摘要 地鐵基坑建設呈現(xiàn)越建越大，越挖越深的趨勢，應對基坑開挖風險越發(fā)嚴峻，工程中可從工程設計源頭提高支護結構抗風險能力。該文通過對依托工程周邊環(huán)境與地質情況進行分析，結合地面水位線對支護結構進行受力計算，對不同支護形式進行工程投資對比等，對圍護結構方案進行優(yōu)化研究，設計了安全、經濟、高效的基坑支護方案。該設計思路旨在為類似工程設計提供參考。

關鍵詞 基坑工程；圍護結構設計；支護形式；設計比選

中圖分類號 U231 文獻標識碼 A 文章編號 2096-8949（2025）04-0082-03

0 引言

截至2023年年底，全國共有57個城市開通運營城市軌道交通線路306條，運營里程10 566.55 km。隨著城市現(xiàn)代化不斷推進，軌道交通建設規(guī)模不斷擴大，地下空間開發(fā)速度加快，基坑建設呈現(xiàn)越建越大，越挖越深趨勢，引發(fā)的安全風險愈發(fā)突出。為避免風險發(fā)生，應從工程設計源頭對基坑支護結構進行比選研究，提高支護結構抗風險能力[1]。

1 工程概況

1.1 工程情況

重慶軌道交通24號線一期工程某車站為地下兩層明挖島式站臺車站，位于南岸區(qū)富源大道下方，南北向布置。車站西側為居民房屋，東側為荒地，周邊象限地塊均未開發(fā)，如圖1所示。該站共設置4個出入口、2組風亭、1個安全出口和1個消防水池及泵房，其中1、2號出入口位于車站西側，1號風亭組與3號出入口合建。

1.2 地質概況

擬建場地屬構造剝蝕丘陵地貌，場地現(xiàn)狀地形起伏較大，最大高差約29 m；擬建場地位于川東南弧形地帶，華鎣山帚狀褶皺束東南部的次一級構造；地層由上而下依次為第四系全新統(tǒng)人工填土層（Q4ml）、殘坡積層粉質黏土（Q4el+dl）、侏羅系中下統(tǒng)沙溪廟組（J2s）巖層。巖層主要發(fā)育J1、J2兩組共軛“X”裂隙：J1優(yōu)勢產狀24°∠77°，屬硬性結構面；J2：優(yōu)勢產狀115°∠65°，屬軟弱結構面。

2 計算與分析

2.1 地質條件

車站主體圍護結構施工后，場區(qū)范圍內現(xiàn)狀為平地。除3號出入口及1號風亭組基坑東側與北側邊坡主要為巖土混合邊坡外，其余附屬結構基坑側面主要為巖質邊坡。各出入口人防段基坑北側邊坡穩(wěn)定性主要由巖體自身控制，南側邊坡穩(wěn)定性主要由J1裂隙控制，地質條件整體較好，工程中擬采用樁撐支護形式；3號出入口及1號風亭組基坑主要地質條件為填土，擬采用樁撐支護與放坡開挖；其余基坑側面存在不同程度的J2裂隙與巖層面的影響，擬采用樁撐支護、樁錨支護和放坡開挖。

2.2 現(xiàn)場條件

出入口敞口位置基坑深度較淺，約1.8 m，采用放坡開挖不僅省時省力，施工效率還高。因此各出入口敞口位置擬采用放坡開挖。

車站主體基坑采用排樁式樁錨支護，考慮施工便利與施工安全，靠近其側的附屬基坑應盡量避免使用錨桿或錨索，防止其交叉布置、相互干擾。1、2號出入口位于車站西側，典型剖面如圖2所示，附屬基坑西側邊坡穩(wěn)定性主要受J2裂隙影響，距基坑約8 m處為1∶0.5格構柱護坡處理的高邊坡；1、2號出入口基坑東側靠近車站主體，為巖層外傾結構面。在結構滿足受力的條件下，考慮季節(jié)性雨水天氣，1、2號出入口基坑宜用樁撐支護。4號出入口與2號風亭組位于車站東側，典型剖面如圖3所示。

基坑西側邊坡穩(wěn)定性主要受J2裂隙影響，東側為巖層外傾結構面，東側距基坑11.5 m處為1∶2放坡后的邊坡。在滿足結構受力條件下，4號出入口與2號風亭組基坑宜用樁撐支護和樁錨支護。

2.3 水壓力作用

鄭州“7·20”事件反映在極端暴雨天氣情況下，水位線將達到地面線以上。結合類似案例與相關計算可知，水壓力作用下的圍護結構參數相較于無水作用會適當增強。因此，水壓力統(tǒng)一按照地面標高取值。

2.4 受力計算

《建筑邊坡工程技術規(guī)范》（GB 50330—2013）對有無外傾結構面的邊坡的側向土壓力計算有明確要求，不同地質條件采用不同的巖土側壓力計算公式；對于巖層面邊坡，采用瑞典條分法進行側壓力計算[2]。

圍護結構工程樁內力分析與配筋計算采用理正深基坑F-SPW軟件和理正巖土工程計算分析軟件。軟件輸入的相關參數根據工程實際情況選?。卉浖袃饶Σ两侵禐榈刃饶Σ两荹3]，通過側壓土壓力與側壓力系數反算得到，選取各附屬結構基坑的典型剖面進行圍護結構受力計算，各基坑邊坡的側向壓力與支護參數如表1所示。

經分析，選取的支護類型與設計參數滿足結構受力要求，符合相關規(guī)范要求。

2.5 工程投資

對照招標清單單價表，對4號出入口東西兩側基坑擬采用樁撐支護和板肋式錨桿擋墻支護+樁錨支護兩種設計方案進行工程總投資對比。經計算，樁撐支護方案下的圍護結構工程總投資約207.31萬元，板肋式錨桿擋墻支護+樁錨支護方案下的圍護結構工程總投資約164.95萬元。

通過工程總投資計算，采用板肋式錨桿擋墻支護+樁錨支護方案比采用樁撐支護方案節(jié)省42.36萬元。因此，在滿足現(xiàn)場條件與結構安全的前提下，4號出入口基坑圍護結構采用板肋式錨桿擋墻支護+樁錨支護的方案將更加合理。

3 結論

該文基于地質條件與現(xiàn)場施工條件分析，對圍護結構支護形式進行初步選擇；根據規(guī)范要求與施工現(xiàn)場條件，進行邊坡側向土壓力與圍護結構支護參數計算，選取滿足基坑穩(wěn)定性的支護形式；考慮工程投資與施工安全，對多方案下的圍護結構進行比選、分析、研究，選擇安全、經濟、方便的施工設計方案。基于現(xiàn)有的設計思路，明確工程設計重點，以期為類似工程的結構設計方案的比選研究提供借鑒。

參考文獻

[1]建筑邊坡工程技術規(guī)范：GB 50330—2013[S].北京：中國建筑工業(yè)出版社， 2013.

[2]王元戰(zhàn)，李新國，陳楠楠.擋土墻主動土壓力分布與側壓力系數[J].巖土力學， 2005（7）：1019-1022.

[3]胡高.地鐵車站深基坑支護體系設計思路[J].工程技術研究， 2021（22）：97-98.

收稿日期：2024-08-30

作者簡介：任聯(lián)璽（1994—），男，碩士研究生，助理工程師，研究方向：地下工程。