地铁工程深基坑支护方式及造价对比
摘要: 随着我国经济实力不断增强, 作为解决城市交通的手段——轨道交通建设在许多大中城市日益受到高度重视。本文结合具体施工案例介绍了地铁工程深基坑支护方式的施工工艺极其造价对比，以期根据具体工程情况来选择适合的支护方式，在保证安全符合设计要求的前提下降低造价。
关键词: 城市交通；轨道交通；造价控制；基坑支护
一、概述
近年来，随着城市规模的不断扩大，城市密度的加大，城市轨道交通系统已经成为城市发展的一项重要的部分。其中，地铁工程的建设又是一项重要的内容。在我国，北京、上海、天津、深圳等城市相继大力发展地铁建设，地铁工程的建设可以缓解日益增长的交通拥挤问题，减少环境污染，促进城市经济的发展。地铁工程的建设工期长、施工复杂、风险大、造价高。本文介绍车站主体工程明挖法的几种深基坑支护方式的施工工艺及造价对比。
二、地铁工程深基坑支护方式
本文分别介绍地下连续墙、土钉墙、混凝土灌注桩3种深基坑的支护方式。
（一）地下连续墙
地下连续墙是利用各种挖槽机械，借助于泥浆的护壁作用，在地下挖出窄而深的沟槽，并在沟槽内吊放加工制作好的钢筋笼，然后灌注水下砼筑成一段钢筋砼墙段，而形成一道具有防渗（水）、挡土和承重功能的连续封闭的地下墙体，近年来广泛被用于大型的深基坑工程中。
下面以天津地铁6号线淇水道站为例：
上图为淇水道站地连墙围护结构横剖面图，淇水道站主体结构尺寸177.5m*23.3m ，中间部分为混凝土外壳结构，左右两边为地连墙围护结构，挖土深度15m，地连墙深27m，厚800mm。用钢管做为横向支撑。
施工步骤：（如图2所示）
1）单元槽挖掘
2）泥浆制备
3）放入钢筋笼及接头
4）混凝土浇筑：
5）待砼初凝后拔起锁口管，再进行下一段混凝土地连墙的浇筑。
（二）土钉墙支护
基坑土钉墙支护是近年来发展起来用于土体开挖和边坡稳定的一种新型挡土结构，土钉墙支护就是加固和锚固现场原土体的细长杆件（土钉）作为受力构件，与被加固的原位土体、喷射混凝土面层组成的支护体系。该围护技术具有设备简单，工期较短，成本较低等优点，被广泛用于除淤泥质土外各类土质基坑围护。
下面以沈阳地铁人杰湖公园站为例：
人杰湖公园站主体结构平面尺寸184.1*22.9m，土方开挖深度17m，其中顶板至底板高13.65m，顶板覆土厚约3m。
施工顺序：（如图3所示）
1）施工围挡，施做坡顶截水沟。对土层进行1:1.25放坡开挖，并施工喷射砼（C25厚100，钢筋网d8@150*150），施做降水管井。
2）施做平台段截水沟，对土层进行1:0.3放坡开挖，逐层开挖基础，随开挖顺序打设土钉，然后施工土钉墙支护。土钉墙土钉注浆体及喷射混凝土面层达到设计强度的70%后方可开挖下层土方。
3）基坑开挖至基底设计高程，施工素混凝土垫层及坡脚截水沟。
4）施做底板防水层，从下至上浇注混凝土，并施工侧墙防水层。
5）施工侧墙、顶板混凝土，待达到设计强度后，回填覆土。
（三）混凝土灌注桩
钻孔灌注桩是建筑工程中较为成熟的技术，它是直接在桩位上就地成孔，然后再孔内灌注混凝土或钢筋混凝土而成。以其适应性强、成本适中、施工简便等特点，在工程界得到了广泛的应用。
下面以沈阳地铁辽宁大学站为例
辽宁大学站为地下双层岛式站台车站，设有4个出入口，2个风道。主体结构平面尺寸170*18.5m，顶板至底板标高13.65m，挖土深度18m。基坑支护采用d800间距1200mm钢筋混凝土钻孔灌注桩，桩长30m。车站主体围护结构钢支撑选用d609*12的钢管。下图为辽宁大学站主体结构横剖面图
由上表可以看出，地下连续墙的支护方式适用范围较广，墙体刚度大，支护防渗性能较好，但造价较高，施工复杂。相比较来说，土钉墙和钻孔灌注桩施工简便，造价与地下连续墙相比较低，但是适用范围有限，其中土钉墙只适用于基坑深度小于18m的形式，而且支护防渗性能均不如地下连续墙高。
三、造价对比
由上表可以看出，地连墙的支护方式造价指标最高，其次是土钉墙的支护方式，最后是钻孔灌注桩。由于不同城市采用的定额不同，会使造价指标产生差异，为了更准确的比较不同支护方式的造价指标，换算成天津定额进行比较。
可以看出，换算成天津定额后，造价上涨了20%左右，但仍是地连墙的支护方式造价指标最高，其次是土钉墙的支护方式，最后是钻孔灌注桩。
四、结论
本文结合具体工程介绍了三种大型深基坑的支护方式，通过比较这三种支护方式的施工工艺，可以看出地下连续墙的方式支护防渗性能较好，但是施工复杂，土钉墙和钻孔灌注桩方式施工较简便，但是各项性能都不如地下连续墙。从造价上比较，可以得出他们的造价指标（每m3砼）从高到底依次为地下连续墙、土钉墙、钻孔灌注桩。在实际应用中，应该根据工程的具体情况，如地质条件，周围建筑物的密度，工程规模的大小，成本预算等综合考虑，来选择适合具体工程的支护方式。
注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。
