地鐵深基坑降排水降排水施工技術

薛慶華

摘要：文章首先通過對地鐵深基坑降排水施工的意義進行了闡述，接著對影響地鐵深基坑降排水施工的因素進行了細致的分析，最后重點探討了基坑開挖的處理措施。

關鍵詞：地鐵，深基坑，降排水施工

一、前言

由于我國地鐵深基工程的不斷發(fā)展，降排水施工過程中的一些問題和不足不斷呈現處理，在施工技術不斷完善的新時期，加強對地鐵深基坑降排水施工的把控，對確保地鐵工程的質量有著重要意義。

二、地鐵深基坑降排水施工的意義

隨著經濟社會的發(fā)展，地鐵已經成為我國許多城市不可缺少的交通設施。而地鐵深基坑工程具有開挖難度大、費用高、降水困難及周圍環(huán)境影響大等特點，它已經成為地鐵建設中的一大難題。深基坑工程質量的好壞，直接影響到基坑工程的造價和安全。深基坑降排水施工對保護周邊建筑的安全具有重大的經濟效益和社會效益。因此，在新時期，伴隨著城市化建設步伐加快，加強對城市地鐵的降排水施工技術管理和風險控制，對完善城市的交通網絡，保證地鐵系統(tǒng)的運行安全具有十分重要的社會經濟意義。

三、影響地鐵深基坑降排水施工的因素

1、承壓水對深基坑的危害

過量沉降。傳統(tǒng)觀念認為在基坑降排水施工時只要通過坑內設井等措施來按需降水則導致的沉降都在可接受范圍內，但大量工程實例表明降排承壓水導致了周圍地層超標沉降并對周圍建筑物及管線的正常使用帶來的負面影響，因而在深基坑周圍尤其是存在高標準建筑物的情況下為了保證其安全則必須采取以水位控制為前提，以沉降控制為中心的工作思路；

頂托破壞。頂托破壞的表現形式為坑底突涌，具體形式有坑底頂裂、坑底流砂以及坑底“沸騰”等形式，導致原因多為抗突涌的安全系數不足或地質探孔未完全封閉等因素；

開挖面突涌。其形成原因為圍護結構缺陷導致開挖面以上滲漏，該種情況不僅出現于深基坑工程，在盾構、頂管施工中也時有發(fā)生。

異常管涌。即為開挖面下圍護結構滲漏導致的坑底涌水現象，形成原因在于坑內外存在壓差，一旦圍護結果施工不當而起不到止水效果而導致的異常管涌現象；

有效應力喪失?；娱_挖過程即為總應力降低過程，其若未采取降壓措施則其孔隙水壓不會降低，最終必然導致有效應力降低，一旦抗突涌安全系數降低至1.0以下則土體有效應力將趨向于零，該種狀態(tài)下土體顆粒處于懸浮狀態(tài)而不能提供側向抗力而產生大量腿腳位移，同時坑底土體的正?；貜棷B加了承壓水的頂托作用而使得基坑回彈量導致異常偏大，因而最終導致有明水涌出。

2、降水對周邊環(huán)境的影響

降水沉降與土體固結壓縮系數、含水層厚度、滲透系數、水位降深等有關，不同的地質條件對降水沉降敏感程度不同，一般根據理論計算，已施工相近工點沉降情況、降水沉降實驗來預測沉降量。對敏感地層，周邊的建筑物及重要設施需采取措施控制沉降以達到保護目的。一般采取以下保護措施：減緩降水速度，采用控制水位抽水，設計時可考慮在鄰近被保護建（構）筑物一側，將井點管間距加大；采用回灌技術，在降水井和要保護的建筑物之間打設一排井點，在降水井點抽水的同時，通過回灌井點向土層內灌入一定數量的水（可用降水井點抽出的水），形成一道隔水帷幕，從而阻止或減少回灌井點外側被保護的建（構）筑物地下的地下水流失，使地下水位基本保持不變；在建筑物前施工水泥攪拌樁進行隔離，減少水力梯度。

四、基坑開挖的處理措施

1、圍護結構和內支撐系統(tǒng)

圍護結構構成一空間受力體系能夠支撐基坑主動區(qū)土壓力和其他附加荷載，以提高基坑穩(wěn)定性。鑒于此，降排水施工單位應該選擇質量和強度與設計要求相符的圍護支撐結構。支架以及支架安裝質量是質量控制要點。判斷鋼架質量時，要重點檢查其材質、活絡頭剛度、順直度、壁厚、螺栓連接強度、直徑和等強焊接質量，并根據設計要求及時修正。安裝鋼構支撐時，一保持其順直，使鋼管支撐軸心受力；二確保接頭牢固，圍檁和接頭接觸部位能夠有一定的剛度和強度，保證接頭密貼圍檁，然后用速凝細石混凝土填補間隙。如果有角撐，圍護樁或圍檁接合處，除斜支座保證支撐軸心受力，同時要在圍護樁和圍檁之間考慮剪切傳遞。結構柱與支撐的連接要為基坑回彈留有一定空間。油泵校驗工作要不定期進行，以確保油泵數據準確，穩(wěn)定運行。同時，對每根支撐施加預應力進行記錄備查，如鋼支撐支撐軸力不達標，或由于結構出現過大的扭曲而破壞支護結構的穩(wěn)定性和失抗力，最終造成基坑因圍護不力而坍塌。

鋼支撐施加預應力和預應力復加：按照設計要求，安裝好鋼支撐后，在支撐一端或兩端立即依據設計值施加第一次預應力，同時對接頭螺栓擰緊情況進行檢查；第一次施加預應力，需要對預應力的損失及圍護結構水平位移在24h內進行監(jiān)測，按照設計值對預應力進行復加。如果晝夜溫差過大，在一定程度上損失支撐預應力，按照設計值在當天低溫時立即對預應力進行復加；如果基坑變形速率超出控制范圍，同時接近警戒值，但是支撐軸力沒有達到自身規(guī)定值，這是在征得設計的同意后，可以通過增大支撐軸力的方式對變形進行控制；對于圍護結構來說，如果變形過大，通過被動區(qū)注漿的方式對圍護結構位移進行控制，注漿1-2h內，按照設計值對注漿范圍支撐預應力進行復加，進而在一定程度上將圍護結構外移所造成的應力損失降到最低；如果支撐軸力接近或者超出設計值，需要增設支撐分解軸力，進一步提高抗變形能力，防止基坑變形增大。

3、土方開挖

（一）、開挖土方的流程

在開挖深基坑土方之前，通常情況下，需要做好開挖前的準備工作，建設深基坑的地下連續(xù)墻，按照設計方案的強度等級，確保連續(xù)墻的混凝土的強度。在本文涉及到的案例中，對這兩項工作的完工進行檢查，檢查合格后，根據全面挖土作用的降排水施工方式進行降排水施工。在開挖的具體流程方面，首先采用挖掘機挖掘后隨即裝車運走的方法對地面到首層混凝土環(huán)板支撐下0.1m進行開挖降排水施工，隨后按照自上而下的順序進行分層開挖，在開挖二層以下的過程中，為了確保降排水施工的安全性，需要安裝相應的鋼結構。

（二）、開挖前準備

為了確保降排水施工順利進行，需要清理深基坑，清除妨礙降排水施工的障礙物；在開挖基坑的過程中，需要對抽出的水進行處理，然后排入公共的排水井道，所以需要在深基坑周圍建立相應的排水溝和沉淀池，進而在一定程度上防止發(fā)生堵塞；按照降排水施工設計方案，需要設置相應的監(jiān)測站點，完成監(jiān)測站點設置后，需要準確的測量和記錄原始的數據；在排水方面，對當地的水文地理特征和相應的地勢環(huán)境進行綜合考慮，同時對地面排水系統(tǒng)、地下排水等，科學規(guī)劃，合理設計。

（三）、開挖方法

在開挖深基坑土方的過程中，豎向分層次、縱向分段按對稱是開挖遵循的原則。在縱向分段開挖過程中，需要制定具體的開挖方案，對降排水施工現場周圍的地質條件、水文特征等環(huán)境因素進行綜合考慮；設置支撐的距離，以及具體降排水施工設備的運行能力等是進行豎向分層開挖降排水施工時需要進行考慮的。

4、降排水

在降排水施工過程中，如果降水不到位，在一定程度上會使基坑開挖面成為一個泥塘，進而增加土方開挖的困難。通常情況下，通過管井進行降排水施工降水，在基坑兩側按照間距20m布置管井，建立排水體系。在基坑開挖前20天完成降排水降排水施工。在降排水施工過程中，注意地表、基坑內的引排水，進而防止對基坑圍擋造成沖刷、浸泡等。在開挖基坑的過程中，在基坑四周地表設置截水溝，通過截流、導流等對基坑外地表水進行處理。在基坑內部，排水明溝及集水井需要分級進行設置，在基坑內四周坡腳處設置排水溝，并且溝底寬度要≥0.3m，邊緣距基坑圍護結構內壁≥0.5m，縱向坡度≥0.5%，溝底比基坑開挖底低0.5m；每隔20m，在基坑四角及基坑邊設置相應的集水井，在高度方面，排水溝底要高出井底1.0m，通過濾水管等透水材料對集水井井壁進行處理，通過水泵將坑內集水排至地面市政雨、污水系統(tǒng)中；在雨季進行降排水施工時，需要加大排水的力度，在一定程度上確保降排水施工安全，以及設備正常運轉，做到雨過即可復工。開挖基坑土方時，對維護結構的滲漏水要給予高度的關注，及時對滲漏水進行堵漏處理。對于有些基坑來說，雖然最初是漏水，隨著進一步的惡化，最后可能形成流沙流泥等，進而在一定程度上導致基坑周邊建筑物出現沉降，甚至導致基坑失穩(wěn)，造成周邊建筑物倒塌。

5、遠程監(jiān)控

對深基坑進行遠程監(jiān)控，通常情況下是在傳統(tǒng)監(jiān)測的基礎上，對基坑變形通過網絡進行傳輸的監(jiān)測方式，這種監(jiān)測方式能夠對基坑變形進行直觀反映，是信息化降排水施工的一種方式，在確保深基坑開挖安全方面發(fā)揮著重要作用。監(jiān)測內容主要包括：地表沉降、支撐軸力等。通過對這些內容進行監(jiān)測，一旦發(fā)生監(jiān)控數據接近或者超過警戒值，可以及時采取相應措施，調整降排水施工步驟，進而在一定程度上對基坑變形進行控制，進一步確?；拥陌踩?。

五、結束語

地鐵深基坑工程是一項全面系統(tǒng)復雜的綜合性降排水施工工程，尤其要加強對深基坑質量中常見問題的認識與研究，提高處理措施的能力，結合實際情況進行降排水施工，加強地鐵深基坑的質量。

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