摘要：近年来，由于城市化进程加快，大量人口涌入城市，城市面临着较大的交通压力，地铁成为一种缓解交通压力的最有效的方式。地下车站与区间建设属于深基坑工程，在基坑开挖环节，其会受到地下地质水文条件、土壤条件、周边环境的影响，采取必要的基坑支护技术，能够保障地铁深基坑结构的稳定性与安全性，减少深基坑施工过程中的一系列安全隐患。
关键词：地铁深基坑工程；支护结构优化设计
引言
道路建设是我国基础建设中非常重要的组成部分，最近几年发展非常迅速。地铁车站施工作为地铁施工的一个主要组成部分，其深基坑开挖和支护带来大量的岩土工程问题，对地铁站深基坑支护结构的计算与分析是地铁深基坑工程建设中重要的研究课题之一。
1地铁深基坑施工特点
近年来，在各个城市的快速发展过程中，很多城市逐步开始了地铁工程建设，地铁车站的数量、规模都以前所未有的速度增长，对不同的地铁车站项目而言，其往往面临着不同的工程结构、工程地质条件，因此，地铁车站工程的难度系数相对较高。地铁车站项目中，深基坑工程是其中的重要内容，决定着车站基础结构的稳定性与安全性，起着重要的支撑作用。而深基坑支护体系的存在，保障了地铁车站深基坑施工的安全性，避免了施工过程中一系列的安全事故。深基坑支护的特点主要体现在：1.结构复杂、规模较大。对地铁车站而言，一个地铁车站内往往会存在多条的换乘线路，使得其通道、出口等都相对较多，这就使得其支护结构相对复杂，支护体系内包含了多个支护结构与支护技术。2.施工的不确定性。支护体系的地下管线密集，一些地铁车站深基坑下甚至存在一些地下构筑物，各种不确定性因素相对较多，在支护体系设计之前，有关人员必须要充分掌握施工现场地下的实际情况，比如管网分布。3.周边环境因素的影响。在深基坑施工时，支护体系设计需要充分考虑周边环境，比如建筑物分布，与有关部门做好沟通与配合工作，保障支护体系设计的科学性。
2支护结构施工中常见问题分析
为保障工程施工安全性，实际工作中支护选型较为保守，在获得稳定性的同时随之加大投资，引发车站工程造价高的问题，具有很强的局限性。此外，若一味追求经济效益，又会制约基坑乃至车站整体质量，出现基坑失稳、过度变形等质量问题，存在大量安全隐患，稍有不当就将面临更大的经济损失。由于工程所处环境特殊，要确定土压力与支撑方案并非易事，仅凭借时空效应等理论层面的分析不具高度适用性，实际工程情况错综复杂，无法准确认知到基坑支护的关键要点，为整个支护结构施工带来更多阻碍。
3地铁深基坑工程支护结构优化设计
3.1工程概况
某地铁站站总长度为1765m，基坑开挖最深约为22453m，标准段宽度（净尺寸）为187m，土方开挖的总方量约5845203m3。
3.2地质条件概况
拟建地铁9号线自东向西沿轴线穿越浑河冲洪积扇，表层第四系地层广泛发育，沉积韵律较为明显，厚度较大。地层由西向东颗粒逐渐变粗，黏性土层逐渐变薄。地层结构由第四纪全新世人工堆积层、浑河高漫滩冲积层及浑河新扇冲洪积层、第四系浑河老扇冲洪积层和第三系老砂砾岩组成。
3.3准确选用围护墙模式
合理的支护结构类型建立在土质、水位等多方面因素之上，同时还要满足安全性与经济性双重原则。通常而言，若支护深度在6m以内且所处区域为软土地基，较为可行的有混凝土围护墙;若基坑测压在12kPa以内，同时地下温度在20℃内，必须辅以降水措施。
基于土钉墙可构成超前支护结构，有效解决坑底管涌等不良问题，因此，施工地区若以砂性土、粉土为主，较为可行的方式为土钉墙结构，这也是长期被广泛应用于东南沿海一带的关键技术。桩排支护的适用性好，可在一至三级基坑中使用，大量工程实例表明，若基坑深度介于8～14m区间内，基于此方式的应用效果最佳。围护桩具备较高的刚度，可带来优良的止水效果，在深基坑施工中具有较高可行性。若深基坑达到7m或是更高，可为之引入板式支护体系，全方位考虑基坑深度、周边环境要求等多方面因素，进一步明确结构形式，即采用钢结构还是钢筋混凝土结构。
3.4合理选择支护体系
地铁车站深基坑支护体系设计的科学性，决定着支护结构的支护效果。在支护体系的设计上，需要考虑的因素更多，再加上在当前技术发展的背景下，地铁深基坑支护方式越发多样，有关设计人员需要充分掌握施工区域内的实际情况，综合对比在该种条件下各个支护结构的优点与缺陷，选择最佳的支护方案。深基坑支护方案的确定上，不仅要考虑各种支护结构的优劣性，还需要将其与施工现场的实际情况加以结合，从技术性与经济性的角度着手，使得支护方案能够在技术上具有可操作性，经济上具有节约性。深基坑支护施工最为关键的就是支护体系设计的科学性，当确定了最佳的支护结构以后，有关人员要立即对各种支护参数加以计算与确定，保障支护体系能够起到最佳的支护施工效果。此外，不同的支护体系也有着不同的造价，需要考虑其对造价的影响。
3.5深层搅拌桩支护
深层搅拌桩是基坑支护的一种重要类型，其在实际的施工过程中，主要是将水泥或者石灰等作为固化剂，在开挖工作开始之前，借助深层搅拌机械，将软土与固化剂等加以搅拌，通过搅拌，可以使得固化剂与软土剂之间发生物化反应，随后，软土逐步被硬结为具有一定强度的桩体结构，由此可见，深层搅拌桩支护起到了良好的支撑作用。由于水泥本身属于一种不透水结构，在应用该种结构的过程中，有效实现了挡土、挡水作用，具有良好的应用效果。
3.6钻孔灌注桩+内支撑工艺方法
使用到一定量的1000mm钻孔灌注桩，彼此间距均控制为1200mm，增设止水帷幕，出于稳定性要求，嵌固深度17．5m，单桩结构长度为35．22m。除此之外，还辅以与上述方案一致的内支撑工艺，即设置一道混凝土支撑，形成规格为800mm×1000mm的截面，在此基础上增设二、三、四钢支撑的同时并增设倒撑结构，具体规格为壁厚16mm、直径800mm。深基坑计算方法直接影响到支护结构的应用效果，当前基于深基坑支护衍生出的计算方法诸多，较为典型的有三种:1.经典理论法，如静力平衡法等，是基于力的平衡理论而延展出的方法;2.解析法，如弹性法等，最为突出的特点在于对压力做出假定;3.有限元分析法，如三维实体有限元法等，针对基坑支护结构创建三维实体模型并展开直观分析。纵观行业发展状况，在信息技术大范围普及之下，为深基坑支护计算工作提供了更为可行的方法，充分借助计算机的高效运行能力，创建有限单元体并获得与之相关的位移－荷载函数关系，经系统分析后进一步获得应力、应变实际情况，从而可以对深基坑支护结构的认知更加深入。
结语
地下地铁车站施工地质环境特殊，因此深基坑支护的稳定性至关重要，若要全面保障工程质量，需立足于实际情况选定合适的施工方法。经多项指标的对比分析后，得知围护桩与内支撑方案更具可行性，抗变形效果优良，且有效控制了地表周边沉降问题，充分发挥出围护桩与内支撑的双重优势，为深基坑施工作业创造了稳定环境。
参考文献
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