摘要：由于我国各个城市地质差异较大，明挖基坑的围护结构形式各不相同，而“吊脚桩”围护结构形式在基坑支护中越来越多地得到应用，也适用于重庆地层上部为填土层与下部为岩层的复杂地层。“吊脚桩”围护结构中间平台宽度，可能会成为制约方案实施的瓶颈，平台宽度对上部围护桩的嵌固作用存在较大影响。基于此，本文主要对明挖车站超深基坑围护结构设计进行分析探讨。
关键词：明挖车站；超深基坑；围护结构；设计分析
1、工程概况
重庆轨道交通环线某车站位于两条正交道路十字路口的正下方，呈南北走向，车站周边建筑物较为密集。此车站为四层叠岛式车站，采用明挖法施工，场地周边没有放坡条件，基坑采用排桩+内支撑和吊脚桩围护结构两种形式;基坑长为294．3m，宽为24．3~27m，深约33．5~36．7m，为土岩混合边坡。车站总平面图如图1所示。
.png)
图 1 车站总平面图
2、地质状况
拟建某地铁站附近地貌宏观上属嘉陵江Ⅳ级阶地，位于川东南弧形构造带，地质构造隶属沙坪坝背斜西翼。地形总体较平缓，后来在长期地质作用下，呈构造剥蚀浅丘地貌。基坑周边地形相对较为平缓，地形总体趋势北高南低，地形总体坡角2°~3°。目前地面高程301~304m，相对高差约3m。土岩分界面相对较为平缓，不易滑动。而岩体本身结构面主要受构造裂隙控制，根据地面地质调绘，岩体特征如下。岩层产状:倾向290°，倾角7°。岩层面层间结合一般，属硬性结构面。场地内主要发育两组构造裂隙，J1:145°∠60~70°，延伸3~7m，微张1~2mm，间距1．50~2．50m，偶见钙质充填，结合差，属硬性结构面;J2:268°∠60~70°，延伸2~8m，一般闭合~微张，平直，间距1~2m，偶见泥质充填，结合差，属硬性结构面。
车站底板高程约265．795m。场地地形平缓，地面高程301~304m，地表土层厚度5．60~16．20m。下部基岩岩性以砂岩为主，局部分布砂质泥岩，岩层产状平缓，岩体较完整，节理裂隙较发育。地下水主要以基岩裂隙水的形式存在，无统一地下水位，主要补给来源为大气降水，受季节变化的影响较大。边坡地段岩土分界面平缓，倾角一般3°~8°，边坡开挖后，上部土质边坡沿岩土界面滑动的可能性小，但填土内部可能发生垮塌。
3、工程主要难点
1)车站位于主城市区，周边建筑物密集，交通繁华，地下管线较多，施工过程中对基坑的位移及地面的沉降要求较高。
2)车站范围地质情况变化较大，基岩起伏较大，此处不具备放坡条件。
3)依据地勘报告，场地内素填土属特殊岩土，填土堆积时间2~8年，上部厚度3．70~16．20m，结构松散~稍密，随着时间的推移，存在自重压密过程，部分地段可能发生沉降作用，素填土渗透系数较大，填石粒径也很大，采用直立开挖，填土区域容易出现垮塌现象。
4)此基坑地质主要为上土下岩，岩层以砂岩为主，岩石等级为Ⅲ级，完整性比较好，可以考虑利用砂岩本身的自稳能力，考虑车站周边环境及现场施工场地，下部岩层区域也无法采用放坡开挖。在砂岩地层中若施工围护桩，对钻机磨损较为严重，每天开挖进尺较小，严重影响车站工期，因此采用重庆常规的板肋式围护结构直立开挖施工。
4、车站围护结构的设计及实施
此车站围护结构的设计及实施针对重庆复合地层———上部填土下部岩层的特点，并结合以往重庆当地围护结构施工的工程实践经验，车站端头围护结构形式采用桩+内支撑，标准段围护结构形式采用“吊脚桩”形式(即上部围护桩不深入基坑底以下，而是进入平台位置(即嵌入中风化岩层)3m后即终桩。此基坑深约34．6m，为土岩混合边坡，上部土质边坡采用桩+锚索，桩径1000@2500mm，锚索选取7Φs15．2钢筋，下部岩质边坡采用板肋式锚杆挡墙，西侧肋柱为500×600@2500mm，边坡锚杆选取3Φ32钢筋。东侧肋柱为700×700@2500mm，边坡锚杆选取14Φs15．2钢筋。提出该方案基于以下几方面的考虑。
1)依据重庆当地特有的山城特点，以及常规的施工工艺，明挖基坑一般采用拉马道进行出渣，而非垂直出渣方式。若整个车站采用桩+內撑支护结构，支撑和格构柱均影响出渣方式，影响工期。
2)依据重庆当地文件(渝建发〔2012〕162号)要求，不宜采用人工挖孔灌桩。且车站范围局部填土层较厚，塌孔比较严重，风险比较高。
3)根据当地的成桩经验，中风化砂岩强度太高(单轴抗压强度局部达到60MPa)，施工效率明显降低，单桩平均每日能入岩1m左右，钻头磨损非常严重，且严重影响施工工期。根据当地经验，且结合此岩层的特点，采用板肋式围护结构，逆作法施工施工肋柱和锚杆(索)及挂网喷混支护风险不大。
4．1填土层中桩+锚索设计
“吊脚桩”的内力计算依据JGJ120-2012《建筑基坑支护技术规程》中相关要求，采用理正深基坑支护F-SPW软件中的弹性支点法计算围护结构。“吊脚桩”内力计算时，上部围护桩不考虑平台宽度的岩石作用，仅作为安全储备，认为围护桩位悬臂状态进行计算，由于理正基坑里面嵌固长度无法输为0m，为满足程序的相关计算模式，假定围护桩嵌固长度为0．001m，此块模拟比较类似悬臂状态。且在实际设计过程中在距离平台0．5m位置设置一道锁脚锚索，从而保证吊脚桩的结构安全。通过假定围护桩无嵌固状态的抗倾覆检算，最终结果满足设计要求。
4．2岩层中板肋式+锚索(杆)的设计
下部岩石基坑的稳定性主要取决于岩体内部本身结构面的发育情况及基坑边坡与岩石产状的空间位置关系。当结构面非常发育导致岩体成碎裂结构时，一般根据基坑地质条件，对基坑下部岩石边坡进行简单平面滑动稳定分析，岩体稳定性通过相关的岩土计算软件与极限平衡法计算。依据GB50330-2013《建筑边坡工程技术规范》，需根据岩土工程地质条件对边坡的可能破坏方式及相应的破坏方向、破坏范围、影响范围等做出判断。判断边坡的可能破坏方式，且需考虑到受基坑受岩土体强度控制的破坏和受结构面控制的破坏的可能性。
本工程中，对基坑两侧岩层的稳定性分析评价，通过持平投影分析，根据围岩的产状，基坑开挖面的走向绘制持平投影图。根据持平投影图分析，东侧(右侧)边坡J1倾向坡内，对边坡稳定性影响小;岩层面虽然与边坡小角度斜交，倾向坡外，但岩层产状平缓，对边坡稳定性影响小;J2与边坡小角度斜交，倾向坡外，属外倾不利结构面，边坡稳定性受J2控制。西侧(左侧)边坡，岩层面和J2都倾向坡内，J1倾向与边坡大角度斜交，对边坡稳定性影响小;边坡无外倾结构面，也没有结构面不利组合。
4.3现场施工情况
截至笔者撰稿，本车站基坑局部已开挖至基坑底，在开挖过程中，通过围护桩施工过程中预埋的测斜管，发现吊脚桩最后一道距离平台以上0．5m设置的锚索，及依据锚索的位置，设置4道连梁。依据后期施工情况，对桩底控制效果较好，可明显控制桩体位移。基坑施工过程中的地表沉降、桩顶水平位移均满足检测规范要求，未出现报警情况。
5、结论与建议
1)针对重庆地区上土下岩的复杂地层条件下的长条形明挖地铁车站基坑的支护，“吊脚桩”围护结构方案应用越来越广泛。但在应用过程中需针对不同地质情况进行优化，可通过桩底设置锁脚锚索和设置整体连梁，加强吊脚桩的整体稳定性，能够满足位移及沉降限值要求。
2)鉴于岩土工程设计理论的复杂性，及重庆围岩特有的倾角破坏模式，“吊脚桩”支护体系计算模型差异性较大，应进一步结合实际施工情况，以及相关的监控量测数据，采用合理的计算模式，以达到验证并改进设计并为今后同类工程的实施提供有益的参考。
参考文献
[1]CECS22岩土锚杆（索）技术规程[S].北京:中国计划出版社，2005.
[2]GB50330-2002建筑边坡工程技术规范[S].北京:中国计划出版社，2002.