浅议地铁明挖车站结构设计

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1、浅议地铁明挖车站结构设计　　摘要：地铁在城市发展中的经济效益和社会效益是有目共睹的。目前《地铁设计规范》（GB50157-2003）条文过于宽泛，结构设计理论方面显得较为笼统，使得设计人员针对具体工程从理论上难以操作；或者由于设计人员自身的经验、理论水平、对工程理解的差异，可能会造成设计的混乱，甚至错误，这有可能造成不必要的浪费或潜在的灾害，对于动辄投资上亿的地铁车站，其直接损失和间接损失都是不容忽视的。关键词：明挖法;地铁车站;结构设计中图分类号：U213+4文献标识码：A引言随着当今交通业的

2、快速发展，地铁工程已成为城市处理交通难题的选择。在地铁工程中，明挖法在地铁车站施工中所占比例相对而言也比较大。地铁车站结构有其自身的结构特殊性，例如：墙板结构尺寸较厚、顶板覆土较厚、结构设计受线路、通风、给排水等多项专业的影响。因为周边环境的多样性、岩土地层的复杂性、施工技术的变化性以及设计理论的局限性，促使地铁结构设计人员在设计中会遇到问题或不完善的地方，做出分析。1.地铁车站结构设计中需要考虑的原则71.1在结构设计的过程中，要根据使用条件、结构类型、施工工艺以及荷载特性等进行设计。1.2对

3、于地铁车站结构净空尺寸来说，不仅要满足建筑设计、建筑限界、施工工艺以及一些使用要求，还要对施工误差、结构变形、测量误差以及后期沉降等进行充分的考虑。1.3地铁车站结构设计的过程中，要以车站结构类型以及施工方法作为依据，按照相关的规范对施工阶段以及正常使用阶段分别进行强度的计算，并进行稳定性、刚度以及裂缝宽度的计算和验算。一般来说，我们还要依照使用要求、结构类型、环境条件等因素对钢筋混凝土裂缝宽度进行确认。1.4地铁车站结构设计过程中要对运营、施工、城市规划、防水、防火以及防杂散电流等进行充分的考

4、虑，并按照100年使用寿命设计，确保结构具有很强的耐久性。1.5地铁车站结构设计过程中的抗浮稳定验算要按照最为不利的情况进行，不对侧壁摩擦阻力进行考虑的时候，要确保抗浮安全系数不小于1.05，如果考虑侧壁摩阻力，则要确保其抗浮安全系数不小于1.15，如果满足不了这一要求，则应采取相关的抗浮措施。1.6地铁车站结构设计的时候要进行抗震验算，并且按照抗震设防烈度提高一度的要求进行抗震构造措施的选择，进而提升整体抗震能力。71.7设计过程中要对施工给车站周边所带来的影响进行充分考虑，降低其负面影响。1

5、.8地铁车站结构要进行人防荷载的验算，在核爆炸作用下，动力分析采用等效静载法，主体结构及出入口按等效静荷载均匀作用在结构各部位上进行计算。1.9针对深基坑支护结构以及其相关构件来说，要符合稳定、强度以及变形的要求，当使用降水措施的时候，要对地表沉降量进行严格的控制，确保重要管线以及邻近建筑物的管线能够正常的使用，此外我们还要依照安全等级提出相应的监测要求。2.明挖法地铁车站围护结构设计应注意的问题2.1应根据现场实际情况选择合理的基坑支护方案。支护结构方案应根据基坑周边环境、开挖深度、工程地质与

6、水文地质、施工作业设备和施工季节、经济性等条件综合考虑，支护结构型式的造价从低至高的排列顺序依次为放坡、土钉墙、水泥土搅拌桩、SMW工法、排桩、地下连续墙。如条件允许，应尽量采用坑外降水，以减少水土侧向压力。当采用桩（墙）支护时，应尽量降低桩顶标高，桩顶以上土体采用放坡、砖墙、土钉墙或者喷锚等方式进行支护。举例来说，两层标准地铁车站埋深一般为16米，桩插入深度取为6m，总桩长为22米左右，如果我们降低桩顶标高3米，桩长变为19米，节约的围护桩(墙)工程量就有13%之多。72.2将围护结构设计与主

7、体结构综合考虑起来进行设计。地下连续墙基坑支护作为主体结构的一部分加以利用，既可节约工程投资，又减少了资源的消耗，符合可持续发展的要求，所以在设计中应特别注意。复合式地下墙结构中，设计一般考虑土压力由围护结构承担，而水压力由主体结构侧墙承担。例如覆土为3.05米的地下两层车站，计算简图如下：由图可见，围护结构承担了很大一部分荷载。灌注桩围护结构作围护结构又作为主体永久结构的一部分时，在施工阶段，灌注桩只做强度计算；使用阶段，考虑其先期承受的外部荷载因材料性能退化和刚度下降向内部衬砌的转移，初步设

8、计阶段其刚度可暂按折减到70%考虑。2.3围护桩配筋问题。目前围护桩配筋时往往采用圆形截面沿周边均匀配置钢筋的公式（即混凝土结构设计规范）进行设计，事实上围护桩的正弯矩和负弯矩往往大小不同，均匀配筋有时会造成很大的浪费。因此对于围护桩正、负弯矩相差较大的情况下，建议采用《建筑基坑支护规程》相关公式（即沿截面受拉区和受压区周边配置局部均匀纵向钢筋或集中纵向钢筋的圆形截面钢筋混凝土桩的正截面承载力设计方法）进行设计。3.结构计算3.1计算方法设计理论7结构计算方法其实是力学模型的建立，主要涉及空间假