上海市地下空间设计研究总院有限公司 200020
近年来随着城市化建设的加快，市民出行的日益增长兴建了大量的地铁，产生了大量的深基坑工程，其中很大部分位于市中心，周边环境复杂。基坑深度的增大、周边环境的复杂使得基坑围护工程的风险在不断增大，易出现基坑围护结构破坏、失稳、渗漏水，基坑周边地面开裂、管线破裂，甚至建（构）筑物损坏倒塌等事故，因此如何选择科学合理的支护方案，进行合适的围护结构设计，保证围护结构在施工过程中的安全、施工过程中对邻近建筑物和地下管线的影响，是围护结构设计的关键。本文以软土地区某地铁车站工作井深基坑工程为背景，详细介绍围护结构的设计情况。
1 工程概况
某地铁车站呈南北向布置，为地下两层岛式车站，与已建成的某地铁车站“十”字换乘，车站规模为348.90 m×20.60m（内净）。为配合车站北端冰冻暗挖施工，车站北侧盾构工作井扩大作为北侧暗挖工作井。工作井周边环境比较复杂，建（构）筑物及地下管线较多。
2工程地质与水文地质
2.1 工程地质
车站场地地貌类型为滨海平原地貌，拟建场地范围内的地基土属第四纪全新世（Q4）及上更新世（Q3）沉积物，主要由粘性土、粉性土和砂土组成，一般具有成层分布特点，自上而下依次为：第①1层为填土，第③层为灰色淤泥质粉质粘土，第③j层为灰色淤泥质粉质粘土与砂质粉土互层，第④层为灰色淤泥质粘土，第⑤11层为灰色粘土，第⑤12层为灰色粉质粘土，第⑤31b层为灰色粉质粘土，第⑦12层为灰~灰绿色砂质粉土夹粉质粘土，第⑧1层灰色粉质粘土，第⑧2层灰色粉质粘土与砂质粉土互层，第⑨1层为灰色粉砂。基坑支护的岩土层设计参数取值见表1。
表1 基坑支护设计参数表
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注：表中各项参数根据室内土工试验、原位测试及类同工程经验综合确定。
2.2 水文地质
车站场地地下水主要为浅部土层的潜水，地下水位埋深为0.50～1.50m；第⑦12层为承压含水层，水位埋深的变化幅度一般在3.0m~12.0m。经验算工作井段抗突涌安全系数为0.925<1.05，存在坑底突涌可能。
3围护结构选型与设计
3.1 围护结构选型
工作井基坑周边地下管线及建（构）筑物均比较复杂，基坑周边有高层建筑及既有地铁车站出入口且都在1倍基坑开挖深度范围内。工作井基坑开挖平面面积约740㎡，基坑开挖宽度约25.7m，开挖长度约28.9m，开挖深度约19.5m，结合工程实际情况工作井基坑环境保护等级定为一级。为保证基坑的安全，减小对周边管线及建（构）筑物的影响，根据软土地区深基坑工程的丰富经验，围护结构采用1000mm厚地下连续墙。
3.2 围护结构设计
（1）围护墙
地下连续墙的入土深度需考虑基坑所处环境条件、地质条件、围护结构的抗隆起、抗滑移、抗倾覆及稳定性等因素，结合深基坑的施工经验确定本工作井基坑地下连续墙设计参数如下：围护结构采用厚1.0m、深39.5m的地下连续墙，入土深度为20.0m，插入比λ=1.026，地下连续墙墙趾位于第⑦12层砂质粉土夹粉质粘土中，地下连续墙采用锁口管接头。
根据当地基坑工程技术规范及标准的有关规定进行检算，基坑各项稳定性验算均满足一级基坑的要求。
（2）内支撑
地铁基坑围护结构中，内支撑必须形成稳定的结构体系，为围护体系提供可靠的支撑，满足承载力、变形、稳定性和周边环境保护的要求。本工作井基坑从地面向下共设置六道支撑，其中第一道为1000×900钢筋混凝土支撑，第二、三道为∅609（t=16）钢管支撑，第四~六道为∅800（t=20）钢管支撑。
（3）地基加固
本工作井基坑底部位于第⑤11层粘土中，为了控制和减少开挖阶段围护墙的水平变形以及变形缝处的差异沉降，在坑底下4m采用三重管高压旋喷桩裙边加固。高压旋喷桩水泥掺量按不小于25%考虑，加固指标28天的无侧限抗压强度qu≥1.2MPa。
（4）承压水处理
因工作井基坑开挖存在坑底抗突涌问题，为减小降承压水对既有地铁车站出入口及周边建筑物和地下管线的影响，在东侧地墙下布置加长素砼段以隔断⑦12层承压水层，西侧因场地原因无法施作加长素砼段地墙，因此在西侧地墙外布置MJS桩止水帷幕以隔断⑦12层承压水层。
4结论
通过对某地铁车站工作井深基坑围护结构设计方案的分析，总结出以下几点经验：
（1）深基坑围护结构设计前，应到现场对基坑周边的环境进行全面详细的调查，根据工程特点及周边环境情况确定一个合理的环境保护等级。
（2）深基坑的围护墙和内支撑体系必须有足够的刚度、强度和整体稳定性，针对软土地区，设置地下连续墙+钢筋混凝土支撑+钢支撑的围护结构体系可满足建设要求。
（3）本工作井基坑经验算存在坑底突涌可能，通过采取加长地墙素砼段隔断承压水的处理方式合理的解决了因承压水降水可能会引起的周边环境影响问题，基坑开挖前必须请专业队伍做好降水设计，保证基坑和周边环境的安全。
参考文献：
[1]李凤明，倪西民.SMW工法的设计与应用[J].市政技术，2007（1）：21-28.