深基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)及地下水降水施工關(guān)鍵技術(shù)研究

馮晨晨

(安徽省地礦局第一水文工程地質(zhì)勘查院，安徽 蚌埠 233000)

在深基坑施工時(shí)，地下水是整體施工必須考慮的關(guān)鍵因素。因?yàn)榈叵滤哂袆?dòng)水壓力、軟化作用以及沖刷等作用，在換季時(shí)，水溫還會(huì)隨之發(fā)生變化，地下水狀態(tài)會(huì)發(fā)生相應(yīng)改變，會(huì)對(duì)基坑支護(hù)穩(wěn)定性形成較大影響。所以做好地下水控制，科學(xué)實(shí)施降水施工，對(duì)深基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)施工有重要的意義。

1 工程概況

本工程是某西站市政配套工程，是某市軌道交通1號(hào)線一期下穿滬通鐵路土建工程。車站為地下二層島式結(jié)構(gòu)，寬為21.7 m，長(zhǎng)為213.15 m。本次施工采用明挖順筑施工模式，深基坑開挖深度在15.74 m左右，主體圍護(hù)結(jié)構(gòu)采用坑中坑與放坡聯(lián)合模式，其中開坡段挖掘深度在5.35 m左右。工程沿線地貌較為簡(jiǎn)單，均為新三角洲平原，整體地形較為開闊、平坦，海拔標(biāo)高在5 m左右，沿途水系較為發(fā)達(dá)，需要控制好地下水對(duì)工程施工的影響。

2 水文地質(zhì)條件

為保證工程施工質(zhì)量，做好地下水影響管控，本次施工單位對(duì)工程所在水文地質(zhì)條件展開了調(diào)查，以求為基坑降水方案制定與圍護(hù)結(jié)構(gòu)施工提供可靠參考。通過(guò)抽水試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，工程所在地水文地質(zhì)條件具體情況如下：(1)按照地下水埋藏條件與賦存，地區(qū)地下水類型主要以松散土層孔隙潛水以及I承壓水為主；(2)勘察期間場(chǎng)地孔隙潛水基本穩(wěn)定在2.46～3.01 m之間，I承壓水穩(wěn)定在0.3～0.55 m之間；(3)地區(qū)年降水量變化會(huì)對(duì)地下水動(dòng)態(tài)變化形成影響，潛水排泄以自然蒸發(fā)為主，逕流較為緩慢。

3 深基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)施工

3.1 預(yù)應(yīng)力錨索

實(shí)施錨索施工之前，首先需要按照施工要求挖掘施工，直至錨索0.5以下位置，并定位放線，按照每隔10 m的距離設(shè)置一個(gè)控制點(diǎn)，且保證錨索標(biāo)高統(tǒng)一性；其次運(yùn)用預(yù)應(yīng)力鋼絞線制作錨索干，整體錨索桿下料長(zhǎng)度應(yīng)比設(shè)計(jì)長(zhǎng)度多1.2 m左右，桿體保護(hù)層厚度應(yīng)控制在20 mm，且要在自由段涂上黃油，安裝軟塑料管；最后在完成錨索桿制作，將其插入到孔中后，需要按照地層條件，運(yùn)用錨桿鉆機(jī)以及液壓套管鉆機(jī)展開成孔施工，做好預(yù)應(yīng)力錨索安裝，以對(duì)基坑形成有效支護(hù)。

3.2 護(hù)坡樁施工

整體護(hù)坡樁施工，以長(zhǎng)螺旋鉆機(jī)成孔施工、混凝土灌注以及鋼筋籠插入成樁等施工工序?yàn)橹?。施工熱源需要按照護(hù)坡樁設(shè)計(jì)平面圖，確定高程控制點(diǎn)與樁基礎(chǔ)位置，并在施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行鋼筋籠綁扎，待檢查合格后，方可投入使用。鋼筋籠吊裝以及搬運(yùn)時(shí)，要確保不發(fā)生變形。同時(shí)需將鉆機(jī)放置在指定位置，并在機(jī)身穩(wěn)定后，開始進(jìn)行鉆孔注漿成孔施工。在施工時(shí)，如果遇到砂土層，在成孔時(shí)，需要增加2～3節(jié)護(hù)筒護(hù)壁，以將孔洞坍塌可能性控制在最低。此外施工人員應(yīng)通過(guò)鉆桿壓灌混凝土，將混凝土塌落度控制在170 mm左右?；炷翝仓r(shí)，需控制好樁頂標(biāo)高以及混凝土用量。在完成混凝土壓灌施工后，應(yīng)及時(shí)將鋼筋籠吊放到指定位置，將其緩慢放入到樁孔之中。在放置時(shí)應(yīng)避免出現(xiàn)鋼筋籠位置偏差過(guò)大以及與孔位進(jìn)行碰撞的情況，需做好主筋保護(hù)層厚度以及方向控制，保證護(hù)坡樁施工質(zhì)量，保證對(duì)基坑形成良好保護(hù)。

4 地下水降水關(guān)鍵技術(shù)與降水方案

4.1 降水關(guān)鍵技術(shù)

(1)排水法。排水法是運(yùn)用井點(diǎn)降水或明溝排水等技術(shù)，對(duì)基坑范圍內(nèi)地下水與地表水進(jìn)行排除的降水方法。其中井點(diǎn)降水施工較為簡(jiǎn)便，技術(shù)操作上手容易，是較為有效的地下水降水措施。在施工時(shí)，在基坑周圍設(shè)置一定量井點(diǎn)管，并配備抽水設(shè)備，不間斷抽取地下水，確保基坑周圍地下水位被控制在設(shè)計(jì)深度以下。此種施工手段可在多種形狀基坑中使用，在降水施工完成后，待土壤干燥后便可進(jìn)行后續(xù)施工。在井點(diǎn)作用下，土層會(huì)開始固結(jié)，土層強(qiáng)度以及邊坡穩(wěn)定性也會(huì)提升以利于后續(xù)施工。而在地下水水位下降后，流沙問(wèn)題也可得到有效改善，能夠降低支撐材料的使用數(shù)量。做好土方工程量控制，能夠?yàn)檎w工程高質(zhì)量施工奠定良好基礎(chǔ)。

(2)止水法。在基坑周圍設(shè)置止水帷幕，將地下水阻攔在基坑之外，進(jìn)而達(dá)到降水效果，止水手段主要有地下連續(xù)墻、沉井法以及灌漿法等。雖然該項(xiàng)技術(shù)具有一定優(yōu)勢(shì)，但存在施工成本較高以及施工難度大等問(wèn)題，需要按照實(shí)際情況來(lái)選定。

(3)深井井點(diǎn)施工。施工單位會(huì)事先在基坑附近設(shè)置井管，利用深井潛水泵或深井泵，將地下水揚(yáng)升到地面上排出，將地下水水位控制在合理范圍內(nèi)。此種施工手段不會(huì)受到井距、排水量以及降水等因素影響，排水施工較穩(wěn)定。但同時(shí)也存在著一次性投資成本高以及成孔質(zhì)量要求較苛刻等問(wèn)題，多會(huì)在地下水豐富以及滲透系數(shù)大等地區(qū)使用。由于本次工程所在地地下水較為豐富，所以建議運(yùn)用深井井點(diǎn)施工技術(shù)降低地下水水位，以保證施工效果。

4.2 降水方案

本次降水施工主要分為如下兩部分。

(1)主體基坑與放坡段降水。因?yàn)榉牌露蔚叵滤桓哂谄碌椎叵滤?，在施工時(shí)容易出現(xiàn)邊坡不穩(wěn)的狀況，所以需要通過(guò)實(shí)施降水技術(shù)，保證坡底與邊坡穩(wěn)定性，提高開挖施工安全性。如果存在坑中坑，需運(yùn)用地下連續(xù)墻維護(hù)技術(shù)來(lái)保護(hù)。在開挖時(shí)，如果存在流沙或滯水問(wèn)題，需要設(shè)置疏干井，以有效控制開挖地層土體含水量，確保坑內(nèi)各項(xiàng)施工操作順利開展。

(2)新增下沉廣場(chǎng)降水。此次工程新增橋下下沉廣場(chǎng)采用放坡開挖基坑施工模式，兩側(cè)新增區(qū)域面積保持一致，單側(cè)新增區(qū)域潛水水位標(biāo)高為3.01 m，開挖深度為5.3～6.2 m，因?yàn)槠碌椎陀诘叵滤?，所以容易出現(xiàn)邊坡不穩(wěn)狀況。進(jìn)行降水施工時(shí)，會(huì)在邊坡附近設(shè)置降水井，以將地下水位控制在坡底以下1 m位置，提高邊坡穩(wěn)定性。由于放坡區(qū)域較大，在開挖時(shí)可能會(huì)出現(xiàn)粉質(zhì)粘土或粉土，整體垂向滲透性相對(duì)較差，很容易會(huì)產(chǎn)生滯水問(wèn)題，因此應(yīng)在基坑內(nèi)設(shè)置疏干井，做好周圍土體挖掘，以保證坑內(nèi)施工質(zhì)量。

5 結(jié)束語(yǔ)

由于本次基坑周邊環(huán)境較為復(fù)雜，施工影響因素相對(duì)較多，所以實(shí)施施工過(guò)程中，需要做好降水施工控制，避免降水施工對(duì)周邊環(huán)境形成破壞，應(yīng)按照實(shí)際需求進(jìn)行降水處理。同時(shí)按照水位恢復(fù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示，工程所在地下水存在著水位恢復(fù)較快的特征，在進(jìn)行深基坑降水時(shí)，需要保證供電連續(xù)性，防止因供電中斷施工，而影響基坑安全性。施工單位需要按照情況，制定出較為科學(xué)的降水施工方案，以保證最終車站施工質(zhì)量以及使用安全。