點對采用地下連續(xù)墻圍護形式下的基坑進行受力分析，根據內力分析結果對基坑的穩(wěn)定性進行了研究，結論如下。

①確定了地鐵車站圍護結構的受力分析方法。結果表明：采用地下連續(xù)墻的基坑圍護形式在地鐵車站深基坑中應用較好，基坑的穩(wěn)定性較好，各項驗算結果符合規(guī)范要求，對后期主體結構施工安全至關重要。

②地鐵車站基坑支護采用地下連續(xù)墻+內支撐的結構設計形式能有效確?；拥陌踩?，為今后在類似施工環(huán)境和地質條件下進行深基坑結構形式選擇設計提供借鑒。