【正文】 、鋼管直徑為600mm，第一道支撐壁厚12mm，第二、三道支撐壁厚16mm。當(dāng)存在下列條件時，可優(yōu)先考慮選擇使用內(nèi)支撐支護結(jié)構(gòu)： （1）相鄰場地有地下建筑物，并且不宜選用錨桿支護結(jié)構(gòu)； （2）為保護場地周邊建筑物，基坑支護不允許有較大的內(nèi)傾變形；（3）場地土質(zhì)條件較差，并且對支護結(jié)構(gòu)又有嚴格要求時。同時由于沒有嵌固深度要求，而需要設(shè)置的支撐也不需要在全高度上都設(shè)置，僅需設(shè)置在基坑開挖深度的中間段。逆作拱墻適用于黏性土、砂土和軟土地區(qū)，不適用于飽和軟土及淤泥質(zhì)土。土釘支護的缺點以及局限性主要就是基坑的變形較大。水泥土墻與其他支護方式相比，具有如下優(yōu)點：（1）施工時沒有振動、噪聲、泥漿廢水污染，對環(huán)境影響??；（2）施工操作方便，成樁工期短，且造價較低；（3）基坑開挖不需要支撐拉錨，坑外也不需要井點降水；（4）隔水防滲性能良好，基坑內(nèi)外允許有水位差；（5）基坑內(nèi)空間寬敞且干燥整潔，有利于文明施工和安全生產(chǎn)，且方便后期結(jié)構(gòu)施工；（6）基坑周圍的地基變形小，對相鄰建筑物和地下設(shè)施影響?。唬?）擋墻頂面允許設(shè)置路面行駛施工車輛，而路面結(jié)構(gòu)又可增加擋墻剛度；（8）同一墻體可設(shè)計成變截面、變強度、變深度；（9）能夠縮短總體工期；（10）可就近利用粉煤灰等工業(yè)廢料作為固化劑的外滲劑。但是地下連續(xù)墻的造價要高于鉆孔灌注樁和深層攪拌樁的造價，因此必須結(jié)合基坑開挖深度，土質(zhì)情況和周圍環(huán)境情況的因素，通過技術(shù)經(jīng)濟對比方案認為經(jīng)濟合理才可采用。對于開挖深度小于6米的基坑，當(dāng)無法采用重力式深層攪拌樁，這個時候可采用600mm密排鉆孔樁，樁后則使用用樹根樁防護，或者也可采用打入預(yù)制混凝土板樁或鋼板樁的方法，然后再在板樁后注漿或加攪拌樁防滲，頂部設(shè)圈梁和支撐；對于開挖深度為6～10米的基坑，通常常采用樁徑為800～1000mm的鉆孔樁，后面加深層攪拌樁或注漿防水，并設(shè)置2～3道支撐，對于開挖深度大于10米的基坑，則可采用地下連續(xù)墻加內(nèi)撐的方法，也可采用800～1000mm大直徑鉆孔樁加深層攪拌樁防水，設(shè)置多道支撐。大差市車站深基坑的地下水位位于基坑底面以上，因此降水設(shè)計很重要。計算結(jié)果見表31。 區(qū)域地面沉降根據(jù)長安大學(xué)工程設(shè)計研究院于2010年3月提交的《西安市地鐵三號線一期工程（魚化寨～國際港務(wù)區(qū)）建設(shè)工程地質(zhì)災(zāi)害危險性評估報告》中的資料，自2005年起，西安地區(qū)地面沉降的量級和速率得到一定的控制，新的沉降中心發(fā)生在高新技術(shù)開發(fā)區(qū)和曲江新區(qū)，最大的年沉降量發(fā)生從八里村移至西南郊的魚化寨。 地下水動態(tài)特征根據(jù)場地含水層及埋藏條件，地下水位變化主要受降水、蒸發(fā)、人工開采等因素影響，根據(jù)我院該地區(qū)的長期動態(tài)資料分析如下：一般7～9月份水位埋深最大，為枯水期，12月到次年的2月份為豐水期，水位埋深最小。標(biāo)貫擊數(shù)平均值為4擊。土層編號土層名稱范 圍 值 (m)巖性描述層厚層底深度層底高程顏色狀態(tài)密實度包含物及其它特征11雜填土Q4ml～～～淺褐色/中密上部為混凝土或瀝青路面，下部以黏性土夾大量灰渣、磚屑等組成，結(jié)構(gòu)雜亂，巖性不均。根據(jù)長安大學(xué)2011年5月14日提交的《西安市地鐵四號線工可階段沿線地裂縫勘察報告》，場地內(nèi)無地裂縫通過。在經(jīng)過理正軟件驗算，及時調(diào)整計算結(jié)果和支護參數(shù)。另一方面它反映在我國地區(qū)性的不平衡發(fā)展上，應(yīng)當(dāng)將先進且適用的技術(shù)引進不發(fā)達地區(qū)，推動不發(fā)達地區(qū)的技術(shù)水平提高與發(fā)展。這項技術(shù)的基本思路就是：優(yōu)化設(shè)計方案以后，采用動態(tài)計算模型，按照施工過程的步驟逐次分析支護結(jié)構(gòu)，提前判斷支護結(jié)構(gòu)在施工過程中的受力變形情況，例如土壓力、結(jié)構(gòu)內(nèi)力、孔隙水壓力、位移和沉降等。這些深基坑工程一般都是位于在城市的繁華地帶，施工場地十分狹小并且施工條件也很復(fù)雜。在工程實踐中我們認識到，在基坑施工過程中，基坑的穩(wěn)定和變形與每個開挖步驟的開挖空間的幾何尺寸、支護結(jié)構(gòu)的無支撐暴露面積和時間等施工參數(shù)明顯的相關(guān)性。例如，一個就是考慮墻體的極限彎矩的抗隆起穩(wěn)定性分析方法，它認為基坑的開挖底面以下的墻體也能夠抵抗基底隆起，因而在分析計算時抗滑動力矩則另外加上了墻體的設(shè)計彎矩?？傊?，上述的基坑圍護結(jié)構(gòu)設(shè)計分析與計算基本方法中，彈性地基反力法的力學(xué)模型直觀，更加逼真、符合實際，并可以采用彈性桿系有限元來求解，其應(yīng)用越來越廣泛，但仍然需要作進一步研究和改進。有限元分析法中所采用的土體的本構(gòu)模型有線性彈性模型、非線性彈性模型、彈塑性模型和粘彈塑性模型等。在目前情況下，即使采用彈性地基反力法計算圍護結(jié)構(gòu)內(nèi)力確定支護參數(shù)，但基坑的嵌固深度還是需要使用極限平衡法才能確定；此外，采用極限平衡法計算一些“空間效應(yīng)”不明顯的一級基坑和地層較穩(wěn)定、周圍環(huán)境不復(fù)雜的二級基坑中的懸臂單支點支護結(jié)構(gòu)的內(nèi)力也是非常合適的。按荷載的施加情況，求解的方法有“增量法”、“總量法”等?；訃o設(shè)計土抗力法的形成是在橫向受荷樁分析計算方法的基礎(chǔ)上不斷研究改進發(fā)展而來的。所以，本文以黃土地區(qū)大型地鐵車站大差市站深基坑工程為背景，結(jié)合具體工程環(huán)境和施工要求，對深基坑的圍護結(jié)構(gòu)進行選型論證，確定圍護結(jié)構(gòu)形式，并給出大差市地鐵車站深基坑圍護結(jié)構(gòu)設(shè)計方案和施工監(jiān)測方案，研究地鐵車站深基坑的支撐受力情況及其穩(wěn)定性影響因素，目的是為西安地區(qū)深基坑工程圍護結(jié)構(gòu)優(yōu)化及合理的施工方法的確定提供重要依據(jù)，以期為類似深基坑工程的設(shè)計和施工提供參考。地鐵通常都是穿過城市主要的發(fā)達商業(yè)區(qū)域、主要的旅游景點等，在這些城市的繁華地段，地鐵車站的建設(shè)會受到已有建筑(構(gòu)筑)物的限制，如地面高層建筑、立交橋、地下管線等，工程施工中難免存在許多的安全隱患。一旦發(fā)生深基坑工程事故，給國家和社會造成的生命財產(chǎn)損失將是非常巨大。一方面，在2l世紀，城市現(xiàn)代化建設(shè)的方向就是地下空間的開發(fā)和利用；另一方面，自80年代以后，高層建筑的數(shù)量和高度都在不斷上升，根據(jù)構(gòu)造和使用的要求，其基礎(chǔ)埋深也就必然隨之不斷增加，產(chǎn)生了許許多多的深基坑工程。中國城鎮(zhèn)現(xiàn)代化建設(shè)正如火如荼，高層及超高層建筑如雨后春筍大量涌現(xiàn)，深基坑工程也就越來越多。內(nèi)撐式（拉錨式）圍護結(jié)構(gòu)的發(fā)展改善了懸臂式圍護結(jié)構(gòu)的受力性能和變形特性，同時滿足較深基坑的支檔土體要求?；庸こ痰陌l(fā)展則往往是出現(xiàn)一種新的圍護結(jié)構(gòu)型式，然后帶動新的分析方法和計算理論的產(chǎn)生，并按照實踐、認識、再實踐、再認識的規(guī)律，不斷完善從而走向成熟。到了本世紀30年代，太沙基等人就早已經(jīng)開始研究分析基坑工程中的相關(guān)問題。而后，全世界各國的許多學(xué)者都熱衷于這項研究，并且不斷地在這一領(lǐng)域中取得非常多的豐碩的成果。早期的基坑開挖常采用放坡的形式來圍護基坑的穩(wěn)定，后來隨著基坑的開挖深度的不斷增加，放坡已經(jīng)無法滿足保持基坑穩(wěn)定的要求，因此產(chǎn)生了圍護開挖。而為了發(fā)揮圍護結(jié)構(gòu)材料的極限承載能力，使圍護結(jié)構(gòu)形式更加經(jīng)濟合理，并能適合各種基坑形式，發(fā)展了組合型圍護型式。同時，建筑物密集，基坑的深度極大以及地下設(shè)施周圍極其復(fù)雜，使得基坑放坡開挖的這一圍護方式已經(jīng)再也不能滿足如今的城鎮(zhèn)現(xiàn)代化建設(shè)的需要。進入90年代，城市的地價不斷飆升，空間利用率也慢慢隨之提高，許多的超高層建筑應(yīng)運而生，迫使深基坑工程向大深度和大規(guī)模兩個方向發(fā)展。因此現(xiàn)階段我們迫切需要解決的一個課題就是：如何以最少的投資，最短的工期，同時確保設(shè)計基準期內(nèi)安全運行，并且還要滿足對周圍環(huán)境的保護要求。地鐵不只是單單的一個的建筑等等的超尺寸基坑，同時還是具有時間、空間和區(qū)間隧道連續(xù)性的工程。所以，本文研究的課題具有重要的工程應(yīng)用價值，也能對所學(xué)知識進行鞏固，更加熟練的掌握。早期由于受計算技術(shù)的局限性，將工程實際情況作了很大的簡化，以便可以使用解析法求解。目前我們采用的彈性地基反力法僅僅部分地考慮了圍護結(jié)構(gòu)與土的線性共同作用，分析計算中所需土的物理力學(xué)參數(shù)比較單一，同時還可以有效地計入影響基坑開挖過程中基坑穩(wěn)定的眾多因素之中。因此，在今后一段時期內(nèi)，在一定范圍內(nèi)，極限平衡法仍然會得到應(yīng)用。有限元分析方法又包括二維和三維有限元兩種分析方法。極限平衡法是相對簡單的，并且易于手算，但因很多因素被忽略，計算的結(jié)果仍然不夠理想，常常不能滿足工程設(shè)計的要求，因此極限平衡法的應(yīng)用已經(jīng)越來越少；有限元分析法在理論上比較完善，但由于前述困難，目前難以在實際中應(yīng)用。另一個就是同濟大學(xué)近年提出的同時考慮、的抗隆起穩(wěn)定性分析方法，該方法參考普朗德爾和太沙基的基坑承載力的公式，提出了同時考慮、的抗隆起驗算公式： （）式中，D表示墻體的入土深度，H表示基坑的開挖深度，、表示墻體外側(cè)及坑底土體的重度，q表示地面超載，、表示地基承載力系數(shù)。這個方法開始運用時間和空間效應(yīng)的概念，試行了已有的基坑工程，考慮時空效應(yīng)的施工工藝和控制支護結(jié)構(gòu)無支撐暴露時間為主的施工參數(shù)，在已經(jīng)試行的深基坑工程中，都取得了不菲的技術(shù)經(jīng)濟效果。人們開始逐步關(guān)注并重視解決基坑開挖對周圍建(構(gòu))筑物和地下管線所帶的影響，并且開始研究發(fā)展因基坑開挖而擾動環(huán)境穩(wěn)定性的控制理論和方法。并且在施工時采集相應(yīng)的監(jiān)測信息，處理過后與預(yù)測結(jié)果進行比較，從而做出決斷，修改調(diào)整原設(shè)計中不符合工程實際的部分，進一步完善設(shè)計，指導(dǎo)施工。然而每一種支護結(jié)構(gòu)型式都不能使用所有條件，都有其各自的適用范圍和局限性。最后分析計算結(jié)果，得出結(jié)論，為黃土地區(qū)相關(guān)地鐵車站設(shè)計提供參考。 河流水文及氣候概況大差市車站場地附近無河流及明渠等水體通過。特別是XZS21及XZS216鉆孔附近可能有滲井或古墓等。322古土壤Q3el～～～褐紅色可塑/針狀孔隙發(fā)育，具團粒結(jié)構(gòu)，含大量鈣質(zhì)網(wǎng)膜、蝸牛碎殼、云母片、鈣質(zhì)結(jié)核等，~，局部地段富集成層。根據(jù)場地的地質(zhì)特征及水文地質(zhì)特征，潛水位埋深較淺，受蒸發(fā)影響較大，夏季天氣炎熱，蒸發(fā)量大，水位埋深明顯變大，7～9月降雨量增多，水位開始回升，冬季氣候干燥，蒸發(fā)量減少，水位逐漸達到高水位。大差市車站目前處于相對穩(wěn)定區(qū)域內(nèi)。依據(jù)《濕陷性黃土地區(qū)建筑規(guī)范》、：擬建場地為非自重濕陷性黃土場地，從自然地面起算地基濕陷等級為Ⅰ級（輕微）～Ⅱ（中等）。同時西安市還處于地震多發(fā)地區(qū)，抗震烈度高，西安市有多條地裂縫穿過，大然而大差市車站沒有地裂縫穿過。地下連續(xù)墻圍護呈封閉狀態(tài)，在基坑開挖后，支上內(nèi)支撐或是錨桿，就能夠起到擋土圍護的作用，并且該圍護結(jié)構(gòu)使深基坑工程的施工更加方便。通常來說，當(dāng)在軟土層中場地條件的基坑開挖深度大于10米，周圍建筑物對沉降與位移要求較高。 土釘支護土釘支護是近幾年來發(fā)展起來的一種新型支護結(jié)構(gòu)，用于基坑開挖和邊坡穩(wěn)定。由于土釘支護是一種被動支護形式，只有土體發(fā)生變形時才會使土釘受力，因此基坑的變形相對較大?；娱_挖深度不宜大于12m。 內(nèi)支撐支護內(nèi)支撐的最大缺陷就是占據(jù)基坑內(nèi)的空間，造成挖土和主體結(jié)構(gòu)施工困難，干擾施工進度并影響工期；隨著主體結(jié)構(gòu)的施工進展，在由下至上逐步拆除支撐時，還有可能進一步增加周圍土層的位移。 支護方案的選型基坑支護方案選擇要滿足施工安全、施工方便和經(jīng)濟方面的要求。 橫斷面計算，支護方式為排樁加內(nèi)撐方案，設(shè)三道鋼支撐（。冠梁截面為1200mm1600mm，可增加圍護結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性，同時作為第一道支撐的腰梁。C，支撐將縮短25mm，這就促使基坑變形增加；而溫度升高后，這一變形卻又不能完全恢復(fù)，相反會使支撐內(nèi)力增加許多，所以在高溫下有時對內(nèi)支撐采取冷卻措施。（4） 造價較低：由于截面主要承受壓力，彎矩小，能充分發(fā)揮混凝土材料受壓強度高的特性，可節(jié)約大量鋼材。 逆作拱墻支護逆作拱墻是眾多基坑支護結(jié)構(gòu)中的一種，根據(jù)基坑的平面形狀，通常采用全封閉拱墻，包括拋物線拱、圓拱、橢圓拱，有時也可以采用以上各拱墻與其他支護形式的組合支護形式，而在施工時常采用逆作法或半逆作法，因此將這種基坑支護結(jié)構(gòu)稱為逆作拱墻。與其他支護結(jié)構(gòu)相比，土釘支護的優(yōu)點主要體現(xiàn)在：（1）能夠合理的利用土體的自身承載能力，將土體作為支護結(jié)構(gòu)不可分割的一部分；（2）結(jié)構(gòu)輕、柔性大，并且有良好的抗震性能和良好的延性；（3）施工設(shè)備比較簡單，并不需要大型的機械器具和復(fù)雜的施工工藝；（4）施工方便快速，不需單獨占用場地； （5）工程造價低，土釘支護工程造價比其他支護形式的工程造價一般至少低1/3～1/2左右。由于造價問題，在基坑支護結(jié)構(gòu)中，通常較多地采用攪拌樁，只有在遇到攪拌樁難以施工的地層時才使用旋噴樁。地下連續(xù)墻整體剛度大、防滲性能好，適用于地下水位以下的軟粘土和砂土等多種底層條件和復(fù)雜的施工環(huán)境，特別是是基坑底面以下有深層軟粘土，承載力不夠，嵌固深度很大的情況下。③ 組合式排樁支護：在地下水位較高的軟土地區(qū)，可以采用鉆孔灌注樁排樁與水泥攪拌樁防滲墻組合的支護形式。（2）西安市屬于黃土地區(qū)，黃土最大的物理特性就是濕陷性。（3）地基濕陷等級地基濕陷量計算自天然地面算起，累計至濕陷性土層底面，濕陷量計算值為56～409mm。 地面沉降根據(jù)目前西安地區(qū)地面沉降的發(fā)展趨勢及與工程的相互影響，本節(jié)分兩部分內(nèi)容進行分析。本地區(qū)潛水的排泄方式為人工開采、蒸發(fā)、向下游徑流等。壓縮系數(shù)平均值a=，屬中壓縮性土，IL=。 地下水位與含水層、隔水層的分布本次勘察野外施工自5月17至6月10日期間，～，～，根據(jù)本次勘察及區(qū)域地質(zhì)資料，含水層主要為弱透水的黏性土夾砂層透鏡體，潛水含水層厚度大于50m。 地質(zhì)構(gòu)造根據(jù)陜西大地地震工程勘察中心2011年7月提交的《西安市地鐵四號線工程場地地震安全性評價工作報告》資料，僅有浐河斷裂和臨潼長安斷裂穿越地鐵四號線工程，且距本工點距離較遠，本工點無斷裂通過。研究思路與方法：分析大差市車站的工程地質(zhì)條件以及水文地質(zhì)條件，通過支護方案比較與選型，最終確定圍護結(jié)構(gòu)方案，完成相關(guān)設(shè)計。盡管然我國的基坑開挖支護技術(shù)水平有了非常大的提高，但較之與發(fā)達國家差距還不少。動態(tài)反饋設(shè)計及信息化施工技術(shù)包含兩個組成部分，