深基坑降水技術(shù)在地下結(jié)構(gòu)改造工程中的應(yīng)用

梁萬宇

摘 ? 要：本文以某機(jī)場捷運(yùn)系統(tǒng)某地下改造工程為研究對象，基于具體改造工程特點(diǎn)和地質(zhì)條件、水文地質(zhì)條件，分析得出該改造工程降水的重點(diǎn)、特點(diǎn)，有針對性地提出了降水對策。對具體改造工程進(jìn)行了降水方案的設(shè)計(jì)，通過數(shù)值模擬分析及實(shí)際工程監(jiān)測數(shù)據(jù)驗(yàn)證了該降水方案的有效性和安全性，為類似工程地下降水實(shí)施及技術(shù)管理提供參考。

關(guān)鍵詞：深基坑 ?降水 ?改造

中圖分類號：TU753 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：1674-098X（2019）08（b）-0041-05

隨著大城市的發(fā)展，機(jī)場旅客流量日益增加，由此產(chǎn)生了對既有航站樓的擴(kuò)建改造，其中涉及到的地下結(jié)構(gòu)改造是擴(kuò)建改造的重難點(diǎn)。對于地處水文地質(zhì)條件復(fù)雜的深基坑工程，改造施工的安全性與支護(hù)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性聯(lián)系密切，在考慮支護(hù)結(jié)構(gòu)可靠性的同時(shí)，地下水的控制技術(shù)也十分重要[1]。因此，合理的降水方案和降水保證措施對航站樓改造工程的順利進(jìn)行尤為重要。本文結(jié)合某機(jī)場捷運(yùn)系統(tǒng)工程預(yù)留站改造工程實(shí)例，對具體基坑改造工程的降水施工技術(shù)進(jìn)行了研究和分析。

1 ?工程概況

某機(jī)場捷運(yùn)系統(tǒng)土建工程預(yù)留站位于遠(yuǎn)期規(guī)劃的航站樓下方，為地下一層一島兩側(cè)站臺車站。鑒于航站樓的功能定位調(diào)整，對現(xiàn)有預(yù)留站進(jìn)行結(jié)構(gòu)擴(kuò)建改造。預(yù)留站接口改造位于預(yù)留站中部西側(cè)位置，該接口的擴(kuò)建實(shí)施為后期線路延伸旅客擴(kuò)流創(chuàng)造條件。

已建預(yù)留站總長約400m，主體結(jié)構(gòu)約19.5～22m，高約7.53m，結(jié)構(gòu)埋深約8.3m。預(yù)留站接口改造預(yù)留接口3倍基坑深度范圍內(nèi)無建（構(gòu)）筑物、管線，環(huán)境較為寬松?；影踩燃墳槎?，環(huán)境保護(hù)等級為三級。改造工程平面布置見圖1、圖2，剖面圖見圖3。

基坑規(guī)模為56m×4.2～6.8m，開挖深度約8.3m，圍護(hù)采用Ф900@1100灌注樁+Ф850@600三軸滿止水帷幕，坑內(nèi)為Ф850@600三軸滿堂加固。在基坑內(nèi)采用水泥-玻璃雙液漿止水帷幕，注漿范圍基底到基底以下4m，本工程止水帷幕不封閉。具體見圖2。

2 ?工程地質(zhì)及水文地質(zhì)條件

2.1 地形地貌

本工程位于長江三角洲入?？跂|南前緣，屬三角洲沖積平原，地貌形態(tài)較單一。根據(jù)上海市工程建設(shè)規(guī)范《巖土工程勘察規(guī)范》，擬建場地屬潮坪地帶地貌類型。

2.2 工程地質(zhì)概述

擬建場地均位于古河道沉積區(qū)，自地表以下75.45m深度范圍內(nèi)為屬第四系河口、濱海、淺海、沼澤、溺谷相沉積層，主要由飽和粘性土、粉性土以及砂土組成，具有成層分布特點(diǎn)?；拥貙忧闆r描述見表1。

2.3 水文地質(zhì)概述

2.3.1 地表水

本工程場地內(nèi)分布有第②3層粘質(zhì)粉土，第③層淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土局部夾較多的粉性土，且存在③2層粘質(zhì)粉土，該層呈透鏡體狀出露，以上各層均滲透性較好，可能使地表水與地下水相連通，故地下水與地表水之間將會存在一定的水力聯(lián)系。

2.3.2 潛水

上海地區(qū)年平均高水位埋深為地表面下0.50～0.70m，低地下水水位埋深為地表下1.5m。擬建場地淺部土層的潛水，其補(bǔ)給來源主要為大氣降水入滲及地表水側(cè)向補(bǔ)給，排泄方式以蒸發(fā)消耗為主。潛水位埋深隨季節(jié)、氣候、降水等因素變化。本次勘察期間測得地下潛水穩(wěn)定水位埋深一般在地面以下0.10～2.60m之間，其相應(yīng)標(biāo)高一般在4.45～2.19m之間，平均潛水位標(biāo)高為3.39m。

2.3.3 承壓水

經(jīng)計(jì)算基坑突涌穩(wěn)定性分析，本工程可不考慮承壓含水層突涌問題。

3 ?預(yù)留站基坑改擴(kuò)建過程中降水施工難點(diǎn)特點(diǎn)的分析與對策

3.1 改擴(kuò)建基坑止水帷幕未閉合

改造工程基坑位于已建預(yù)留站結(jié)構(gòu)的西側(cè)，需要在原結(jié)構(gòu)一側(cè)卸載土體，對原結(jié)構(gòu)進(jìn)行支護(hù)保護(hù)后開挖基坑及對原結(jié)構(gòu)的改擴(kuò)建。原結(jié)構(gòu)基坑外側(cè)采用SMW工法樁圍護(hù)，型鋼已經(jīng)拔除，開挖一側(cè)結(jié)構(gòu)底板3m寬內(nèi)無法設(shè)止水帷幕，因此開挖基坑止水帷幕不閉合（見圖2）。

對策：西側(cè)改造新增部分基坑位于基坑圍護(hù)外采用Φ850@600三軸攪拌樁止水帷幕，在原結(jié)構(gòu)底板改造側(cè)，采用水泥-水玻璃雙液漿止水帷幕。對原結(jié)構(gòu)基坑外側(cè)已經(jīng)拔除型鋼的SMW工法樁進(jìn)行旋噴樁加固至基坑下4m?？紤]到基坑周邊無建構(gòu)筑物具備坑外降水條件，為保證基坑施工安全，在開挖基坑外圍東側(cè)設(shè)7口、西側(cè)設(shè)5口，共計(jì)12口觀測兼疏干井。

3.2 底板改造易出現(xiàn)涌水

根據(jù)設(shè)計(jì)要求，本次改造需先鑿除原結(jié)構(gòu)地板，再對原底板加強(qiáng)施工。原結(jié)構(gòu)底板鑿除后的鋼筋工程及混凝土工程，將會造成底板區(qū)間長時(shí)間處于暴露狀態(tài)。改造底板位于③2層砂質(zhì)粉土層，以上為第③1層淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土、第②3層砂質(zhì)粉土局部夾較多的粉性土，滲透性較好，可使地表水與地下水相連通，地下水與地表水之間將會存在一定的水力聯(lián)系，在底板破除及加強(qiáng)階段容易引起地下水上涌，在施工過程中如何保障地下水位處于基坑底以下是本工程降水的重點(diǎn)（見圖2、圖3）。

對策：在結(jié)構(gòu)底板改造區(qū)雙液漿止水帷幕以內(nèi)設(shè)3口疏干井，1口疏干井兼觀測井，在施工過程中24h持續(xù)抽水，對觀測井加強(qiáng)觀測，出現(xiàn)不利情況增加工作疏干井?dāng)?shù)量。

4 ?疏干井設(shè)計(jì)

4.1 基坑外疏干井兼觀測井布置

基坑施工過程采用明排的措施，擬在基坑外側(cè)布置12口觀測井兼泄水井，適當(dāng)減弱基坑外潛水的壓力，防止?jié)撍亟Y(jié)構(gòu)隙縫滲漏到基坑內(nèi)，平面布置圖見圖4。

4.2 基坑內(nèi)疏干井布置

由于本工程基坑內(nèi)采用了地基加固，因此在基坑內(nèi)開挖面以上布置疏干井，共布2口井。預(yù)留站接口已經(jīng)底板在挖除時(shí)，為了防止底板下②2、③1、③2的潛水沿著開挖后的底板突涌入基坑內(nèi)，擬在開挖處設(shè)計(jì)3口降水井，1口觀測井，平面布置圖見圖4。

降水井信息統(tǒng)計(jì)見表2，降水井詳圖見圖5。本次采用真空泵抽水、空壓機(jī)送氣的超級壓吸聯(lián)合抽水系統(tǒng)的方法降低潛水位。

4.3 疏干井抽水?dāng)?shù)值模擬分析

對降水井降水進(jìn)行數(shù)值模擬，降水井全開15d模擬潛水埋深云圖，模擬分析結(jié)構(gòu)顯示，基坑內(nèi)降水達(dá)到12m，結(jié)構(gòu)底板改造區(qū)降水達(dá)到12m基坑水位均保持在開挖深度以下，詳見圖6。

5 ?施工觀測數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)

降水在基坑開挖前15d進(jìn)行，根據(jù)實(shí)際統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，基坑降水達(dá)到基坑開挖面0.8m以下。在結(jié)構(gòu)底板改造施工過程中，未出涌水現(xiàn)象。在基坑開挖過程有效降低開挖土體中的含水量，確?；娱_挖施工的順利進(jìn)行。

6 ?結(jié)語

本文針對某機(jī)場捷運(yùn)系統(tǒng)預(yù)留站改造工程地質(zhì)條件、水文條件，結(jié)合具體改造工程特點(diǎn)對降水的需求，提出了具體的降水方案，通過坑內(nèi)降水結(jié)合坑外降水的模式有效解決了改造工程中止水帷幕無法閉合及改造破除地板過程中地下水上涌問題，在施工過程中未發(fā)生降水不當(dāng)引起的工程質(zhì)量、安全事故，確保了改造工程的順利進(jìn)行，也為今后類似的基坑結(jié)構(gòu)改造工程降水施工提供了參考。

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