论文部分内容阅读
摘 要：地铁站深基坑工程规模庞大，技术复杂，安全性要求高。该文以某地铁站深基坑降水工程为例，结合自己多年实际工作经验，详细介绍了深基坑降水施工技术、注意事项及相关控制措施，对类似的深基坑降水施工工程有一定的参考意义。
关键词：地铁站 深基坑 降水
中图分类号：U231.2 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2014）08（a）-0035-01
工程界习惯上将开挖深度超过6 m的基坑列为深基坑。20世纪80年代以前，我国的基坑工程一般开挖深度小于5 m，采用常规方法进行开挖和降水也可以达到施工要求。随着我国工程建设的迅速发展，各种需要开挖基坑的工程越来越多，开挖面积和开挖深度也大幅增加，随之我们在开挖过程中遇到的地质环境也越来越复杂，深基坑工程施工技术难度也越来越大，基坑工程的安全也面临越来越多的挑战。地铁站建设首先面临的就是车站深基坑工程，深基坑工程施工的一个重要技术措施就是深基坑降水。深基坑降水技術不仅能够挥发土壤中的水分以使土体固结，还可以加强土体的强度，有效的改善工程的施工条件。下面作者就以自己经历过的一个地铁站深基坑降水施工工程为例，对其中涉及到的深基坑工程施工方案与施工技术进行一次具体的分析与总结。
1 降水施工方案
1.1 工程概况
某地铁站建筑面积120838.8 m2，其中地下二层建筑面积44938 m2，层高4.15 m；地下一层建筑面积69385 m2，层高5.35 m；地面层建筑面积6515.8 m2，平均层高4.4 m。根据勘察报告及各部位结构底标高分析，基坑开挖将受到地下水的影响，施工过程中必须采取有效的基坑降水和排水措施。最后确定本场区采用管井降水和基坑封闭降水的方案。
1.2 降水设计方案
本场区降水设计预计高峰排水量约为165000 m3/d，设计集水管采用Ф630 mm、Ф720 mm、Ф830 mm、Ф1000 mm钢管。排水采用明铺与暗排相结合方式。拟排入位于基坑东侧市政管线。基坑开挖至地下水位以上0.5 m时进行坑内管井降水，施工过程中需保证地下水位不高于开挖面下0.5 m。地下主体结构封顶且完成顶板面覆土至设计地面标高后才能停止降水。
1.3 降水设计参数（见表1）
2 降水施工主要技术要求
（1）施工准备。①降水施工与结构施工密切协调，应提前详细了解结构施工方法、施工段划分、临时设施与井位的关系、工期进度等施工部署。②施工前详细调查核实场区地下管线、构筑物分布情况，井位施放后应采取人工探孔等方法进一步确定，当确认地下没有各种管线、构筑物后方可施工。③降水井在结构维护桩施工后施工，避免维护桩施工时的泥浆、水泥浆等因素影响降水井的出水量。
（2）井管安置应对中，井深应满足设计要求，管井井身结构误差应控制在以下范围：井径误差±20 mm，垂直度误差≤1%。
（3）成井方法优先选择反循环方式。
（4）管井填料。①含水层段滤料应具有一定的磨圆度，滤料含泥量（含石粉）≤3%。对含水层以上部分的砾料，在磨圆度和粒径方面可适当降低要求，但严禁使用片状、针状的石屑。②各方位填料均匀、速度不得过快，避免造成滤管偏移及滤料在孔内架桥现象。洗井后滤料下沉应及时补充滤料，实际填料量不小于理论计算量的95%。
（5）洗井。①洗井要求达到“水清砂净”。②下管、填料完成后立即进行洗井。在特殊情况下，从成井到洗井的间隔时间不应超过24小时。③采用隔离塞分段洗井。如果泥浆中含泥砂量较大，先进行捞渣后再进行洗井。④当常规洗井效果不好时，可加洗井剂浸泡后再洗井。
（6）抽水。①开挖前的提前封闭降水时间应不少于10天。②严格控制抽水含砂量。为防止因抽走地下水带出地层细颗粒物质造成地面沉降，抽出的水含砂量必须控制在以下范围：粗砂含量<1/5万；中砂含量<1/2万；细砂含量<1/1万。③首次（洗井后抽水前）含砂量检测合格后，在抽水期间间隔时间不超过3个月定期进行含砂量检测，异常情况下应根据情况加密检测次数。
3 施工监测及应急措施
（1）施工中要做好严格的监测管理工作，通过动态的信息管理，对监测数据及时处理并及时反馈以指导施工。如有异常情况，应及时通知有关各方采取有效的应急措施，防止工程事故的发生。主要监测项目有：①边坡顶部、围护结构桩顶部水平位移。监测点间距20～30 m，布置在坡顶或顶圈梁上。②边坡顶部、围护结构桩顶部竖向位移。与第1项共用监测点。③围护桩侧向变形（测斜）。监测点布置间距20～30 m。④水土压力。监测点平面间距20～50 m，垂直间距3～5 m。⑤地表及坡面裂缝观测。⑥地面沉降。每个沉降观测剖面间距30～50 m，剖面延伸长度大于3倍基坑开挖深度，由内而外先密后疏，且每个剖面不小于5个监测点。⑦管线监测。监测点间距宜为15～25 m。⑧地下水位监测。（2）基坑工程施工前必须做出完整的监测方案。监测数据应及时报发包人、设计和监理。（3）施工现场应备有应急材料及设备如钢筋、钢管、水泥、喷浆机、砂袋及发电设备等。（4）如基坑开挖过程中，土体水平位移变化量达到监测预警值，应及时报警。（5）地面出现裂缝时，应及时灌浆修补，防止地表水渗入。（6）土体位移过大或者坑底出现隆起时，应立即停止开挖，马上在坑底被动区堆叠砂袋或回填土方进行反压，并对主动区上部土体进行卸土。
4 结语
自80年代以来，随着城市建设的迅速发展，在深基坑工程的研究、设计、施工及监测等方面，我国取得了很大的进步，研发了一系列适应我国国情的施工技术。地下连续墙、SO工法、水泥搅拌桩、旋喷桩等成熟工艺得到广泛运用，提高了施工效率，保证了施工质量。但由于深基坑工程具有施工难度高、不可预见因素多等特点，如设计、施工操作不当，会引起严重的后果。因此我们必须不断加强学习，总结施工经验，提高工艺水平，为今后类似的深基坑降水施工打下坚实的基础。
参考文献
[1] 李世烽.隧道支护设计新论[M].北京：科学出版社，1999.
[2] 陶春艳.武汉地铁循礼门车站基坑施工稳定性分析[J].科技资讯，2011（11）.
[3] 夏才初，李永盛.地下工程测试理论与监测技术[M].上海：同济大学出版社，2000.
关键词：地铁站 深基坑 降水
中图分类号：U231.2 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2014）08（a）-0035-01
工程界习惯上将开挖深度超过6 m的基坑列为深基坑。20世纪80年代以前，我国的基坑工程一般开挖深度小于5 m，采用常规方法进行开挖和降水也可以达到施工要求。随着我国工程建设的迅速发展，各种需要开挖基坑的工程越来越多，开挖面积和开挖深度也大幅增加，随之我们在开挖过程中遇到的地质环境也越来越复杂，深基坑工程施工技术难度也越来越大，基坑工程的安全也面临越来越多的挑战。地铁站建设首先面临的就是车站深基坑工程，深基坑工程施工的一个重要技术措施就是深基坑降水。深基坑降水技術不仅能够挥发土壤中的水分以使土体固结，还可以加强土体的强度，有效的改善工程的施工条件。下面作者就以自己经历过的一个地铁站深基坑降水施工工程为例，对其中涉及到的深基坑工程施工方案与施工技术进行一次具体的分析与总结。
1 降水施工方案
1.1 工程概况
某地铁站建筑面积120838.8 m2，其中地下二层建筑面积44938 m2，层高4.15 m；地下一层建筑面积69385 m2，层高5.35 m；地面层建筑面积6515.8 m2，平均层高4.4 m。根据勘察报告及各部位结构底标高分析，基坑开挖将受到地下水的影响，施工过程中必须采取有效的基坑降水和排水措施。最后确定本场区采用管井降水和基坑封闭降水的方案。
1.2 降水设计方案
本场区降水设计预计高峰排水量约为165000 m3/d，设计集水管采用Ф630 mm、Ф720 mm、Ф830 mm、Ф1000 mm钢管。排水采用明铺与暗排相结合方式。拟排入位于基坑东侧市政管线。基坑开挖至地下水位以上0.5 m时进行坑内管井降水，施工过程中需保证地下水位不高于开挖面下0.5 m。地下主体结构封顶且完成顶板面覆土至设计地面标高后才能停止降水。
1.3 降水设计参数（见表1）
2 降水施工主要技术要求
（1）施工准备。①降水施工与结构施工密切协调，应提前详细了解结构施工方法、施工段划分、临时设施与井位的关系、工期进度等施工部署。②施工前详细调查核实场区地下管线、构筑物分布情况，井位施放后应采取人工探孔等方法进一步确定，当确认地下没有各种管线、构筑物后方可施工。③降水井在结构维护桩施工后施工，避免维护桩施工时的泥浆、水泥浆等因素影响降水井的出水量。
（2）井管安置应对中，井深应满足设计要求，管井井身结构误差应控制在以下范围：井径误差±20 mm，垂直度误差≤1%。
（3）成井方法优先选择反循环方式。
（4）管井填料。①含水层段滤料应具有一定的磨圆度，滤料含泥量（含石粉）≤3%。对含水层以上部分的砾料，在磨圆度和粒径方面可适当降低要求，但严禁使用片状、针状的石屑。②各方位填料均匀、速度不得过快，避免造成滤管偏移及滤料在孔内架桥现象。洗井后滤料下沉应及时补充滤料，实际填料量不小于理论计算量的95%。
（5）洗井。①洗井要求达到“水清砂净”。②下管、填料完成后立即进行洗井。在特殊情况下，从成井到洗井的间隔时间不应超过24小时。③采用隔离塞分段洗井。如果泥浆中含泥砂量较大，先进行捞渣后再进行洗井。④当常规洗井效果不好时，可加洗井剂浸泡后再洗井。
（6）抽水。①开挖前的提前封闭降水时间应不少于10天。②严格控制抽水含砂量。为防止因抽走地下水带出地层细颗粒物质造成地面沉降，抽出的水含砂量必须控制在以下范围：粗砂含量<1/5万；中砂含量<1/2万；细砂含量<1/1万。③首次（洗井后抽水前）含砂量检测合格后，在抽水期间间隔时间不超过3个月定期进行含砂量检测，异常情况下应根据情况加密检测次数。
3 施工监测及应急措施
（1）施工中要做好严格的监测管理工作，通过动态的信息管理，对监测数据及时处理并及时反馈以指导施工。如有异常情况，应及时通知有关各方采取有效的应急措施，防止工程事故的发生。主要监测项目有：①边坡顶部、围护结构桩顶部水平位移。监测点间距20～30 m，布置在坡顶或顶圈梁上。②边坡顶部、围护结构桩顶部竖向位移。与第1项共用监测点。③围护桩侧向变形（测斜）。监测点布置间距20～30 m。④水土压力。监测点平面间距20～50 m，垂直间距3～5 m。⑤地表及坡面裂缝观测。⑥地面沉降。每个沉降观测剖面间距30～50 m，剖面延伸长度大于3倍基坑开挖深度，由内而外先密后疏，且每个剖面不小于5个监测点。⑦管线监测。监测点间距宜为15～25 m。⑧地下水位监测。（2）基坑工程施工前必须做出完整的监测方案。监测数据应及时报发包人、设计和监理。（3）施工现场应备有应急材料及设备如钢筋、钢管、水泥、喷浆机、砂袋及发电设备等。（4）如基坑开挖过程中，土体水平位移变化量达到监测预警值，应及时报警。（5）地面出现裂缝时，应及时灌浆修补，防止地表水渗入。（6）土体位移过大或者坑底出现隆起时，应立即停止开挖，马上在坑底被动区堆叠砂袋或回填土方进行反压，并对主动区上部土体进行卸土。
4 结语
自80年代以来，随着城市建设的迅速发展，在深基坑工程的研究、设计、施工及监测等方面，我国取得了很大的进步，研发了一系列适应我国国情的施工技术。地下连续墙、SO工法、水泥搅拌桩、旋喷桩等成熟工艺得到广泛运用，提高了施工效率，保证了施工质量。但由于深基坑工程具有施工难度高、不可预见因素多等特点，如设计、施工操作不当，会引起严重的后果。因此我们必须不断加强学习，总结施工经验，提高工艺水平，为今后类似的深基坑降水施工打下坚实的基础。
参考文献
[1] 李世烽.隧道支护设计新论[M].北京：科学出版社，1999.
[2] 陶春艳.武汉地铁循礼门车站基坑施工稳定性分析[J].科技资讯，2011（11）.
[3] 夏才初，李永盛.地下工程测试理论与监测技术[M].上海：同济大学出版社，2000.