工程概况及地质水文条件青岛地铁13号线二期工程古镇口车辆段综合楼，场地标准冻土深0.5m，结构形式采用框架结构，总面积2强风化层为主要持力层，地基承载力特征值fak=400kPa。通过钻探揭示，场区第四系厚度0.80~21.40m，主要由第四系全新统人工填土层、全新统洪冲积层、上更新统洪冲积层组成。场地内的特殊性岩土为素填土、含有机质粉质粘土、风化岩，素填土广泛分布于场区，主要成分为粉质粘土，局部组成以粗砂为主，部分区域夹杂角砾或碎石。人工填土厚度变化不大，有明显的密实度差异。场区分布有一定厚度的含有机质粉质黏土，属高压缩性软土，基础设计时已采取相应措施消除软弱地基的影响。线路地表河流属沿海近缘水系，所有河流流量明显受降水控制，季节变化明显。沿线地下水类型主要为第四系孔隙水，主要含水层为第①层素填土、第⑤层粗砂，隔水层为第⑦层粉质黏土。2 初步方案设计（1）施工方案概况。综合楼基坑周长约195m，基坑深度为5.85~9.1m，基坑底部主要位于强风化层。基坑支护原采用防坡+拉森钢板桩+锚杆支护体系，先放坡开挖至钢板桩设计顶面，再进行拉森钢板桩施打，当开挖到腰梁以下50cm高度时，依次序进行锚杆和腰梁施工，逐步分层开挖至底部，对顶部防坡的区域喷射挂网混凝土。在基坑顶部设置截水沟、挡水墙，在基坑底部采用明渠排水，排水沟渠沿基坑底部坡脚设置，角部设置集水井，采用水泵抽至外部排水沟。（2）设计思路。根据相关资料，基坑设计等级采用二级，基底标高7.8m，开挖深度5.05m。本文中所涉及基坑支护相关计算，均依照JGJ1202012《建筑基坑支护技术规程》要求。①钢板桩锚固深度验算：根据规范，悬臂式支护结构验算锚固深度应采用圆弧滑动简单条分法验算，根据设计参数计算，圆心(5.733，6.592)，半径为8.737m，对应的安全系数Ks=1.556>1.300。同时结构嵌固深度应该满足ld≥0.2h=1.402。钢板桩嵌固深度选用1.5m。
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②整体稳定性验算：根据规范，通过滑动条分法计算结构的整体稳定性，土条宽以50cm进行计算：min{Ks，1，Ks1Ks1}≥KSKs，J=∑(qjbj+∆Gj)sinθj③锚固稳定性验算：已知二级基坑规范规定锚固稳定MpMa压力及支点力的抗倾覆弯矩；Ma——支撑上主动土压力的倾覆弯矩。3 方案优化原设计中，综合楼基坑支护钢板桩锚固深度为1.5m，锚固岩层为强风化岩层，在现场实际施工过程中，综合楼区域南北两侧钢板桩入岩1m后便无法继续打入，结合周边地质、水文情况，综合安全、经济、环境等多方面考虑，南北两侧打算采用工程造价更低、施工技术更为成熟2019年第05期（下）/总第546期3122165.54m，深基坑周长约195m，基坑深度为5.85~9.1m，∑cjlj+(qjbj+∆Gj)cosθjtanϕj+∑Rk',kcos(θk+αk)+Ψv/Sx,k安全系数Kem=1.2。≥KemMp——支撑上被动土1 张渭荣：地铁车辆段综合楼深基坑支护优化设计分析的截水帷幕+土钉墙+放坡进行支护，东西两侧仍然维持原方案不变。3.1施工方案综合楼南北两侧区域先施工止水帷幕，止水帷幕施工完成后，按照1.5m一层逐层放坡开挖至工作面，通过埋设喷射砼厚度控制标志，完成土钉锚入，喷射首层砼→锚入土钉→首次注浆→二次注浆→连接件预埋→钢筋网片绑扎并喷涂混凝土。3.2设计参数混凝土挂网的喷浆采用100mm厚C20混凝土，内挂可求得，安全系数分别为18.321、47.843、73.952。综上所述，在该设计开挖条件下，各个工况的抗拔安全系数均不小于1.6，满足相关施工要求。3.3.3抗隆起验算考虑到基坑底为强风化层，根据规范要求，可不进行相关抗隆起验算。3.3.4渗透稳定性验算根据规范要求，当土钉墙与截水帷幕结合时，应进行渗流稳定性验算，由设计参数可知，管涌稳定性计算公式选用均匀土层情况公式：φ8mm@200mm×200mm钢筋网片；土钉TD1采用20螺纹钢，水平间距为1500mm，长度为6200mm。土钉TD2Dγ(∆h+D)γw≥Kty采用16螺纹钢，水平间距1500mm，长度为3000mm。放坡采用三级放坡的形式，放坡坡度从下到上依次为1:0.5、1:1、1:1；放坡高度依次为3.8m、1.25m、1.79m。3.3设计验算3.3.1整体稳定性验算根据规范，土钉墙整体稳定性验算采用圆弧条分法，土条宽度采用0.5m，公式如下：min{Ks，1，Ks1Ks1}≥KS∑cjlj+(qjbj+∆Gj)cosθjtanϕj+∑Rk',kcos(θk+αk)+Ψv/Sx,kKs，J=∑(qjbj+∆Gj)sinθj二级安全等级土钉墙，其圆弧整体稳定系数考虑Ks≥1.3。综合设计数据，分别求出工况1时，圆心坐标（4.052，4.668），半径为3.356，安全系数为2.083；工况2时，圆心坐标（1.257，1.939），半径为2.283，安全系数为2.216；工况3时，圆心坐标（2.053，6.885），半径为7.185，安全系数为3.138，均满足要求。
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3.3.2土钉承载力验算每个土层中土钉的轴向拉力计算参照以下公式：1Nk,j=ζηjpak,jSxjSzjcosαj估算土钉的极限抗拔承载力公式如下：Rk,j=πdj∑qsikli计算结果如下，工况二，开挖深度为5.0m，支锚1的承载力情况如下：Nk,j=25.4,Rk,j=466。工况三，开挖深度为5.05m时，支锚1的承载力情况如下Nk,j=9.7,Rk,j=464.6，支锚2的承载力情况如下：Nk,j=4.4,Rk,j=326.5。根据规范，二级土钉墙基坑支护安全系数Kt不应小于1.6，土钉抗拔安全系数公式如下：Rk,j≥KtNk,j322019年第05期（下）/总第546期由规范可查的二级支护结构的流土稳定性安全系数Kty≥1.1。根据已知资料，可以求得2.522.57Kty=×=1.923.019.8满足规范系数要求。3.4实施效果在方案优化的过程当中，结合现场锚杆与上部放坡支护现有材料，由钢板桩+锚杆支护改为土钉墙+放坡支护，结构形式更为简单，施工工艺更加成熟，极大地提升了经济效益，待基坑支护整体施工完毕，施工费用据统计减少近14万元。4 结语本文主要介绍了车辆段综合楼深基坑支护的设计过程，根据地质勘查报告等相关资料，结合理正深基坑计算软件进行辅助运算，对深基坑支护进行了初步方案的设计，通过现场建立的长效联系反馈机制沟通，针对部分区域钢板桩无法施打到设计锚固深度的情况，及时优化土钉墙+防坡支护方案，在保证深基坑支护结构的安全性和可靠性的同时，又兼顾了施工过程中经济性指标。目前青岛13号线车辆段已经完成整体施工并投入运营节段，其中综合楼深基坑支护的施工经验，为今后的轻轨车辆段同类施工提供了有价值的范例。参考文献[1] 杨光华.深基坑支护结构的实用计算方法及其应用[J].岩土力学，2004，25（12）.[2] JGJ1202012.建筑基坑支护技术规程[S].北京：中国建筑工业出版社，2012.作者简介张渭荣，路桥高级工程师，主要从事路桥市政轨道交通方面工作。2
