地铁深基坑支护结构设计优化

地铁深基坑支护结构设计优化

田晓东

身份证号： 61032919840614****

摘要：随着经济建设的快速发展，城市化进程加快，地铁项目建设也不断增加。在地铁的建设工程中，深基坑支护是地铁工程的重要施工步骤，在实际施工中，由于地铁工程的施工大多都处于地表以下，所以受到地质环境和地层深处的影响较大，地层内部的复杂环境往往会导致在地铁工程的施工过程中出现很多的问题，深基坑支护是保证地铁建设顺利进行的重要措施。本文主要探讨地铁深基坑支护结构的设计优化措施和具体施工技术。

关键词：地铁深基坑支护；结构设计；优化措施

引言：在地铁建设工程项目中，深基坑支护不可或缺，深基坑开挖过程中必须采取一定的保护措施保证建设结构的稳定性，为了避免地下复杂结构对建设施工的影响，所以要根据地下的实际地质结构以及地下环境条件等情况对深基坑进行支护建设，保证深基坑施工的安全性。

1.地铁深基坑支护结构的设计原则

深基坑支护的结构设计往往需要遵循一定的原则，首先就是要保证深基坑支护设计的合理性，遵循科学合理的首要原则，再确保深基坑支护建设成本的经济性；其次需要贯彻落实安全施工的原则，在设计过程中要保证结构的安全可靠性；最后则是需要遵循建设施工快捷便利的原则，保证地铁深基坑支护建设的顺利进行，并且要保证设计出的支护结构符合实际施工情况，确保支护结构能够实际作用在地铁深基坑当中。在实际的设计过程中，还需要充分结合实际施工情况，勘察地层内部环境，综合设计原则后有针对性地进行深基坑支护结构设计，不断完善深基坑支护结构设计方案，确保深基坑支护的实际效用，提高地铁深基坑建设和后续施工的安全性。

2.地铁深基坑支护结构优化设计

2.1 支护支撑体系类型

深基坑支护的类型设计往往都是根据基坑深度来进行确定的，如果基坑的深度较深，那么就会出现悬臂挡墙的强度和变形等性能无法完全满足基坑支护的需求，并且会影响支撑体系，所以就目前国内的基坑支护支撑体系类型来看，一般分为两种类型，一种是基坑内支撑体系，一种是基坑外来锚体系，在基坑外来锚体系中，又可以根据其具体的功能效果分为基坑外顶部拉锚和土层锚杆拉锚两种，其中基坑外来锚支撑体系往往应用于基坑深度较浅的基坑中，其中顶部拉锚多用于钢板桩的深基坑中。支护结构中支撑一般采用钢结构支撑或者钢筋混凝土支撑，其中又有几个不同类型的分类，下面会一一列举，而我们在实际的应用过程中，需要最大程度降低悬臂挡墙的变形概率，避免因为挡墙变形而导致支撑和支护结构失去效用。

2.2 支护结构挡墙

支护结构挡墙也需要根据深基坑实际情况和支护支撑体系类型来进行类型选择和设计，往往需要考虑施工技术水平、施工难易程度以及施工成本等因素，并且要确保设计得科学合理性和可行性，设计中也应该考虑到支护结构挡墙建设施工对周围环境的干扰和影响，所以需要综合多方面进行考虑。

2.2.1 地下连续墙的设计

在地铁深基坑和高层建筑的基坑开挖工程中，地下连续墙是最常见的施工方法，也是最基本的支护挡墙方式，地下连续墙的设计一般是根据基坑条件控制墙体厚度，墙体厚度往往不小于600mm，而部分特殊情况如软土层区的基坑支护挡墙则会采用450mm的墙体。如果基坑深度较深时，还应该考虑地下管线布置，周围建筑物等情况，避免对周围环境产生影响。

2.2.2 钢板桩

上述有提到顶部拉锚一般应用于钢板桩中，钢板桩模式时将钢板桩相互交接组合形成钢板墙来构成U型结构或其他类型结构来进行支护支撑，一般钢板桩为槽钢钢板桩或者热轧锁口钢板桩，根据实际情况和基坑深度选择是否进行组合和组合类型。

2.2.3 H型钢支柱

H型钢支柱往往应用于土质较好的地层区域，根据设计图纸选择固定间距将支柱打入地下，支柱间利用木挡板或者其他挡板进行挡土，并且可以反复利用，有较高的经济性。

2.3 支护结构的计算

一般支护结构的计算会选用嵌固深度的计算方法，也就是按照杆系有限元法模式和连续介质有限元法模式采取桩土共同作用的计算方法，通过将挡墙和土体假定为弹性墙和弹性杠杆来进行挡墙内力、水平位移和支撑轴力等的计算。

3. 地铁深基坑支护具体施工技术

3.1混凝土灌注桩支护施工技术

在进行基坑的支护施工的过程中，一般情况下常常用的是钻孔灌注桩来形成柱墙，这样做的目的是为了保护基坑使其稳定性能够得到增加，在施工时往往会利用钻孔机械来进行孔洞的开挖，最后在孔洞中利用混凝土来进行浇灌，通过这种方法就能形成孔柱桩。

在开始钻孔之前有很多准备，首先就是要保持施工场地的平整，如果不够平整就要通过人为来达到平整的效果，然后再进行施工场地的现场土质勘察，再根据勘察的结果来选择不同类型的钻孔设备。在开始施工之前要对可能会产生的问题进行讨论并设计抢救方案，例如：在施工钻孔的时候会用到泥浆，泥浆的通常情况下是用来护壁的，使用泥浆时还会用到排水，因此我们在施工之前就要提前设计好排水线路并保证其在使用时能够出水流畅，除此之外还需要提前设置采水点以保证现场施工的顺利进行。在施工过程中还需要对不同阶段的施工风险进行提前预测排查，以防止发生难以挽回的事故给整个工程带来经济与物质方面的损失，同时在钻孔过程中还需要提前对易受到破坏的相关的设备进行提前保护以免造成不必要的损失，除了上述内容在钻孔过程中还需在孔洞中添加合适剂量的泥浆用来保护钻头，防止钻头不能及时散热而受到破坏。

在进行钻孔的整个过程中还应该适当把握护筒中心、桩中心的偏差不宜过大，偏差一般不能超过50毫米以免给后续工作带来麻烦。在进行深埋这一流程时一般情况下应该小于1米，在添加泥浆时要严格按照1.1-1.2的比例来进行配制，在开始浇筑时应该采用连续浇灌的方式来进行，这样的浇灌方式有利于浇灌桩发挥其最佳作用，孔洞的泥浆不能随意丢弃还可以利用潜水泵进行回收以免造成资源的浪费，这样就能提高整个工程的质量并且节约资金。

3.2砖砌挡土墙施工技术

在进行施工的过程中摆砖时应该采用超平放线的方式来进行，后续的清理工作则大多采用立皮数杆的方式，同样也采用这种方式来进行混凝土的位置的安装。除此之外施工所用的材料也应该在保证质量的前提下尽量选择价格较低的材料，在招聘施工人员时还要保证其施工技术比较纯熟，保证工程顺利进行。还要制定奖惩制度，对于表现良好的施工人员要进行奖励，对于犯错误的工作人员也要及时惩罚，这样才能促进整体工程的质量的不断提高。

结语：

总之，地铁深基坑支护结构在地铁建设工程中有着非常关键的实际作用，为了保证深基坑支护的良好设计工况和实施效果，需要对深基坑支护的设计进行不断优化，掌握设计原则，保证深基坑支护的实际效果。

参考文献

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2. 范兆东. 对地铁深基坑支护结构设计及支护施工技术的探讨[J]. 四川水泥, 2020, No.284(04):324-324.

[3]荣成 黄, 江平 徐. 地铁深基坑开挖与支护施工技术研究[J]. 建筑技术研究, 2019, 2(6).