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【摘要】随着现代化城市建设的快速发展，我国诸大城市纷纷兴起了大规模建设地下铁道的热潮，大量的地铁车站深基坑工程也随之出现。支撑体系的设计是地铁车站深基坑工程的关键部分，其设计合理与否直接影响着基坑工程的安全性、经济性以及施工进度。
【关键词】地铁深基坑工程；支撑体系
引言
当前，我国经济处于飞速发展时期，城市建设的规模随着经济发展而不断扩大，城市地铁建设也在不断的发展。其中最为显著的一个特征就是城市地铁基坑开挖的深度在不断的增加，为了保障深基坑施工的安全性与今后地铁运行的畅通，要提高深基坑支撑技术水平，满足在建施工工程的安全性。
一、钢支撑与钢筋混凝土支撑的优缺点及适用范围
1.钢支撑的优缺点及适用范围
钢支撑包括钢管、型钢，多为角撑、对撑等直线杆件的支撑。
优点：①施工工序简单，自重轻。②可重复利用。③通过对钢支撑施加预压力保障在基坑开挖期间的施工安全与基坑稳定程度。④施工工期短，可以加快施工进度。
缺点：①钢支撑的支撑间距较小且安装的节点较多，整体刚度差。如果钢支撑或节点发生变形就会造成基坑发生过大的水平位移。②甚至由于钢支撑的节点破坏，会导致断一点而破坏整体的后果。
适用范围：根据优缺点，一般专业化施工情况下应优先选用。
2.钢筋混凝土支撑的优缺点及适用范围
优点：①其平面刚度较大，安全可靠，现浇节点不会产生松动而增加墙体位移。主要是由于钢筋混凝土支撑是现浇而成的较强的空间连接刚度而使整个基坑受力变形呈现出较大空间整体效应。②钢筋混凝土支撑结构变形小，可有效保护基坑周边建筑物和地下管线安全。③现浇的形状多样性，有利于浇筑成最优化的形式。
缺点：①钢筋混凝土支撑的自身重量较大且不能进行重复利用。②钢筋混凝土支撑浇筑与拆除的工期较长，由此导致其施工造价较高。③由于钢筋混凝土支撑从钢筋、模板、浇捣至养护的整个施工过程需要较长的时间，不能做到随挖随撑，不利于控制墙体变形。
适用范围：各种复杂平面状态的基坑，沿海一带应用较广泛，慎用于大型基坑的下部支撑。
二、工程概况
在天津市北辰区宜兴阜地区的地铁张兴庄站，是地铁3号线与5号线的T形换乘站点。因为地铁3号线大部分线路已经成功建成，且投入营运了，因此，为了保护邻近铁路的3号线的地铁运行安全，要重点加强对5号线张兴庄站的基坑设计。
按照天津市地铁5号线工程安全风险进行等级划分，可知，5号线张兴庄站的基坑开挖深度在二十米到二十五米之间，其自身风险等级为Ⅱ级。由于5号基坑邻近处于运营中的3号线，因此，其环境风险等级也为Ⅱ级。天津市地铁5号线张兴庄站主体基坑地下连续墙厚为1m，盾构井处地下连续墙深47m，且地铁标准段处地下连续墙深为43m。
三、地铁车站基坑支撑的优化调整过程
1.主体基坑优化
最初，天津地铁5号线张兴庄站主体基坑的支撑方案定为：标准段使用八道钢支撑、而盾构井段使用九道钢支撑，其中钢支撑的规格为Φ600×16，其水平间距为三米。而经过优化调整后的主体基坑方案为：将第一道钢支撑调换为钢筋混凝土支撑，其中钢筋混凝土支撑的断面尺寸为900mm×1000mm，在这种情况下，其具体方案为：标准段采用一道钢筋混凝土支撑和七道钢支撑，而盾构井采用一道钢筋混凝土支撑和八道钢支撑。其中钢支撑的水平间距为三米，钢筋混凝土支撑的水平间距为六米。经具体实践发现，采用这种第一道为钢筋混凝土支撑的主体基坑方案，由于钢支撑之间的间距较小，因此在基坑开挖的施工工期之内及现有的机械设备条件下，达不到 “12h上撑”的要求，因此，需要继续对主体基坑进行优化，通过计算比对，将主体基坑调整方案定为了：五道钢筋混凝土支撑，其断面尺寸为900mm×1000mm，钢筋混凝土支撑的水平间距为六米，标准段与盾构井均采用5道钢筋混凝土支撑，只是竖向间距不一样。
2.钢筋混凝土内支撑立柱桩施工
（1）可以利用格构式钢柱作为支承立柱，而支撑立柱的基础则可以利用钻孔灌注桩。在基坑支护桩施工的同时，就可以安排立柱支撑桩的施工。当然，也可以依据具体施工情况对支撑桩进行施工。要提前确定立柱桩基以及上部格构式钢柱。一般情况下，都会采用钻孔灌注柱作为立柱桩。
（2）要采用焊接的方式焊接钢格构柱与下部灌注桩钢筋笼。
3.钢筋混凝土内支撑施工
在土方开挖时，要注意分层开挖，且开挖要保持对称。要在围檩周边以及内支撑梁范围内先挖土，如果材料机械挖土要留十厘米到三十厘米，再用人工铲土。在土方开挖的过程中要注意开挖深度不能超过设计深度。
四、实际基坑监测数据
天津地铁5号线张兴庄站主体基坑经历了4个月的时间即完成了土方开挖的全部过程。在土方开挖的过程中，通过对主体基坑地下水位、支撑轴力以及基坑变形进行数据监测，通过实际监测数据与设计数据相对比发现，随着主体基坑深度的开挖，其主体基坑的变形和支撑轴力的变形趋势大致与设计结果相一致。实际监测到的主体基坑变形度要略大于设计计算结果，但其支撑轴力比设计结果要小很多（监测的支撑轴力值没有出现最大载荷工况，而设计结果则是考虑到了最大载荷工况）。在实际监测中，地铁3号线道床沉降的监测值的最大值为三毫米，未超过设计允许值，即十毫米。之后，3号线的正常运行表明了：天津地铁5号线张兴庄站主体基坑采用五道钢筋混凝土支撑能够保证3号线的正常运营，说明其设计是合理的。
五、结语
在地铁T形换乘站的施工中，最为重要的就是后期建设车站的深基坑施工，其也是保障地铁正常运营的关键所在。本文通过计算对比，最终将张兴庄站的主体基坑支撑定为了5道钢筋混凝土支撑，保障了整体基坑施工的安全性与3号线运营的安全。
本文以天津地铁张兴庄站T形换乘站为设计前提，探讨了钢筋混凝土支撑在地铁深基坑工程中的优化与应用，希望对今后深基坑的施工有借鉴与参考价值。
参考文献
[1]张伟军. 圆环支撑栈桥系统在深基坑工程中的应用[J]. 江苏建筑，2014，S1：63-66.
[2]王涛，闫振环. 边桁架内支撑体系在深基坑工程中的分析[J]. 岩土工程技术，2014，02：96-99+108.
[3]孙亚琦. 钻孔灌注桩加内支撑围护结构在软土地区深基坑工程中的应用[J]. 硅谷，2014，01：99-100.
【关键词】地铁深基坑工程；支撑体系
引言
当前，我国经济处于飞速发展时期，城市建设的规模随着经济发展而不断扩大，城市地铁建设也在不断的发展。其中最为显著的一个特征就是城市地铁基坑开挖的深度在不断的增加，为了保障深基坑施工的安全性与今后地铁运行的畅通，要提高深基坑支撑技术水平，满足在建施工工程的安全性。
一、钢支撑与钢筋混凝土支撑的优缺点及适用范围
1.钢支撑的优缺点及适用范围
钢支撑包括钢管、型钢，多为角撑、对撑等直线杆件的支撑。
优点：①施工工序简单，自重轻。②可重复利用。③通过对钢支撑施加预压力保障在基坑开挖期间的施工安全与基坑稳定程度。④施工工期短，可以加快施工进度。
缺点：①钢支撑的支撑间距较小且安装的节点较多，整体刚度差。如果钢支撑或节点发生变形就会造成基坑发生过大的水平位移。②甚至由于钢支撑的节点破坏，会导致断一点而破坏整体的后果。
适用范围：根据优缺点，一般专业化施工情况下应优先选用。
2.钢筋混凝土支撑的优缺点及适用范围
优点：①其平面刚度较大，安全可靠，现浇节点不会产生松动而增加墙体位移。主要是由于钢筋混凝土支撑是现浇而成的较强的空间连接刚度而使整个基坑受力变形呈现出较大空间整体效应。②钢筋混凝土支撑结构变形小，可有效保护基坑周边建筑物和地下管线安全。③现浇的形状多样性，有利于浇筑成最优化的形式。
缺点：①钢筋混凝土支撑的自身重量较大且不能进行重复利用。②钢筋混凝土支撑浇筑与拆除的工期较长，由此导致其施工造价较高。③由于钢筋混凝土支撑从钢筋、模板、浇捣至养护的整个施工过程需要较长的时间，不能做到随挖随撑，不利于控制墙体变形。
适用范围：各种复杂平面状态的基坑，沿海一带应用较广泛，慎用于大型基坑的下部支撑。
二、工程概况
在天津市北辰区宜兴阜地区的地铁张兴庄站，是地铁3号线与5号线的T形换乘站点。因为地铁3号线大部分线路已经成功建成，且投入营运了，因此，为了保护邻近铁路的3号线的地铁运行安全，要重点加强对5号线张兴庄站的基坑设计。
按照天津市地铁5号线工程安全风险进行等级划分，可知，5号线张兴庄站的基坑开挖深度在二十米到二十五米之间，其自身风险等级为Ⅱ级。由于5号基坑邻近处于运营中的3号线，因此，其环境风险等级也为Ⅱ级。天津市地铁5号线张兴庄站主体基坑地下连续墙厚为1m，盾构井处地下连续墙深47m，且地铁标准段处地下连续墙深为43m。
三、地铁车站基坑支撑的优化调整过程
1.主体基坑优化
最初，天津地铁5号线张兴庄站主体基坑的支撑方案定为：标准段使用八道钢支撑、而盾构井段使用九道钢支撑，其中钢支撑的规格为Φ600×16，其水平间距为三米。而经过优化调整后的主体基坑方案为：将第一道钢支撑调换为钢筋混凝土支撑，其中钢筋混凝土支撑的断面尺寸为900mm×1000mm，在这种情况下，其具体方案为：标准段采用一道钢筋混凝土支撑和七道钢支撑，而盾构井采用一道钢筋混凝土支撑和八道钢支撑。其中钢支撑的水平间距为三米，钢筋混凝土支撑的水平间距为六米。经具体实践发现，采用这种第一道为钢筋混凝土支撑的主体基坑方案，由于钢支撑之间的间距较小，因此在基坑开挖的施工工期之内及现有的机械设备条件下，达不到 “12h上撑”的要求，因此，需要继续对主体基坑进行优化，通过计算比对，将主体基坑调整方案定为了：五道钢筋混凝土支撑，其断面尺寸为900mm×1000mm，钢筋混凝土支撑的水平间距为六米，标准段与盾构井均采用5道钢筋混凝土支撑，只是竖向间距不一样。
2.钢筋混凝土内支撑立柱桩施工
（1）可以利用格构式钢柱作为支承立柱，而支撑立柱的基础则可以利用钻孔灌注桩。在基坑支护桩施工的同时，就可以安排立柱支撑桩的施工。当然，也可以依据具体施工情况对支撑桩进行施工。要提前确定立柱桩基以及上部格构式钢柱。一般情况下，都会采用钻孔灌注柱作为立柱桩。
（2）要采用焊接的方式焊接钢格构柱与下部灌注桩钢筋笼。
3.钢筋混凝土内支撑施工
在土方开挖时，要注意分层开挖，且开挖要保持对称。要在围檩周边以及内支撑梁范围内先挖土，如果材料机械挖土要留十厘米到三十厘米，再用人工铲土。在土方开挖的过程中要注意开挖深度不能超过设计深度。
四、实际基坑监测数据
天津地铁5号线张兴庄站主体基坑经历了4个月的时间即完成了土方开挖的全部过程。在土方开挖的过程中，通过对主体基坑地下水位、支撑轴力以及基坑变形进行数据监测，通过实际监测数据与设计数据相对比发现，随着主体基坑深度的开挖，其主体基坑的变形和支撑轴力的变形趋势大致与设计结果相一致。实际监测到的主体基坑变形度要略大于设计计算结果，但其支撑轴力比设计结果要小很多（监测的支撑轴力值没有出现最大载荷工况，而设计结果则是考虑到了最大载荷工况）。在实际监测中，地铁3号线道床沉降的监测值的最大值为三毫米，未超过设计允许值，即十毫米。之后，3号线的正常运行表明了：天津地铁5号线张兴庄站主体基坑采用五道钢筋混凝土支撑能够保证3号线的正常运营，说明其设计是合理的。
五、结语
在地铁T形换乘站的施工中，最为重要的就是后期建设车站的深基坑施工，其也是保障地铁正常运营的关键所在。本文通过计算对比，最终将张兴庄站的主体基坑支撑定为了5道钢筋混凝土支撑，保障了整体基坑施工的安全性与3号线运营的安全。
本文以天津地铁张兴庄站T形换乘站为设计前提，探讨了钢筋混凝土支撑在地铁深基坑工程中的优化与应用，希望对今后深基坑的施工有借鉴与参考价值。
参考文献
[1]张伟军. 圆环支撑栈桥系统在深基坑工程中的应用[J]. 江苏建筑，2014，S1：63-66.
[2]王涛，闫振环. 边桁架内支撑体系在深基坑工程中的分析[J]. 岩土工程技术，2014，02：96-99+108.
[3]孙亚琦. 钻孔灌注桩加内支撑围护结构在软土地区深基坑工程中的应用[J]. 硅谷，2014，01：99-100.