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工程实例详解地铁抗浮桩设计

随着我国地铁建设的逐步兴起，地铁车站的功能不再单一而呈现

出多样化发展的趋势。地铁车站为满足功能(如地下高大空间）的要

求，这就可能引起车站顶板覆土偏薄。进而引出地下车站的抗浮问

题。某地铁车站为“十”字换乘车站。公交接驳部分由于受其功能

的影响，顶板上部覆土仪0.7m~1.0m换乘部分为地下三层：经抗

浮验算，车站不能满足抗浮要求，需在设计中考虑抗浮措施。

本文通过对地铁地下车站抗浮措施的探讨，以及采用大直径人挖

孔桩作为抗拔桩的设计过程，讨论了抗拔桩设计中应考虑的各种因

素：

一、工程概况

某地铁车站南侧紧邻深圳某著名旅游景点，附近高楼大厦林立。

北侧主要为居民区及商贸区，东缘地面紧靠横跨深南大道的某观光

轨道。该车站位于深南大道正下方，为1号线临时终点站，与规划中

的2号线呈“十”字交叉换乘。

车站设1、2号线联络线及站后折返线(明挖)，利用该明挖站

后折返线上空设置公交接驳站。车站净长334m，公交接驳部分地下

一层净宽48.0m，地铁车站部分地下一层净宽45.0m。车站二层部

分的典型横断面为倒“凸”型，换乘节点处为地下三层。车站主体结

构采用多跨全现浇钢筋混凝土框架结构形式。

车站地下一层围护结构形式，结合地质情况，并考虑深南大道的

交通疏解及两侧的管线分布情况，南侧采用人工挖孔桩围护，北侧采

用土钉墙。地下二、三层采用人工挖孔桩围护。

二、地质概况

站址区地貌北侧为台地，南侧为海冲积平原，后经人工改造，

原地貌特征发生很大变化。现地势东高西低，北高南低，地形起伏较

大。车站东端地下有人行通道(位于车站范围内)和车行通道。站址

区地下各种管道、管线纵横交错。站址区内地质情况复杂，土层分

布较多，依据其成因，从上至下依次为：1)人工堆积层；2)坡洪积

层；3)海冲积层；4)第四系残积层；5)燕山期花岗岩。

以上每一土层内又有若干各种性状的土层分布，与本文所探讨的

抗拔桩设计关系密切的主要为第四系残积层：(1)砂质粘性土：主要

为紫色、紫红色、褐紫色、褐黄色、褐红色，坚硬～流塑。层

厚0m～21.8m，呈透镜体状分布。(2)砾质粘性土：主要为褐黄色、

褐红色间杂灰白色，坚硬～流塑。该层为场区主要地层，广泛分布，

层位稳定，揭示厚度0m～21.0m，局部分布花岗岩风化残留体。本

车站桩周土层(第四系残积层)的摩擦力设计值见表1：

注：

①此表适用于打入式预制桩和内击式沉管灌注桩；

②对外击式沉管桩，冲、挖、钻孔灌注桩，宜取表中范围值的

下限值；

③IL为花岗岩残积土细粒土的液性指数，根据物理力学统计表

及土工试验报告确定。

三、地铁车站的抗浮措施比较

地铁地下车站的抗浮措施，目前有两种做法：一是在结构底部设

置抗拔措施，诸如本文谈到的抗拔桩，此外还有抗拔锚索、砂浆锚杆

等；二是在结构板底设置反滤层、盲沟等措施。

这两种措施的各项特性比较见表2：

通过以上综合比较，不难得出结论：对本车站，采用抗拔桩

方案较优。

四、抗浮桩设计过程简介

1、抗浮验算

限于篇幅，仅取本车站公交接驳部分的抗拔验算及抗拔桩的设计

过程加以简要说明。

抗拔力计算。取8.1m宽柱距计算抗拔力。地下一层为全包防水

设计，不计入围护桩及侧墙的摩阻力。暂不计入抗拔桩时，抗拔力

由以下部分提供：

（1）顶板以上覆土(厚度按0.7m计)：4896．8kN；

（2）主体结构自重：27075.3kN；

（3）车站其它部分自重，如地下一层公交接驳部分的板面装

修层(按最薄处250㎜厚砂浆计)、地下二层道床及站台板等自

重：1239.3kN；

（4）地下