4.4.3 抗拔桩
针对隧道正上方基坑开挖，为了更好地控制隧道产生的不利变形，考虑在隧道两侧设置抗拔桩，与基坑底板形成门式框架，如图4-33所示。抗拔桩采用φ850mm＠5 000mm钻孔灌注桩，桩顶嵌入底板约0.1m，桩长控制在其桩基持力层为⑦2层，嵌入深度为5.0～7.0m。抗拔桩采用梁单元线弹性模型，弹性模量取30.0 GPa，泊松比取0.2。计算结果见图4-34和表4-27、表4-28。
图4-33 隧道抗拔桩门式加固
有无抗拔桩情况下，不同基坑开挖尺寸的隧道变形情况对比结果如图4-35所示。从图中可以看出，抗拔桩与基坑底板形成门式保护箍，对隧道保护作用明显，不仅减小了隧道的隆起变形，也限制了隧道的横向收敛变形。抗拔桩的设置使得隧道隆起和收敛变形均减小约25%。
图4-34 隧道外设置抗拔桩情况下基坑开挖影响隧道变形
表4-27 满堂加固与抗拔桩、W=2D 工况下隧道变形
表4-28 满堂加固与抗拔桩、W=3D 工况下隧道变形
图4-35 有无抗拔桩情况下基坑开挖影响隧道变形结果对比
图4-36为设置抗拔桩情况下的隧道变形姿态。从图中可以明显看出，在上方基坑开挖作用下，下卧地铁隧道的变形趋势向“竖鸭蛋”形状发展。
图4-36 上方基坑开挖作用下的隧道变形姿态（放大50倍）
图4-37给出了W=3D，n=0.5基坑开挖尺寸下的土体位移变形规律。从图中可以看出，地下墙后地表土体为沉降区，坑底下土体为隆起区；地下墙后约2倍基坑开挖深度为主要沉降影响区域［119-120］。根据隧道埋深及土层情况，可确定隧道上方主要覆土影响区［隧道上方约2倍的
确定的区域］，据此在地铁隧道运营期，可有针对性地开展地铁隧道的运维监护。
综合上述计算结果（图4-34）可知，在隧道正上方进行基坑开挖，采取如下加固控制措施：隧道外土体门式加固、基坑内土体满堂加固、隧道外两侧设置抗拔桩，可控制隧道隆起量s与基坑开挖深度h的比值变化范围在0.78‰～1.71‰，平均值为1.16‰。已有研究对基坑开挖引起下卧隧道隆起变形的实测数据进行统计分析，得出卸荷比n 在0.40～0.90范围内，软土地区隧道最大隆起量smax与基坑挖深h的比值变化范围为0.63‰～3.00‰［121］。