地铁车站与周边地块结建的结构设计

张义哲

摘 要：地铁车站建设与周边地下空间开发联系日益紧密。以某地铁站为例，详细介绍了车站与周边地块结建的设计方法：地铁与地块基坑同步开挖、不同步开挖、在已施工完成车站单侧大范围开挖基坑引起的偏载等不同工况下的基坑围护结构设计，以及车站附属结构进入周边地块裙房结构时如何解决二者之间的差异沉降引起的裂缝等关键问题。本工程的设计方法及现场施工经验，可为以后的地铁与周边地块结建项目提供借鉴与参考。

关键词：地铁车站;周边地块结建;结构设计

0 引言

随着我国城市现代化的快速发展，国内越来越多的城市修建了地铁，地铁已成为现代化城市的交通命脉和生命线工程，是城市现代化的标志之一。然而，由于土地资源的有限性，地铁建设就不可避免的与地下空间开发联系起来，二者之间的结合问题已迫不及待地需要解决。在北京、上海、广州等一些城市已把地铁车站建设与地下空间开发紧密结合起来以实现地下空间的最优化利用。

1 工程概况

某地铁站为3号线与6号线的 T 型换乘车站。其中3号线车站南北向设置，为地下二层车站，开挖深度约17.5 m，车站总长为208.8 m;6号线车站东西向设置，为地下三层车站，开挖深度约24.2 m，车站总长为194 m。其中，3号线车站主体结构及南北两侧的区间隧道已先期施工完成。车站的1号出入口及1号风亭位于3号线车站的西南侧，沿车站南北向布置，为地下一层，开挖深度为11 m，总长度约 83 m;4号出入口及2号风亭位于3号线车站的西北侧，沿车站南北向布置，为地下一层，开挖深度为11 m，总长度约95 m;6号出入口及4号5号风亭位于6号线车站的南侧，沿车站东西向布置，为地下一层，局部为地下二层，长度约132 m，开挖深度为11 m，地下二层为17.8 m;5号出入口位于6号线车站的西北侧，沿车站东西向布置，为地下一层，开挖深度为11 m，总长度约48.5 m。

2 维护结构选型

考虑到以上诸多问题，经与两侧地块开发单位及相应设计单位多轮商讨对接，从基坑安全、施工工期、经济性等多方面考虑，本工程围护结构采取以下设计方案：

（1）A4、A5地块与地铁附属结构同步开挖施工，其未与地铁交接的部分采用桩锚结构及土钉墙围护结构，与1号出入口及1号风亭交接的A4地块东侧采用多级放坡开挖，由于该附属沿车站方向长度较长，为减小单侧基坑开挖对已建成的车站主体结构的偏载影响，将该附属83 m长范围的土方分成三段开挖卸载，即先开挖施工中间段，待中间段结构施工完成并达到强度后方可开挖施工两侧基坑。同时，为减小本附属南端基坑开挖施工对车站与北侧区间隧道接头的影响，在南端附属平接车站主体结构23 m长范围内采用800@1200长度18 m的钻孔灌注桩加两道609×16的钢管支撑作为支护结构。

（2）4号出入口及2号风亭位于A4地块内，该地块暂无施工计划。该附属北段有26.6 m长的范围已超出车站范围，与已施工完成的区间隧道平面距离仅为4.5 m。因此，本附属的西侧采用多级放坡开挖，超出车站范围邻近区间侧采用Φ1200@1500长度19 m的钻孔灌注桩加1道锚索作为支护结构，同时在超出车站范围邻近区间地面做200 mm厚加强混凝土板并与周边的圈梁、地面有效拉结以减小基坑开挖对已施工完成的区间隧道的影响。

（3）6号线车站主体基坑恰好位于两侧地块之间，南侧的A4、A5地块与地铁工程同步开挖施工，但北侧的A4地块尚无施工计划，故从地面至两侧地块坑底约11 m 高范围南侧采用多级放坡并与南侧地块同步开挖土方，北侧采用放坡土钉墙围护体系。车站自两侧地块坑底至自身坑底的坑中坑部分采用 1000@1500长度24 m 的钻孔灌注桩加两道内支撑作为支护结构。对于下部的坑中坑上部单侧有较大土压力存在，为减小北侧土因圆弧滑动对下部围护结构产生破坏，同时根据相关规范要求：采用两种支护结构形式时，其结合处应考虑相邻支护结构的相互影响，且应有可靠的过渡连接措施。故在下部基坑的顶部设置 300 mm 配筋混凝土板，以实现上下支护结构的有效连接。

3 内部结构设计

3.1 工程难点

（1）车站的1号风亭、6号出入口及4号5号风亭出地面部分均设置于A4、A5地块地面裙房结构中，地铁与地块的部分内部结构重叠，但考虑到二者之间设计原则不同且由于荷载布置的不同引起的差异沉降也不一，因此需重点解决如何避免地铁与地块连通处结构由于差异沉降造成的裂缝问题。

（2）车站的4号出入口及2号风亭出地面部分设置于A4地块地面裙房结构中，但该地块近期无施工计划。因此，除了所述需解决差异沉降导致的裂缝外，还需要解决如何确保地铁功能完整性的同时又不影响地块后续建设的可行性。

3.2 内部结构设计与处理措施

（1）考虑两侧地块建筑结构与地铁车站间的差异沉降，且两侧地块与地铁车站为不同的施工单位，兼顾施工可行性，将车站1号出入口及1号风亭、4号出入口及2号风亭、6号出入口及4号、5号风亭与车站主体之间设置变形缝，将附属结构与车站主体结构脱开，并以变形缝为地铁与地块的施工分界线。同时，位于地块裙房内的附属结构底板下方设置沉降调节桩，以减轻地块不均匀沉降的影响。

（2）A4地块尚无施工计划，车站4号出入口及2号风亭出地面部分又亟需施工建设，经多轮协商，确定以下设计方案：为满足地铁的使用功能，地块设计单位配合地铁完成地铁附属进入地块裙房范围的结构设计，由地铁施工单位来具体实施，并预留好地块后期施工的条件。

4 结语

某地铁站与两侧地块结建部分已全部完成施工，目前该站已投入使用，由于尽可能地兼顾了地铁与地块的施工工期、施工便利性及经济性等方面，取得了较好的社会效益。地铁车站与周边地块在基坑同步开挖、不同步开挖以及在已施工完成车站单侧大范围开挖基坑引起的偏载等不同工况下的基坑围护结构设计。当地铁结构与周边地块裙边结建时，地块裙房结构与地铁结构同步建设、不同步建设时的设计及施工方法。

参考文献：

[1]罗文浩.济南某地铁车站与周边地块结建的结构设计[J].建筑结构，2020，50（S2）：141-145.

[2]张申亮.地铁车站与地块结合设计浅析[J].中外建筑，2019（7）：127-129.

[3]朱峰.地铁车站与周边地块结建项目研究[J].市政技术，2018，36（5）：109-111.

[4]吴玉群.地铁车站附属与周边地块的配合设计[J].城市建设理论研究（电子版），2018（13）：153-154.

[5]陈寿长.上海某地铁车站与周边地块开发共建的结构设计[A].同济大学、中国建筑设計研究院（集团）、同济大学建筑设计研究院（集团）有限公司、《建筑结构》杂志社.第二届大型建筑钢与组合结构国际会议论文集[G].同济大学、中国建筑设计研究院（集团）、同济大学建筑设计研究院（集团）有限公司、《建筑结构》杂志社：《建筑结构》编辑部，2014：4.