地鐵站深基坑降水施工技術(shù)淺談

祝旻

摘 要：地鐵站深基坑工程規(guī)模龐大，技術(shù)復(fù)雜，安全性要求高。該文以某地鐵站深基坑降水工程為例，結(jié)合自己多年實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)，詳細(xì)介紹了深基坑降水施工技術(shù)、注意事項(xiàng)及相關(guān)控制措施，對(duì)類似的深基坑降水施工工程有一定的參考意義。

關(guān)鍵詞：地鐵站 深基坑 降水

中圖分類號(hào)：U231.2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2014）08（a）-0035-01

工程界習(xí)慣上將開挖深度超過6 m的基坑列為深基坑。20世紀(jì)80年代以前，我國的基坑工程一般開挖深度小于5 m，采用常規(guī)方法進(jìn)行開挖和降水也可以達(dá)到施工要求。隨著我國工程建設(shè)的迅速發(fā)展，各種需要開挖基坑的工程越來越多，開挖面積和開挖深度也大幅增加，隨之我們?cè)陂_挖過程中遇到的地質(zhì)環(huán)境也越來越復(fù)雜，深基坑工程施工技術(shù)難度也越來越大，基坑工程的安全也面臨越來越多的挑戰(zhàn)。地鐵站建設(shè)首先面臨的就是車站深基坑工程，深基坑工程施工的一個(gè)重要技術(shù)措施就是深基坑降水。深基坑降水技術(shù)不僅能夠揮發(fā)土壤中的水分以使土體固結(jié)，還可以加強(qiáng)土體的強(qiáng)度，有效的改善工程的施工條件。下面作者就以自己經(jīng)歷過的一個(gè)地鐵站深基坑降水施工工程為例，對(duì)其中涉及到的深基坑工程施工方案與施工技術(shù)進(jìn)行一次具體的分析與總結(jié)。

1 降水施工方案

1.1 工程概況

某地鐵站建筑面積120838.8 m2，其中地下二層建筑面積44938 m2，層高4.15 m；地下一層建筑面積69385 m2，層高5.35 m；地面層建筑面積6515.8 m2，平均層高4.4 m。根據(jù)勘察報(bào)告及各部位結(jié)構(gòu)底標(biāo)高分析，基坑開挖將受到地下水的影響，施工過程中必須采取有效的基坑降水和排水措施。最后確定本場(chǎng)區(qū)采用管井降水和基坑封閉降水的方案。

1.2 降水設(shè)計(jì)方案

本場(chǎng)區(qū)降水設(shè)計(jì)預(yù)計(jì)高峰排水量約為165000 m3/d，設(shè)計(jì)集水管采用Ф630 mm、Ф720 mm、Ф830 mm、Ф1000 mm鋼管。排水采用明鋪與暗排相結(jié)合方式。擬排入位于基坑?xùn)|側(cè)市政管線。基坑開挖至地下水位以上0.5 m時(shí)進(jìn)行坑內(nèi)管井降水，施工過程中需保證地下水位不高于開挖面下0.5 m。地下主體結(jié)構(gòu)封頂且完成頂板面覆土至設(shè)計(jì)地面標(biāo)高后才能停止降水。

1.3 降水設(shè)計(jì)參數(shù)（見表1）

2 降水施工主要技術(shù)要求

（1）施工準(zhǔn)備。①降水施工與結(jié)構(gòu)施工密切協(xié)調(diào)，應(yīng)提前詳細(xì)了解結(jié)構(gòu)施工方法、施工段劃分、臨時(shí)設(shè)施與井位的關(guān)系、工期進(jìn)度等施工部署。②施工前詳細(xì)調(diào)查核實(shí)場(chǎng)區(qū)地下管線、構(gòu)筑物分布情況，井位施放后應(yīng)采取人工探孔等方法進(jìn)一步確定，當(dāng)確認(rèn)地下沒有各種管線、構(gòu)筑物后方可施工。③降水井在結(jié)構(gòu)維護(hù)樁施工后施工，避免維護(hù)樁施工時(shí)的泥漿、水泥漿等因素影響降水井的出水量。

（2）井管安置應(yīng)對(duì)中，井深應(yīng)滿足設(shè)計(jì)要求，管井井身結(jié)構(gòu)誤差應(yīng)控制在以下范圍：井徑誤差±20 mm，垂直度誤差≤1%。

（3）成井方法優(yōu)先選擇反循環(huán)方式。

（4）管井填料。①含水層段濾料應(yīng)具有一定的磨圓度，濾料含泥量（含石粉）≤3%。對(duì)含水層以上部分的礫料，在磨圓度和粒徑方面可適當(dāng)降低要求，但嚴(yán)禁使用片狀、針狀的石屑。②各方位填料均勻、速度不得過快，避免造成濾管偏移及濾料在孔內(nèi)架橋現(xiàn)象。洗井后濾料下沉應(yīng)及時(shí)補(bǔ)充濾料，實(shí)際填料量不小于理論計(jì)算量的95%。

（5）洗井。①洗井要求達(dá)到“水清砂凈”。②下管、填料完成后立即進(jìn)行洗井。在特殊情況下，從成井到洗井的間隔時(shí)間不應(yīng)超過24小時(shí)。③采用隔離塞分段洗井。如果泥漿中含泥砂量較大，先進(jìn)行撈渣后再進(jìn)行洗井。④當(dāng)常規(guī)洗井效果不好時(shí)，可加洗井劑浸泡后再洗井。

（6）抽水。①開挖前的提前封閉降水時(shí)間應(yīng)不少于10天。②嚴(yán)格控制抽水含砂量。為防止因抽走地下水帶出地層細(xì)顆粒物質(zhì)造成地面沉降，抽出的水含砂量必須控制在以下范圍：粗砂含量<1/5萬；中砂含量<1/2萬；細(xì)砂含量<1/1萬。③首次（洗井后抽水前）含砂量檢測(cè)合格后，在抽水期間間隔時(shí)間不超過3個(gè)月定期進(jìn)行含砂量檢測(cè)，異常情況下應(yīng)根據(jù)情況加密檢測(cè)次數(shù)。

3 施工監(jiān)測(cè)及應(yīng)急措施

（1）施工中要做好嚴(yán)格的監(jiān)測(cè)管理工作，通過動(dòng)態(tài)的信息管理，對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)及時(shí)處理并及時(shí)反饋以指導(dǎo)施工。如有異常情況，應(yīng)及時(shí)通知有關(guān)各方采取有效的應(yīng)急措施，防止工程事故的發(fā)生。主要監(jiān)測(cè)項(xiàng)目有：①邊坡頂部、圍護(hù)結(jié)構(gòu)樁頂部水平位移。監(jiān)測(cè)點(diǎn)間距20～30 m，布置在坡頂或頂圈梁上。②邊坡頂部、圍護(hù)結(jié)構(gòu)樁頂部豎向位移。與第1項(xiàng)共用監(jiān)測(cè)點(diǎn)。③圍護(hù)樁側(cè)向變形（測(cè)斜）。監(jiān)測(cè)點(diǎn)布置間距20～30 m。④水土壓力。監(jiān)測(cè)點(diǎn)平面間距20～50 m，垂直間距3～5 m。⑤地表及坡面裂縫觀測(cè)。⑥地面沉降。每個(gè)沉降觀測(cè)剖面間距30～50 m，剖面延伸長(zhǎng)度大于3倍基坑開挖深度，由內(nèi)而外先密后疏，且每個(gè)剖面不小于5個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)。⑦管線監(jiān)測(cè)。監(jiān)測(cè)點(diǎn)間距宜為15～25 m。⑧地下水位監(jiān)測(cè)。（2）基坑工程施工前必須做出完整的監(jiān)測(cè)方案。監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)應(yīng)及時(shí)報(bào)發(fā)包人、設(shè)計(jì)和監(jiān)理。（3）施工現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)備有應(yīng)急材料及設(shè)備如鋼筋、鋼管、水泥、噴漿機(jī)、砂袋及發(fā)電設(shè)備等。（4）如基坑開挖過程中，土體水平位移變化量達(dá)到監(jiān)測(cè)預(yù)警值，應(yīng)及時(shí)報(bào)警。（5）地面出現(xiàn)裂縫時(shí)，應(yīng)及時(shí)灌漿修補(bǔ)，防止地表水滲入。（6）土體位移過大或者坑底出現(xiàn)隆起時(shí)，應(yīng)立即停止開挖，馬上在坑底被動(dòng)區(qū)堆疊砂袋或回填土方進(jìn)行反壓，并對(duì)主動(dòng)區(qū)上部土體進(jìn)行卸土。

4 結(jié)語

自80年代以來，隨著城市建設(shè)的迅速發(fā)展，在深基坑工程的研究、設(shè)計(jì)、施工及監(jiān)測(cè)等方面，我國取得了很大的進(jìn)步，研發(fā)了一系列適應(yīng)我國國情的施工技術(shù)。地下連續(xù)墻、SO工法、水泥攪拌樁、旋噴樁等成熟工藝得到廣泛運(yùn)用，提高了施工效率，保證了施工質(zhì)量。但由于深基坑工程具有施工難度高、不可預(yù)見因素多等特點(diǎn)，如設(shè)計(jì)、施工操作不當(dāng)，會(huì)引起嚴(yán)重的后果。因此我們必須不斷加強(qiáng)學(xué)習(xí)，總結(jié)施工經(jīng)驗(yàn)，提高工藝水平，為今后類似的深基坑降水施工打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

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