西安地鐵深基坑降水對(duì)周邊建筑物的影響分析

李粉玲

（西安市地下鐵道有限責(zé)任公司，陜西 西安 710000）

1 工程概況

西安地鐵長(zhǎng)樂(lè)坡車站位于長(zhǎng)樂(lè)東路與規(guī)劃長(zhǎng)十路路口，車站沿長(zhǎng)樂(lè)路東西向布置，車站為地下兩層島式車站，車站設(shè)計(jì)起止里程YDK27+545.192~YDK27+759.892，車站中心里程YDK27+618.692。車站基坑長(zhǎng)度為 214.7m，基坑標(biāo)準(zhǔn)段寬18.70m，深16.70～17.00m，西端盾構(gòu)凹槽局部深18.60m。車站采用明挖順作法施工，基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)采用鉆孔灌注樁，基坑內(nèi)設(shè)鋼管支撐，車站主體為現(xiàn)澆鋼筋混凝土箱型框架結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)外設(shè)置外包防水層。車站西端為盾構(gòu)始發(fā)井，東端接暗挖區(qū)間。

長(zhǎng)樂(lè)坡站區(qū)地形略有起伏，長(zhǎng)樂(lè)路北側(cè)長(zhǎng)樂(lè)坡村地形較低，長(zhǎng)樂(lè)路及其南側(cè)地段地勢(shì)相對(duì)較高，地面高程介于400.99~405.66m之間。場(chǎng)地地貌單元屬?zèng)汉右患?jí)階地。

2 工程特點(diǎn)

2.1 工程地質(zhì)條件

根據(jù)地質(zhì)勘查報(bào)告，該場(chǎng)地土層自上而下依次為：（1）雜填土 Q4ml：主要由瀝青、水泥路面、灰渣、石塊、灰土、碎石墊層及磚瓦碎塊組成。層厚0.80m~7.00m。（2）素填土Q4ml：主要由粘性土組成，含少量磚瓦碎塊，土質(zhì)不均。層厚0.80m~5.80m。（3）黃土狀土Q4al：土質(zhì)均勻，具蟲(chóng)孔及大孔隙為中壓縮性土。層厚1.50m~7.10m。（4）粉質(zhì)黏土 Q4al：可塑。層厚 0.60m~3.20m。（5）粉細(xì)砂 Q4al：飽和，中密狀態(tài)。層厚1.20m~2.90m。（6）粗砂Q4al：飽和，中密狀態(tài)。層厚 0.70m~9.50m。（7）礫砂Q4al：飽和，中密狀態(tài)。層厚1.00m~4.80m。（8）圓礫土 Q4al：級(jí)配不良，中密狀態(tài)。層厚 3.10m。（9）卵石土 Q4al：級(jí)配不良，中密狀態(tài)。層厚1.90m~11.60m。（10）粉質(zhì)黏土Q2al：可塑狀態(tài)。場(chǎng)地內(nèi)分布連續(xù)穩(wěn)定，為中壓縮性土，層厚8.90m~17.40m。（11）粗砂Q2al：級(jí)配不良，含少量云母及粘性土，飽和，中密狀態(tài)。層厚1.50m~6.10m。（12）卵石土Q2al：灰黃色，級(jí)配不良，飽和，密實(shí)狀態(tài)。最大揭露深度6.80m，未穿透。

2.2 工程水文條件

2.2.1 地下水位。本站勘察期間測(cè)得地下水穩(wěn)定水位埋深為11.00m~15.45m，穩(wěn)定地下水位高程介于388.98m~390.80m。

2.2.2 地下水類型、賦存方式、補(bǔ)給。地下水主要賦存于2-6粗砂、2-7礫砂、2-9卵石土，4-8粗砂和4-11卵石土層中。4-4層粉質(zhì)黏土為弱含水層，4-8粗砂和4-11卵石土含水層無(wú)明顯承壓性。其下含水層無(wú)明顯承壓

R-降水影響半徑（m）；S-基坑水位降深（m）取 3m；K-滲透系數(shù)（m/d）K 取 50m/d；H-含水層厚度（m）H取17m。

3.1.2 基坑涌水量。根據(jù)地下水類型、基坑形狀及含水層構(gòu)造等特點(diǎn)，采用《地下鐵道、輕軌交通巖土工程勘察規(guī)范》（GB50307-1999）第8.5.8條中的“大井法”，公式如下：性。據(jù)收集現(xiàn)有資料，本地區(qū)第四系孔隙潛水含水層厚度約80m，地下水位年變化幅度約1.50m-2.00m?？辈炱陂g為較高水位期。地下水補(bǔ)給主要由鏟河河水補(bǔ)給，大氣降水等，排泄方式主要為逕流排泄、人工開(kāi)采，潛水越流排泄及蒸發(fā)消耗等。

2.2.3 地下水滲透系數(shù)。車站基坑降水影響深度范圍內(nèi)各潛水含水層的綜合滲透系數(shù)建議取50m/d。

2.2.4 地下水質(zhì)特征及水、土腐蝕性。場(chǎng)地地下水對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)無(wú)腐蝕性；長(zhǎng)期浸水條件下，對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)中鋼筋無(wú)腐蝕性，在干濕交替條件下，對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)中鋼筋具弱腐蝕性；對(duì)鋼結(jié)構(gòu)具弱腐蝕性。

2.2.5 水位設(shè)計(jì)參數(shù)。本站設(shè)計(jì)抗浮水位為4.02m，設(shè)計(jì)抗?jié)B水位為4.00m。

3 基坑降水

3.1 降水方案的參數(shù)計(jì)算

3.1.1 降水影響半徑。根據(jù)圍護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)有關(guān)降水設(shè)計(jì)主要參數(shù)建議，影響半徑（m）R取175m，

式中：H含水層厚度或靜止水位至含水層底板的距離，考慮水位年變幅2.0m，H：長(zhǎng)樂(lè)坡車站主體取17m。K：滲透系數(shù)，取k=50m/d；R：影響半徑，取 R=175m；r0:基坑等效半徑η=1.08，計(jì)算得r0＝42.26m。計(jì)算得Q＝8737m3/d。

3.1.3 基坑管井?dāng)?shù)量

取整數(shù)24（間距20m）.

K：安全系數(shù)取1.1；P：潛水泵抽水能力；ε：潛水泵工作效率0.8。

3.2 降水方案設(shè)計(jì)

3.2.1 降水處理方法。根據(jù)本工程的特點(diǎn)、基坑降水深度的要求、滲透系數(shù)、設(shè)備條件、經(jīng)濟(jì)比較，擬采用0.8米井徑，大口井降水井在圍護(hù)結(jié)構(gòu)邊線以外側(cè)1.5米處設(shè)置，深水泵強(qiáng)制抽水，水管集中排放的方法。根據(jù)基坑開(kāi)挖深度、降水深度及后期有效降水深度，本工程長(zhǎng)樂(lè)坡車站主體降水井井深選用28m，布設(shè)24口井。

降水采用重力降水辦法用深井泵抽水。深井降水在土方開(kāi)挖前開(kāi)始進(jìn)行，在主體結(jié)構(gòu)施工完后停止降水。每口深井配深井泵一臺(tái)。深井泵抽水則不連續(xù)進(jìn)行，設(shè)置自動(dòng)控制開(kāi)關(guān)，有水則抽，斷水則停。

3.2.2 降水井構(gòu)造及施工工藝。井孔開(kāi)挖直徑為800mm，井管采用無(wú)砂砼濾水管，在預(yù)制砼管鞋上放置井管，同時(shí)水位以下包纏一層60尼龍網(wǎng)（八層樓區(qū)段），緩緩下放。當(dāng)管口與井口相差200mm時(shí)，接上一節(jié)井管，接頭處用尼龍網(wǎng)裹嚴(yán)，以免擠入泥砂淤塞井管，豎向用3~4條30mm寬、長(zhǎng)2~3mm的竹條用2道鉛絲固定井管。為防止上下節(jié)錯(cuò)位，在下管前將井管依井方向立直，吊放井管要垂直，并保持在井孔中心，為防止雨水、污水、泥砂或異物落入井中，井管要高出地面不小于20cm，并加蓋或捆綁防水雨布臨時(shí)保護(hù)。井管下入后立即填入濾料。濾料應(yīng)具有一定的磨圓度，濾料含泥量（包括含石粉）≤3%，粒徑4~7mm，填礫料時(shí)，濾料沿井管外四周均勻填入，宜保持連續(xù)，要避免填料速度過(guò)快或不均造成濾管偏移及濾料在孔內(nèi)架橋現(xiàn)象，洗井后濾料若下沉應(yīng)及時(shí)補(bǔ)充濾料。要求實(shí)際填料量不小于95%理論計(jì)算量。深井泵選用QJ63-50深井水泵，揚(yáng)程50m。每井一臺(tái)，并帶吸水膠管，并配上一個(gè)控制井內(nèi)水位的自動(dòng)開(kāi)關(guān)，并配有2臺(tái)備用泵。井管內(nèi)抽出的地下水抽至地面至排水總管，再通過(guò)排水明溝接通附近下水道。

4 變形及沉降觀測(cè)

本工程于2009年10月份開(kāi)始實(shí)施，至2010年12月完成，歷時(shí)13個(gè)月。變形及沉降觀測(cè)和工程同時(shí)進(jìn)行。

4.1 地表沉降觀測(cè)

監(jiān)測(cè)日期為2009.08.01~2011.12.25，地表沉降量控制標(biāo)準(zhǔn)為+10mm、-24mm，預(yù)警值為+8mm、-19mm。

該基坑各沉降變形監(jiān)測(cè)點(diǎn)累計(jì)沉降量最大值為6.02mm，故基坑周邊地表沉降穩(wěn)定。

4.2 周邊建筑物沉降觀測(cè)

監(jiān)測(cè)日期為2010.01.29~2010.12.25，周邊建筑物沉降量控制標(biāo)準(zhǔn)為15mm，預(yù)警值為10mm。

該基坑周邊建筑物各沉降變形監(jiān)測(cè)點(diǎn)累計(jì)沉降量最大值為9.02mm，故基坑周邊建筑沉降穩(wěn)定。

4.3 樁頂位移觀測(cè)

監(jiān)測(cè)日期為2009.11.20~2010.10.25，樁頂沉降量控制標(biāo)準(zhǔn)為30mm，報(bào)警值為24mm。

該基坑各護(hù)坡樁監(jiān)測(cè)點(diǎn)累計(jì)位移量最大值為3.0mm，故基坑護(hù)坡樁位移穩(wěn)定。

結(jié)語(yǔ)

通過(guò)長(zhǎng)樂(lè)坡站工程概況、特點(diǎn)及地質(zhì)、水文情況分析，經(jīng)過(guò)降水參數(shù)的計(jì)算、降水方案的科學(xué)制定和實(shí)施，表明對(duì)于深基坑，采用大口井及深水泵強(qiáng)制抽水、水管集中排放的方法控制地表及周邊建筑物沉降在技術(shù)上是可行的，同時(shí)對(duì)提高工程經(jīng)濟(jì)效益，降低工程費(fèi)用，保證計(jì)劃進(jìn)度等起到了較好作用。

[1]沈保漢.樁基與深基坑支護(hù)技術(shù)進(jìn)展[M].北京:知識(shí)產(chǎn)權(quán)出版社，2006.

[2]龔曉南，高有潮.深基坑工程設(shè)計(jì)施工手冊(cè)[M].北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社，1998.

[3]高大釗，陳忠漢，程麗萍.深基坑工程[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社，1999.