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【摘要】本文作者結合自己曾经参与施工管理的地铁站深基坑工程，介绍了深基坑降水施工重点施工技术及相关控制措施，希望为同行们提供一些有益借鉴。
【关键词】地铁站深基坑；降水施工；降水降压
中图分类号：TV551.4 文献标识码：A 文章编号：
Abstract: The author, based on his was part of the construction management of deep foundation pit engineering subway station, this paper introduces the deep foundation pit construction key construction technology and precipitation in the relevant control measures, hope to provide some useful references to colleagues.
Key Words: subway station deep foundation pit; rainfall construction; rainfall and pumpdown
引言
工程界习惯上将开挖深度超过6 m的基坑列为深基坑。8 0年代以前我国深基坑工程较少，当时修建的多层和高层建筑的地下室多为一层，深度一般不超过5 m，采用常规的方法进行降水和开挖困难不大。近年来我国开始出现一些较深的基坑，在北方地区由于土质较好、地下水位低，已有10 m以上的基坑。
一、提高地铁站工程深基坑施工技术与管理的重要性
地铁工程建设首先面临的是车站深基坑工程，近年来，我国在深基坑工程的研究、设计、施工及监测等方面取得了长足的进展，研究、开发了一系列适应我国国情的设计方法与施工技术。在我国已取得数万平方米的超大型基坑及开挖20多米的深基坑设计与施工的成功经验。
近年来我国随着经济和城市建设的迅速发展，地下工程施工技术也有了飞速发展，地下连续墙、SO工法、水泥搅拌桩、旋喷桩等成熟施工工艺得到广泛运用，施工中使用了各种先进的大型施工机械，提高了施工效率，保证了施工质量和安全。但由于深基坑工程具有技术难度高、不可预见等特点，其安全可靠性不仅影响基坑工程本身，而且往往会影响周边环境。如设计、施工错误和不当，亦会带来严重的后果，因此要求我们不断总结施工经验，提高施工技术和管理水平。
下面作者以自己经历过的一个地铁站深基坑降水施工工程为案例，具体分析工程中深基坑施工技术与控制的相关要点。
二、地铁站深基坑降水施工工程介绍
1．1 工程基本情况
某地铁站位于城市商业中心区域，为地下2层岛式站，标准段主体为地下2层，三跨闭合框架结构，车站主体部分建筑面积为8 536 m2。该地铁车站埋深2．5 m，底板埋深16．55 m，基坑开挖深度为15．59—17．19 m。车站主体结构采用800mm厚的地下连续墙做围护结构，坑底采用旋喷桩抽条加固。
1．2工程地质水文情况及基本要求
地下水类型可分为两类：潜水与承压水。
（1）潜水含水层。拟建场地浅层地下水属于孔隙性潜水，主要赋存于表层填土及淤泥质土中，由大气降水和地表径流补给，水量较小，根据地质勘探报告表明，在勘探期间测得静止水位埋深1．1—1．6 m，相对高程6.72—6．37 m，基坑开挖范围主要受潜水影响。
（2）承压含水层。根据地质勘察报告，场区12—3层砾砂分布范同极小，透镜体状分布，无大面积承压水补给通道，可不考虑基坑底板稳定性的影响。故本次基坑开挖降水计算按潜水不完整井计算。
根据地质勘察报告，本工程基坑开挖范围内主要以淤泥质填土、粉质黏土及淤泥质粉质黏土为主。为确保基坑稳定，减少地下水对基坑的影响，根据设计要求，在基坑开挖前20 d采取井点对坑底进行预降水、疏干，以加固坑内土体，基坑降水深度控制在坑底以下l m，且必须保持降水效果。
由于本工程场地所处地质土层渗透系数偏小，普通管井降水无法满足施工需求，故降水井计划采用真空管井。
三、基坑降水降压设计方案
3．1降水(压)井布置
以往地铁车站降压井的井位一般布置在基坑的两侧(外侧)，但由于该地铁站场地所限，场地南侧便道仅有4 m宽，地下埋有污水管、雨水管等三根地下管道，布井的空间较小，且在管线附近不宜布井，易引起管线的沉降变形。而在场地北侧是车站的主要施工便道，吊车、挖机、车辆移动频繁。如果布置在北侧。不仅井的数量要增加，而且难以保证井的完好性以致影响降水的正常进行。
鉴于上述因素，降压井布置在基坑内偏南侧。但是降压井布置在基坑内，在降水施工结束后必须采取有效的封井措施，并在施工过程中不能截割与碰击，对井管的保护要求较高。具体布置为：坑内布置5口降压井，坑外布置2口观测井。采取真空深井井点降水方案，基坑内设15口273降水井降潜水，单口井点的有效降水面积约为250 m2，井点间距为15—16 m。
3．2降水(压)井构造与设计
（1）井口应高于地面以上0．50 m，以防止地表污水渗入井内，采用优质粘士或水泥浆封闭，其深度不小于4．0 m，保证管内真空度达到要求。
（2）降水井成孔孔径500 mm，降压井成孔孔径550 mm，降水井与降压井的井壁管均采用直径250 mm的焊接钢管。
（3）降水井与降压井均采用桥式滤水管，滤水管外均包一层30目——40目的尼龙网，滤水管的直径与井壁管的直径相同。
（4）沉淀管主要起到过滤器不致因井内沉砂堵塞而影响进水的作用。沉淀管接在滤水管底部，直径与滤水管相同，长1．00 m，沉淀管底口用铁板封死；为了确保降水井底部滤水管的长度，主体结构内的降水井均不设沉淀管，降压井设沉淀管。
(5)采用洁净的粗砂从井底向上至地表以下4．0 m，于井管与孔壁之间的空隙均匀围填。采用颗粒磨圆度较好的粗砂，从井底向上至滤水管顶部以上2．0-4．0 m围填。
（6）在降水(压)井粗砂的围填面以上采用优质粘土围填至地炭并务实，将降水井管口密封保证不漏气。降压井封井采取在井管内先填瓜子片碎石，然后注浆再灌注混凝土的封堵方法。
四、主要施工要点及相关控制
4.1 主要施工要点
为防止或减少降水对周围环境的影响，避免产生过大的地面沉降，再综合考虑本地铁站工程位于城市商业区，周边建筑物、管线众多，而且本工程基坑开挖范围内地质土体特性为饱水振动易液化，极易坍塌变形、稳定性差，基坑开挖过程中，在水头差的作用下，易产生流砂、涌砂现象，在施工中要严格按施工手册规范，做好对周边建筑物、管线等系统的监测。
(1)施工前对沿线建筑物、未拆除的管线、道路进行系统调查；
(2)降水对周围环境的影响，是由于土壤内地下水流失造成的。若降水作、监因降水导致围护结构外侧失水过多，影响到周边建筑物稳定时，应采用井点回灌技术补充基坑外侧地下水，即在降水井点和要保护的建(构)筑物之间打设一排井点，在降水井点抽水的同时，通过回灌井点向土层内灌入一定数量的水(即降水井点抽出的水)，彤成一道隔水帷幕，从而阻止或减少回灌井点外侧被保护的建(构)筑物地下的水流失，使地下水位基本保持不变，这样就不会凶降水使地基自重应力增加而引起地面沉降。井点回灌按监测结果在影响范围内进行，回灌点孔深一般5～8 m，灌水压力为0．5个大气压；
(3)在降水施工期间，加强对地层及建筑物变形监测，详细掌握降水及开挖施工对地层变形的影响规律，以便设定更合理的降水参数来保护周边建筑的安全；
(4)如出现异常地表沉降而危及建筑物、道路安全时，可及时组织进行地表注浆加固地基，并可通过注浆堵截降水过程中可能出现的管涌现象；
(5)基坑开挖完成后，应根据降水过程中的水位、水量监测记录及分析结构决定是否停止相应井点降水，对不能停止的井点应持续降水，直至结构圬工完成为止。结构圬工完成停止降水后，对井点进行封堵，封堵的顺序是先行用黏土基底以下降水井孔，然后依次施作混凝土垫层，搭接铺设防水层，细部防水处理的工作。
4.2 降水、降压井注意事项
1、降水井主要事项
(1)严格密封降水井井管，保证真空管路系统在土方开挖前真空度达到0.06 MPa以上，土方开挖过程中，真空度会有所下降，但须控制在0．03 MPa以上。(2)降水井随着基坑开挖，暴露井管随时割除封堵。为方便挖掘机住基坑内作业，井管随着土方开挖而分段割除，并用粘土回填密实，保证有足够抽水能力的真空度。
2、降压井注意事项
(1)基坑开挖阶段：根据基坑不同部位在不同开挖深度分别计算需降低承压含水层的承压水水头高度。由基坑底板的稳定条件：基坑底板至承压含水层顶板间的土压力应大于承压水的顶托力，计算得基坑开挖阶段承压水位需降低值根据计算，在基坑的不同部位开挖到危险深度时，应开启相应部位的降压井进行抽水，并及时观测相邻部位停抽井的实测水位深度(即需降承压水的水头高度)来调整是否需增开相邻部位的降压井。(2)主体结构施工阶段：上体结构底板混凝土浇筑完成并达到相应强度后，底板与地下墙连成整体共同作用，其抗剪强度和抗弯强度经验算能够满足大于下伏承压水顶托力的要求，故主体底板浇筑完成并达到相应强度后可停止降承压水。
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]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．
[3]李文江. 地铁站深基坑明排二次降水施工方法[J]. 大陆桥视野, 2010(13).
【关键词】地铁站深基坑；降水施工；降水降压
中图分类号：TV551.4 文献标识码：A 文章编号：
Abstract: The author, based on his was part of the construction management of deep foundation pit engineering subway station, this paper introduces the deep foundation pit construction key construction technology and precipitation in the relevant control measures, hope to provide some useful references to colleagues.
Key Words: subway station deep foundation pit; rainfall construction; rainfall and pumpdown
引言
工程界习惯上将开挖深度超过6 m的基坑列为深基坑。8 0年代以前我国深基坑工程较少，当时修建的多层和高层建筑的地下室多为一层，深度一般不超过5 m，采用常规的方法进行降水和开挖困难不大。近年来我国开始出现一些较深的基坑，在北方地区由于土质较好、地下水位低，已有10 m以上的基坑。
一、提高地铁站工程深基坑施工技术与管理的重要性
地铁工程建设首先面临的是车站深基坑工程，近年来，我国在深基坑工程的研究、设计、施工及监测等方面取得了长足的进展，研究、开发了一系列适应我国国情的设计方法与施工技术。在我国已取得数万平方米的超大型基坑及开挖20多米的深基坑设计与施工的成功经验。
近年来我国随着经济和城市建设的迅速发展，地下工程施工技术也有了飞速发展，地下连续墙、SO工法、水泥搅拌桩、旋喷桩等成熟施工工艺得到广泛运用，施工中使用了各种先进的大型施工机械，提高了施工效率，保证了施工质量和安全。但由于深基坑工程具有技术难度高、不可预见等特点，其安全可靠性不仅影响基坑工程本身，而且往往会影响周边环境。如设计、施工错误和不当，亦会带来严重的后果，因此要求我们不断总结施工经验，提高施工技术和管理水平。
下面作者以自己经历过的一个地铁站深基坑降水施工工程为案例，具体分析工程中深基坑施工技术与控制的相关要点。
二、地铁站深基坑降水施工工程介绍
1．1 工程基本情况
某地铁站位于城市商业中心区域，为地下2层岛式站，标准段主体为地下2层，三跨闭合框架结构，车站主体部分建筑面积为8 536 m2。该地铁车站埋深2．5 m，底板埋深16．55 m，基坑开挖深度为15．59—17．19 m。车站主体结构采用800mm厚的地下连续墙做围护结构，坑底采用旋喷桩抽条加固。
1．2工程地质水文情况及基本要求
地下水类型可分为两类：潜水与承压水。
（1）潜水含水层。拟建场地浅层地下水属于孔隙性潜水，主要赋存于表层填土及淤泥质土中，由大气降水和地表径流补给，水量较小，根据地质勘探报告表明，在勘探期间测得静止水位埋深1．1—1．6 m，相对高程6.72—6．37 m，基坑开挖范围主要受潜水影响。
（2）承压含水层。根据地质勘察报告，场区12—3层砾砂分布范同极小，透镜体状分布，无大面积承压水补给通道，可不考虑基坑底板稳定性的影响。故本次基坑开挖降水计算按潜水不完整井计算。
根据地质勘察报告，本工程基坑开挖范围内主要以淤泥质填土、粉质黏土及淤泥质粉质黏土为主。为确保基坑稳定，减少地下水对基坑的影响，根据设计要求，在基坑开挖前20 d采取井点对坑底进行预降水、疏干，以加固坑内土体，基坑降水深度控制在坑底以下l m，且必须保持降水效果。
由于本工程场地所处地质土层渗透系数偏小，普通管井降水无法满足施工需求，故降水井计划采用真空管井。
三、基坑降水降压设计方案
3．1降水(压)井布置
以往地铁车站降压井的井位一般布置在基坑的两侧(外侧)，但由于该地铁站场地所限，场地南侧便道仅有4 m宽，地下埋有污水管、雨水管等三根地下管道，布井的空间较小，且在管线附近不宜布井，易引起管线的沉降变形。而在场地北侧是车站的主要施工便道，吊车、挖机、车辆移动频繁。如果布置在北侧。不仅井的数量要增加，而且难以保证井的完好性以致影响降水的正常进行。
鉴于上述因素，降压井布置在基坑内偏南侧。但是降压井布置在基坑内，在降水施工结束后必须采取有效的封井措施，并在施工过程中不能截割与碰击，对井管的保护要求较高。具体布置为：坑内布置5口降压井，坑外布置2口观测井。采取真空深井井点降水方案，基坑内设15口273降水井降潜水，单口井点的有效降水面积约为250 m2，井点间距为15—16 m。
3．2降水(压)井构造与设计
（1）井口应高于地面以上0．50 m，以防止地表污水渗入井内，采用优质粘士或水泥浆封闭，其深度不小于4．0 m，保证管内真空度达到要求。
（2）降水井成孔孔径500 mm，降压井成孔孔径550 mm，降水井与降压井的井壁管均采用直径250 mm的焊接钢管。
（3）降水井与降压井均采用桥式滤水管，滤水管外均包一层30目——40目的尼龙网，滤水管的直径与井壁管的直径相同。
（4）沉淀管主要起到过滤器不致因井内沉砂堵塞而影响进水的作用。沉淀管接在滤水管底部，直径与滤水管相同，长1．00 m，沉淀管底口用铁板封死；为了确保降水井底部滤水管的长度，主体结构内的降水井均不设沉淀管，降压井设沉淀管。
(5)采用洁净的粗砂从井底向上至地表以下4．0 m，于井管与孔壁之间的空隙均匀围填。采用颗粒磨圆度较好的粗砂，从井底向上至滤水管顶部以上2．0-4．0 m围填。
（6）在降水(压)井粗砂的围填面以上采用优质粘土围填至地炭并务实，将降水井管口密封保证不漏气。降压井封井采取在井管内先填瓜子片碎石，然后注浆再灌注混凝土的封堵方法。
四、主要施工要点及相关控制
4.1 主要施工要点
为防止或减少降水对周围环境的影响，避免产生过大的地面沉降，再综合考虑本地铁站工程位于城市商业区，周边建筑物、管线众多，而且本工程基坑开挖范围内地质土体特性为饱水振动易液化，极易坍塌变形、稳定性差，基坑开挖过程中，在水头差的作用下，易产生流砂、涌砂现象，在施工中要严格按施工手册规范，做好对周边建筑物、管线等系统的监测。
(1)施工前对沿线建筑物、未拆除的管线、道路进行系统调查；
(2)降水对周围环境的影响，是由于土壤内地下水流失造成的。若降水作、监因降水导致围护结构外侧失水过多，影响到周边建筑物稳定时，应采用井点回灌技术补充基坑外侧地下水，即在降水井点和要保护的建(构)筑物之间打设一排井点，在降水井点抽水的同时，通过回灌井点向土层内灌入一定数量的水(即降水井点抽出的水)，彤成一道隔水帷幕，从而阻止或减少回灌井点外侧被保护的建(构)筑物地下的水流失，使地下水位基本保持不变，这样就不会凶降水使地基自重应力增加而引起地面沉降。井点回灌按监测结果在影响范围内进行，回灌点孔深一般5～8 m，灌水压力为0．5个大气压；
(3)在降水施工期间，加强对地层及建筑物变形监测，详细掌握降水及开挖施工对地层变形的影响规律，以便设定更合理的降水参数来保护周边建筑的安全；
(4)如出现异常地表沉降而危及建筑物、道路安全时，可及时组织进行地表注浆加固地基，并可通过注浆堵截降水过程中可能出现的管涌现象；
(5)基坑开挖完成后，应根据降水过程中的水位、水量监测记录及分析结构决定是否停止相应井点降水，对不能停止的井点应持续降水，直至结构圬工完成为止。结构圬工完成停止降水后，对井点进行封堵，封堵的顺序是先行用黏土基底以下降水井孔，然后依次施作混凝土垫层，搭接铺设防水层，细部防水处理的工作。
4.2 降水、降压井注意事项
1、降水井主要事项
(1)严格密封降水井井管，保证真空管路系统在土方开挖前真空度达到0.06 MPa以上，土方开挖过程中，真空度会有所下降，但须控制在0．03 MPa以上。(2)降水井随着基坑开挖，暴露井管随时割除封堵。为方便挖掘机住基坑内作业，井管随着土方开挖而分段割除，并用粘土回填密实，保证有足够抽水能力的真空度。
2、降压井注意事项
(1)基坑开挖阶段：根据基坑不同部位在不同开挖深度分别计算需降低承压含水层的承压水水头高度。由基坑底板的稳定条件：基坑底板至承压含水层顶板间的土压力应大于承压水的顶托力，计算得基坑开挖阶段承压水位需降低值根据计算，在基坑的不同部位开挖到危险深度时，应开启相应部位的降压井进行抽水，并及时观测相邻部位停抽井的实测水位深度(即需降承压水的水头高度)来调整是否需增开相邻部位的降压井。(2)主体结构施工阶段：上体结构底板混凝土浇筑完成并达到相应强度后，底板与地下墙连成整体共同作用，其抗剪强度和抗弯强度经验算能够满足大于下伏承压水顶托力的要求，故主体底板浇筑完成并达到相应强度后可停止降承压水。
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]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．
[3]李文江. 地铁站深基坑明排二次降水施工方法[J]. 大陆桥视野, 2010(13).