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【摘要】：地铁附近的高层建筑基坑支护形式的选择和设计对于城市建设具有重要的意义，选择合适的基坑形式能够对地面建筑与附近地铁的安全提供有力的保障。本文主要以实例的形式，分析了某市地铁附近高层建筑深基坑支护形式，通过对各种形式的支护体系分析，最终有针对性的选择了钻孔灌注桩+水平支撑作为本工程的支撑形式。
【关键词】：地铁附近；高层建筑；基坑支护形式；选择
1 引言
城市高层建筑已经成为城市规划和发展过程中的重要建筑形式，高层建筑建设同样带来了一个问题，即在建设过程中基坑的开挖对于周围建筑环境和建筑物的影响，特别是对周围重要建筑环境，例如城市地铁。城市地铁是社会城市化过程中重要的产物，由于其施工修建的形式，使得地铁对于附近建筑的施工非常敏感。所以，当在城市地铁附近进行高层建筑深基坑施工时，其支护形式的选择就显得尤为重要。
2 某市地铁一号线附近高层建筑深基坑支护形式选择
2.1 工程背景
某市在城市规划过程中，为了城市建设需要，拟建设一大型活动中心，活动中心上层20层为活动用房，地下1层为地铁出入口活动用房，地上一层设有地铁出入口及社区活动用房，项目占地面积3608.4m2，总建筑面积3643.5 m2，地上建筑面积为2092.1m2，地下建筑面积1551.4m2。本工程±0.000相当于1985国家高程基准4.542m，基层开挖最深处底标高为-12.90m。拟建工程左右为中心大道，北侧为市地铁交通1号，南侧为一条河流，基坑地处闹市区且紧邻轻轨站台，基坑周边环境较复杂。
2.2 工程支护设计方案选择分析
深层建筑基坑支护施工过程中，其设计应该遵循“安全可靠、经济合理、技术可行”的原则。根据本工程的实际情况，认为应该从以下三种支护形式中选择设计方案，对于本工程的实际应用较符合。
(1)内支撑+SMW工法桩
支护形式的第一种选择方法是内支撑+SMW工法桩形式。这种支护形式的有点非常明显，主要表现在止水性好、施工速度快以及内插型钢可待施工结束后拔除回收使用等，同时在该市其他工程中，10m左右深基坑采用SMW工法桩成功案例较多，并且采用内支撑后可以有效控制位移。但是，相比钻孔灌注桩而言，其刚度偏小，围护结构位移偏大，且型钢拔除对周边环境的影响较大。目前型钢打、拔费用相对较高；对施工技术水平要求高，施工现场会出现内插型钢偏位导致位移过大和止水效果差，导致基坑失稳。考虑到本工程地处闹市区，紧邻地铁站台，且筏板采用天然地基，型钢后期拔除十分困难，对基坑本身及周边环境影响较大。所以，本方案不适用。
(2)预应力锚杆+钻孔灌注桩
预应力锚杆+钻孔灌注桩支护形式又称为工法桩。这种支护形式的有点是基坑开挖无内支撑，施工方便无干扰，可以提高施工工期，通过设置预应力锚杆可以控制基坑侧壁位移保证基坑安全。但是，在本工程中有一个非常明显的特点，基坑周边距用地红线距离较小，而工法桩施工时所用预应力锚杆需要超出用地红线。所以，本方案同样不适用。
(3)钻孔灌注桩+水平支撑
这种支护方案优点是围护结构安全，工艺成熟，是现代高层建筑深基坑最具设计和施工经验的围护体系之一，可在较深的基坑工程中使用。其抗侧刚度较大，可控制开挖阶段围护体系的变形，确保周边环境不受到影响。对于基坑开挖时间相对较长的基坑，钻孔灌注桩与内撑共同作用可以很好的确保围护结构和周边环境安全。水平支撑可以采用对撑与角撑结合的方式布置，也可以采用环形支撑与对撑结合的方式。
2.3 本工程基坑支护系统设计
在本基坑支护体系中，最重要的就是地下一层与地铁口相连处的支撑体系。通过分析认为采用止水帷幕+钻孔灌注桩+2道水平钢支撑方案适合本工程支护设计。本设计方案中土钉墙面层参数为：网筋φ8@200×200，坡面喷射混凝土面层厚度为100mm，强度为C20。喷射砼配比宜为：水泥1：砂2：石2：水0.5，施工前须通过现场试验确定。地铁出入口处灌注桩直径Φ800mm@1000，混凝土强度为C30；止水帷幕采用Φ850@1200mm三轴水泥土搅拌桩，止水帷幕贴近围护桩，净距为200mm；三轴搅拌桩与地铁地连墙相接处采用Φ600@1000mm高压旋喷桩止水；钢支撑采用Φ609×16型钢，长度为9m，水平向间距为3m。针对体系施工设计，制定了详细的参数。
(1)止水帷幕的嵌入深度
由于南侧为一条河流，因此，地下水对本工程建设影响较大，为保证结构安全，采用落底式竖向止水帷幕方案。插入下卧不透水层深度根据《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120-99）8.4.2条：
L=0.2hw-0.5b
式中，L表示帷幕插入不透水层的深度，hw表示作用水头，b表示帷幕宽度。
在实际的工程应用中还要结合具体的地质勘察报告进行施工，在本工程承，其1m出为粉质粘土层，所以，在设计中考虑搅拌桩止水帷幕嵌入该层的深度为1.45m，以保证止水效果。
(2)钻孔灌注桩的嵌入深度
钻孔灌注桩嵌入基坑底的深度根据《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120-99）4.1.1条第二款—单层支点支护结构体系的计算方法确定：
hp ∑Ep+ Tc1(hT1+ hd)-1.2 γ0 ha∑Eai≥0
式中, Tc1表示支点水平力(kN)；∑Ep表示桩、墙底以上根据基坑内侧各土层水平抗力标准值epjk的合力之和(kN)；hd表示合力∑Ep作用点至桩、墙底的距离(m)，根据验算结果hd取9.50m。；∑Eai表示桩、墙底以上根据基坑外侧各土层水平荷载标准值的合力之和(kN)；ha表示合力∑Eai作用点至桩、墙底的距离(m)；γ0表示建筑基坑侧壁重要性系数；β表示嵌固深度安全系数，系统默认规范值1.2，可在安全系数配置表中修改；hT1表示支点至基坑底面的距离(m)。
3 结语
本文针对某市地铁一号线附近高层建筑深基坑开挖支护形式选择问题展开分析，重点对基坑中各种体系的特点进行了探讨。本文最后根据分析的结论所得到的适合本工程的体系结构分析，对于实际的城市地铁周围建筑基坑支护体系设计具有很好的指导意义和参考价值。
参考文献
[1]刘创，陈为. 多支护形式在高层建筑深基坑中的综合应用[J]. 施工技术,2004,10
[2]奚涵川．高层建筑深基坑桩锚支护施工方法[J]．西部探矿工程，2003,7
【关键词】：地铁附近；高层建筑；基坑支护形式；选择
1 引言
城市高层建筑已经成为城市规划和发展过程中的重要建筑形式，高层建筑建设同样带来了一个问题，即在建设过程中基坑的开挖对于周围建筑环境和建筑物的影响，特别是对周围重要建筑环境，例如城市地铁。城市地铁是社会城市化过程中重要的产物，由于其施工修建的形式，使得地铁对于附近建筑的施工非常敏感。所以，当在城市地铁附近进行高层建筑深基坑施工时，其支护形式的选择就显得尤为重要。
2 某市地铁一号线附近高层建筑深基坑支护形式选择
2.1 工程背景
某市在城市规划过程中，为了城市建设需要，拟建设一大型活动中心，活动中心上层20层为活动用房，地下1层为地铁出入口活动用房，地上一层设有地铁出入口及社区活动用房，项目占地面积3608.4m2，总建筑面积3643.5 m2，地上建筑面积为2092.1m2，地下建筑面积1551.4m2。本工程±0.000相当于1985国家高程基准4.542m，基层开挖最深处底标高为-12.90m。拟建工程左右为中心大道，北侧为市地铁交通1号，南侧为一条河流，基坑地处闹市区且紧邻轻轨站台，基坑周边环境较复杂。
2.2 工程支护设计方案选择分析
深层建筑基坑支护施工过程中，其设计应该遵循“安全可靠、经济合理、技术可行”的原则。根据本工程的实际情况，认为应该从以下三种支护形式中选择设计方案，对于本工程的实际应用较符合。
(1)内支撑+SMW工法桩
支护形式的第一种选择方法是内支撑+SMW工法桩形式。这种支护形式的有点非常明显，主要表现在止水性好、施工速度快以及内插型钢可待施工结束后拔除回收使用等，同时在该市其他工程中，10m左右深基坑采用SMW工法桩成功案例较多，并且采用内支撑后可以有效控制位移。但是，相比钻孔灌注桩而言，其刚度偏小，围护结构位移偏大，且型钢拔除对周边环境的影响较大。目前型钢打、拔费用相对较高；对施工技术水平要求高，施工现场会出现内插型钢偏位导致位移过大和止水效果差，导致基坑失稳。考虑到本工程地处闹市区，紧邻地铁站台，且筏板采用天然地基，型钢后期拔除十分困难，对基坑本身及周边环境影响较大。所以，本方案不适用。
(2)预应力锚杆+钻孔灌注桩
预应力锚杆+钻孔灌注桩支护形式又称为工法桩。这种支护形式的有点是基坑开挖无内支撑，施工方便无干扰，可以提高施工工期，通过设置预应力锚杆可以控制基坑侧壁位移保证基坑安全。但是，在本工程中有一个非常明显的特点，基坑周边距用地红线距离较小，而工法桩施工时所用预应力锚杆需要超出用地红线。所以，本方案同样不适用。
(3)钻孔灌注桩+水平支撑
这种支护方案优点是围护结构安全，工艺成熟，是现代高层建筑深基坑最具设计和施工经验的围护体系之一，可在较深的基坑工程中使用。其抗侧刚度较大，可控制开挖阶段围护体系的变形，确保周边环境不受到影响。对于基坑开挖时间相对较长的基坑，钻孔灌注桩与内撑共同作用可以很好的确保围护结构和周边环境安全。水平支撑可以采用对撑与角撑结合的方式布置，也可以采用环形支撑与对撑结合的方式。
2.3 本工程基坑支护系统设计
在本基坑支护体系中，最重要的就是地下一层与地铁口相连处的支撑体系。通过分析认为采用止水帷幕+钻孔灌注桩+2道水平钢支撑方案适合本工程支护设计。本设计方案中土钉墙面层参数为：网筋φ8@200×200，坡面喷射混凝土面层厚度为100mm，强度为C20。喷射砼配比宜为：水泥1：砂2：石2：水0.5，施工前须通过现场试验确定。地铁出入口处灌注桩直径Φ800mm@1000，混凝土强度为C30；止水帷幕采用Φ850@1200mm三轴水泥土搅拌桩，止水帷幕贴近围护桩，净距为200mm；三轴搅拌桩与地铁地连墙相接处采用Φ600@1000mm高压旋喷桩止水；钢支撑采用Φ609×16型钢，长度为9m，水平向间距为3m。针对体系施工设计，制定了详细的参数。
(1)止水帷幕的嵌入深度
由于南侧为一条河流，因此，地下水对本工程建设影响较大，为保证结构安全，采用落底式竖向止水帷幕方案。插入下卧不透水层深度根据《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120-99）8.4.2条：
L=0.2hw-0.5b
式中，L表示帷幕插入不透水层的深度，hw表示作用水头，b表示帷幕宽度。
在实际的工程应用中还要结合具体的地质勘察报告进行施工，在本工程承，其1m出为粉质粘土层，所以，在设计中考虑搅拌桩止水帷幕嵌入该层的深度为1.45m，以保证止水效果。
(2)钻孔灌注桩的嵌入深度
钻孔灌注桩嵌入基坑底的深度根据《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120-99）4.1.1条第二款—单层支点支护结构体系的计算方法确定：
hp ∑Ep+ Tc1(hT1+ hd)-1.2 γ0 ha∑Eai≥0
式中, Tc1表示支点水平力(kN)；∑Ep表示桩、墙底以上根据基坑内侧各土层水平抗力标准值epjk的合力之和(kN)；hd表示合力∑Ep作用点至桩、墙底的距离(m)，根据验算结果hd取9.50m。；∑Eai表示桩、墙底以上根据基坑外侧各土层水平荷载标准值的合力之和(kN)；ha表示合力∑Eai作用点至桩、墙底的距离(m)；γ0表示建筑基坑侧壁重要性系数；β表示嵌固深度安全系数，系统默认规范值1.2，可在安全系数配置表中修改；hT1表示支点至基坑底面的距离(m)。
3 结语
本文针对某市地铁一号线附近高层建筑深基坑开挖支护形式选择问题展开分析，重点对基坑中各种体系的特点进行了探讨。本文最后根据分析的结论所得到的适合本工程的体系结构分析，对于实际的城市地铁周围建筑基坑支护体系设计具有很好的指导意义和参考价值。
参考文献
[1]刘创，陈为. 多支护形式在高层建筑深基坑中的综合应用[J]. 施工技术,2004,10
[2]奚涵川．高层建筑深基坑桩锚支护施工方法[J]．西部探矿工程，2003,7