選擇了已經(jīng)完成主體施工的西安地鐵1、2號線中三個(gè)典型車站：鐘樓站、城運(yùn)村站、勞動路站。以這三個(gè)車站為例，對1、2號線車站圍護(hù)結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)進(jìn)行總結(jié)。三站的設(shè)計(jì)參數(shù)總結(jié)如表一：

表一   各車站圍護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)參數(shù)對比表

車站	基坑深度（m）	圍護(hù)結(jié)構(gòu)形式	灌注樁布置	支撐道數(shù)	嵌固深度（m）	整體穩(wěn)定安全系數(shù)
鐘樓站	17.5~22.5	排樁加鋼管內(nèi)支撐	D1000@1350	3~4	7~10	1.343
運(yùn)動公園站	16.8~17.5	排樁加鋼管內(nèi)支撐	D1000@1300	3	7~9	1.473
勞動路站	15.74	排樁加鋼管內(nèi)支撐	D1000@1500	3	6	1.411

 

    三個(gè)車站均采用了排樁加鋼管內(nèi)支撐的支護(hù)形式，排樁均采用了直徑1000mm的鋼筋混凝土灌注樁。但是排樁的間距和支撐的道數(shù)卻各不相同。

 

    在深基坑工程設(shè)計(jì)中，土體力學(xué)參數(shù)的選取會直接影響計(jì)算結(jié)果。而通常勘察報(bào)告所提供的抗剪強(qiáng)度參數(shù)有多組，包括直剪試驗(yàn)測得的快剪、固結(jié)快剪、慢剪參數(shù)以及三軸剪切試驗(yàn)測得的不不固結(jié)不排水抗剪強(qiáng)度（UU）、固結(jié)不排水抗剪強(qiáng)度（CU）、固結(jié)排水抗剪強(qiáng)度（CD）等參數(shù)。因此，要想準(zhǔn)確地模擬出圍護(hù)結(jié)構(gòu)的實(shí)際受力，就必須選擇合理的參數(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算。針對西安地鐵1、2號線車站基坑工程的土體性質(zhì)、排水條件和施工方法，筆者對土體參數(shù)做出選擇進(jìn)行了分析。

 

    1.深基坑開挖速率對參數(shù)選取的影響

    西安地鐵1、2號線車站結(jié)構(gòu)基坑一般采用機(jī)械開挖，施工速度較快，而黃土土層的透水性較差且排水條件不好，土體來不及固結(jié)就可能失去穩(wěn)定。因此對于地下水位線以上的粘性土來說，宜采用快剪或UU試驗(yàn)結(jié)果；對于粉土或粉細(xì)砂土而言，可采用固結(jié)快剪或CU試驗(yàn)結(jié)果。

 

    2.深基坑降水情況及土的滲透性

    根據(jù)地下水位的埋藏條件，以上三站均采取了坑外深井降水的降水方案。西安地區(qū)的土層特點(diǎn)多為粉質(zhì)粘土，橫向和豎向滲透性差別較大，尤其是橫向滲透系數(shù)較小，當(dāng)基坑降水時(shí)，土體受荷以后來不及排水固結(jié)就可能破壞，故宜采用UU試驗(yàn)結(jié)果。但是對于粉土或粉細(xì)砂土而言，因其滲透性相對較強(qiáng)，在開挖過程中，該土層既非完全不排水，又非完全排水，因而可采用CU或CD試驗(yàn)方法。

 

    當(dāng)基坑不降水并采用止水措施時(shí)，由于基坑外側(cè)地下水位線以下土體處于飽和狀態(tài)，土體宜采用UU試驗(yàn)結(jié)果。

 

    3.應(yīng)力路徑

    基坑開挖屬于卸荷問題，對于基坑內(nèi)側(cè)土體來說，土體中平均正應(yīng)力下降，偏應(yīng)力則增大。由圖可以看出，對于卸荷問題采用UU試驗(yàn)結(jié)果偏于危險(xiǎn)。特別是對西安地區(qū)常見的粘性土而言，受基坑開挖等因素的影響，將產(chǎn)生卸荷裂隙，再考慮到水滲入的影響，將會降低土的抗剪強(qiáng)度，因此采用CU偏于危險(xiǎn)。

    計(jì)算土壓力時(shí)，理正深基坑軟件提供了“水土合算”和“水土分算”兩種方法。以勞動路站為例，該站的圍護(hù)結(jié)構(gòu)所在的土層基本為粉質(zhì)粘土，當(dāng)采用“水土合算”計(jì)算基坑土壓力時(shí)，得到的樁體最大彎矩為1246.66KN.m，而采用“水土分算”法的結(jié)果為1342.08KN.m，兩者相差了近8%。

    有效應(yīng)力法：