城市鬧市區(qū)地鐵車站在復(fù)雜軟弱富水地層的降水施工

摘要：基坑降水對(duì)深基坑周邊環(huán)境有很大影響，特別是在復(fù)雜地質(zhì)條件下，即要降承壓水以保證基坑安全，又要控制承壓水的降水量，減少對(duì)周邊環(huán)境的影響。本文根據(jù)在復(fù)雜地質(zhì)條件下基坑降水實(shí)例，為類似工程起到參考作用。

關(guān)鍵詞：城市地鐵;復(fù)雜地質(zhì);降水控制

引言

隨著城市的飛速發(fā)展，越來(lái)越多的地鐵線路需經(jīng)過(guò)鬧市區(qū)，許多車站基坑離建筑物的距離很近，這就對(duì)基坑施工對(duì)周邊環(huán)境的影響提出了更高的要求。特別是在一些富水軟弱地層條件下，基坑降水直接影響到周邊建筑物的沉降，這就要求根據(jù)不同的地質(zhì)條件采取不同的降水方案，在工程實(shí)施的同時(shí)、減少對(duì)周邊環(huán)境的影響。

1、工程概況

新村路站位于城市干道下，呈南北向布置，主體結(jié)構(gòu)全長(zhǎng)167m，為地下二層站，端頭井寬21.4m，標(biāo)準(zhǔn)段寬17m，采用復(fù)合墻體系?；硬捎?.8m厚地下連續(xù)墻，南、北端頭井地下連續(xù)墻深31.5m，標(biāo)準(zhǔn)段地下連續(xù)墻深28m，基坑開挖深度約17.3m，坑底采用旋噴樁抽條加固。

2、工程地質(zhì)與水文地質(zhì)

2.1工程地質(zhì)條件

新村路站所屬場(chǎng)地地貌屬濱海平原類型，形態(tài)單一，為既有道路，地勢(shì)平坦。

擬建場(chǎng)地地面標(biāo)高約為3.4m，場(chǎng)地自地表至65.3m深度范圍內(nèi)的土層均為第四紀(jì)松散沉積物，場(chǎng)區(qū)內(nèi)地質(zhì)情況相當(dāng)復(fù)雜，受古河道切割影響，分布有第⑤層砂質(zhì)粉土，頂面埋深約18.8m，層厚為6～30m;在場(chǎng)區(qū)北部端頭井，上覆⑤層缺失，正常分布有第⑥層和第⑦層，第⑥層厚度約為5m，第⑦層頂面埋深約29.8m，層厚約1.8～3.5m。

2.2水文地質(zhì)

工程所在場(chǎng)地淺部地下水屬潛水類型，主要補(bǔ)給來(lái)源為大氣降水與地表徑流，水位動(dòng)態(tài)為氣象型，地下水位埋深在0.5～0.7m。

場(chǎng)地⑤砂質(zhì)粉土層為微承壓水層，下部⑦層屬承壓含水層，該承壓含水層在場(chǎng)地內(nèi)與微承壓含水層相通，⑤微承壓水與⑦承壓水水頭埋深分別為5.65m、6.07m，第⑤層承壓含水層頂板距基坑底1.5m。

3、基坑穩(wěn)定性驗(yàn)算

基坑開挖至設(shè)計(jì)標(biāo)高后，坑內(nèi)承壓含水層頂板以上的覆土的自重壓力遠(yuǎn)小于承壓水壓力，必須采用深井減壓降水措施。根據(jù)驗(yàn)算，初始水頭5.65m時(shí)安全開挖深度為15.04m，開挖至基底17.3m深時(shí)，承壓水水頭埋深應(yīng)在9.34m。

4、基坑降水設(shè)計(jì)

4.1基坑降水要求

根據(jù)本工程的情況，基坑降水應(yīng)滿足以下要求。

⑴對(duì)基坑內(nèi)的土層進(jìn)行疏干降水，以方便基坑開挖。

⑵降低的承壓水水頭，防止基坑底面發(fā)生突涌，保證基坑施工安全。

⑶在圍護(hù)結(jié)構(gòu)不發(fā)生嚴(yán)重滲漏、滿足施工要求及保證基坑底面不發(fā)生突涌的前提下，減壓降水盡可能減少基坑外側(cè)的承壓含水層水位降深，以減小減壓降水引起的基坑外地面的沉降。

4.2基坑疏干降水設(shè)計(jì)

在基坑內(nèi)設(shè)置疏干井降低基坑內(nèi)開挖土層的含水量，疏干地下水;疏干井在基坑內(nèi)每200m設(shè)置一口。

北端頭井因缺失⑤層，基坑開挖深度17.3m，疏干井深度為22m，共布置2口井。

其他部位在18.8m以下存在⑤層，疏干井深度不進(jìn)入⑤層，坑內(nèi)共布置14口疏干井，井深15.0m。

底部采用輕型井點(diǎn)進(jìn)行降水。

4.3基坑北部4～9軸減壓降水設(shè)計(jì)

基坑北部4～9軸存在第⑦層承壓含水層和第⑤層微承壓含水層，因連續(xù)墻已將第⑤層微承壓含水層封閉，可采用疏干井降水，坑內(nèi)布置混合降壓井3口，降壓井過(guò)濾器底端進(jìn)入⑦層，考慮井深為34m，下部過(guò)濾器長(zhǎng)3m，中部過(guò)濾器長(zhǎng)7m，上部過(guò)濾器長(zhǎng)8m。

4.49～22軸基坑內(nèi)減壓降水設(shè)計(jì)

在基坑9～22軸只存在第⑤層微承壓含水層區(qū)域，在坑內(nèi)布置15口減壓井，其中2口井作為備用井兼觀測(cè)井，減壓井的過(guò)濾器底端進(jìn)入⑤層，但不超過(guò)連續(xù)墻底（標(biāo)準(zhǔn)段地下連續(xù)墻深28m、端頭井地下連續(xù)墻深31.5m），初步考慮井深為26m;

在坑外布置4口應(yīng)急備用井，井深為41m，過(guò)慮器在30m～40m，作為坑內(nèi)抽水時(shí)坑外觀測(cè)井;坑外4口井盡量不抽水，只作為應(yīng)急備用和觀測(cè)井使用。

5、地面沉降預(yù)測(cè)分析

5.1減壓降水引起的地面沉降預(yù)測(cè)計(jì)算

采用下列經(jīng)典彈性地面沉降公式進(jìn)行降水引起的地面沉降預(yù)測(cè)計(jì)算：

減壓井群持續(xù)抽水90天后，預(yù)測(cè)計(jì)算結(jié)果表明，在基坑外側(cè)靠近地下連續(xù)墻的地段，因減壓降水引起的地面沉降約為10.0mm。

5.2減壓降水引起的地面沉降控制

⑴臨近建筑物和地下管線的減壓井抽水時(shí)間應(yīng)盡量縮短。

⑵對(duì)周圍環(huán)境進(jìn)行監(jiān)測(cè)，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)調(diào)整抽水井?dāng)?shù)量及抽水流量，以指導(dǎo)降水運(yùn)行和修復(fù)施工。

⑶監(jiān)測(cè)及時(shí)處理，反饋現(xiàn)場(chǎng)指導(dǎo)施工。

⑷對(duì)管線、要保護(hù)的建筑等，必須由專業(yè)監(jiān)測(cè)單位進(jìn)行監(jiān)測(cè)。

⑸基坑施工過(guò)程中，如地下連續(xù)墻發(fā)生滲漏或嚴(yán)重滲漏，應(yīng)及時(shí)采取封堵措施。

6、降水運(yùn)行管理

6.1減壓井降水運(yùn)行管理

⑴水位觀測(cè)主要通過(guò)未抽水的觀測(cè)井進(jìn)行觀測(cè)。

⑵降水運(yùn)行時(shí)開啟減壓抽水井?dāng)?shù)量和抽水量大小，應(yīng)根據(jù)基坑開挖深度和對(duì)應(yīng)的安全承壓水頭埋深進(jìn)行控制。

⑶在全部減壓井施工結(jié)束后，進(jìn)行1次單井及群井減壓抽水試運(yùn)行，檢驗(yàn)施工用電及排水情況，同時(shí)觀測(cè)各井水位，總結(jié)數(shù)據(jù)，為后續(xù)開挖時(shí)開啟減壓井的數(shù)量和抽水量做準(zhǔn)備。

⑷減壓降水運(yùn)行過(guò)程中每天將抽水量和承壓水位的動(dòng)態(tài)情況報(bào)告，總結(jié)數(shù)據(jù)。

6.2疏干井降水運(yùn)行管理

⑴必須在基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)封閉后才能進(jìn)行疏干井工作。

⑵地基加固（如旋噴樁加固）施工結(jié)束后，方可進(jìn)行成井施工。

⑶預(yù)抽水至少在基坑開挖前15天進(jìn)行，隨開挖深度的加深可逐節(jié)割除上部井管。

⑷在疏干井的成井施工階段，完成一口投入降水運(yùn)行一口，提前降水。

7、降水效果及基坑穩(wěn)定情況

本工程通過(guò)基坑降水設(shè)計(jì)、降水試驗(yàn)和降水運(yùn)行的進(jìn)行，基坑在開挖過(guò)程中處于可控狀態(tài)，坑內(nèi)疏干降水效果良好，土方開挖順利。減壓降水在基坑開挖過(guò)程中按需進(jìn)行，基坑開挖完成后基坑周邊最大沉降為11mm，與預(yù)測(cè)計(jì)算沉降相符，故按照降水設(shè)計(jì)的疏干降水和減壓降水達(dá)到了相應(yīng)的效果，證明降水方案的可行。

8、結(jié)束語(yǔ)

富水軟土地質(zhì)的基坑工程在施工前根據(jù)地質(zhì)情況做好降水設(shè)計(jì)和抽水試驗(yàn)，對(duì)基坑的順利開挖十分關(guān)鍵?；娱_挖時(shí)，隨時(shí)觀察降水狀態(tài)，同時(shí)加強(qiáng)對(duì)基坑及周邊環(huán)境的監(jiān)測(cè)，實(shí)行信息化施工，保證基坑的穩(wěn)定和正常施工。

參考文獻(xiàn)：

[1]姚天強(qiáng)，石振華，等.基坑降水手冊(cè).中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2006，4

[2]趙志縉，應(yīng)惠清.簡(jiǎn)明深基坑工程設(shè)計(jì)施工手冊(cè).中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2000，4

作者簡(jiǎn)介：曹冠凱，1999年7月畢業(yè)于北方交通大學(xué)鐵道工程專業(yè)，大專學(xué)歷。