喬玉榮

(鐵道第三勘察設(shè)計院集團有限公司，天津　300142)

Research on the Groundwater Control Measure in a U Type Foundation Pit Engineering

QIAN Yu-rong

某U形槽基坑工程地下水控制措施研究

喬玉榮

(鐵道第三勘察設(shè)計院集團有限公司，天津300142)

Research on the Groundwater Control Measure in a U Type Foundation Pit Engineering

QIAN Yu-rong

摘要以津秦客運專線附近的某U形槽基坑工程為例，分析研究地下水控制措施，驗算降水引起的不利附加沉降，采用“止水帷幕+旋噴樁封底”措施減小對津秦客運專線的不利影響。實踐證明：“止水帷幕+旋噴樁封底”聯(lián)合控制地下水的方案安全有效，可供類似工程參考使用。

關(guān)鍵詞U形槽地下水控制止水帷幕旋噴樁封底

近年來，隨著工程技術(shù)的不斷發(fā)展，對于基坑開挖的要求也越來越高，不但要降低坑內(nèi)地下水位，防止地下水滲入引起邊坡塌方和地基承載能力下降等問題，而且還要保證基坑周邊存在對變形敏感的重要工程不受影響。如何能有效地控制基坑地下水位，同時不會對周邊環(huán)境和設(shè)施引起不利附加沉降，成為基坑降水設(shè)計的難點。

1工程概況

該工程位于某新建公路與既有津秦客運專線交叉處，公路下穿鐵路，由于地下水位較高且離既有線較近，框構(gòu)兩側(cè)引道下挖部分需設(shè)置U形槽封水兼支擋。

U形槽基坑位于津秦客運專線兩側(cè)，南側(cè)基坑距離津秦線坡腳1.5 m，基坑右側(cè)為既有十二孔橋，北側(cè)基坑左側(cè)為水塘，右側(cè)為農(nóng)田，基坑開挖最大深度6 m。U形槽基坑平面示意如圖1所示。

1.1　工程地質(zhì)及水文地質(zhì)條件

工點范圍地貌為低丘緩坡，地形略有起伏，地層情況見表1。

表1　工點范圍地層情況

圖1　U形槽基坑平面示意

地下水為第四系孔隙潛水，主要受大氣降水補給，埋深1.90～4.20 m，高程1.36～3.59 m，水位季節(jié)性變化幅度2.0～5.0 m。

1.2　基坑支護方案

受場地限制，基坑兩側(cè)不能放坡開挖，故靠近津秦客運專線地段基坑兩側(cè)采用C30鋼筋混凝土鉆孔灌注樁支護，樁徑0.8 m，樁間距1.0 m，灌注樁樁頂設(shè)C30鋼筋混凝土冠梁，高0.8 m，寬1.0 m。遠(yuǎn)離津秦客運專線地段基坑兩側(cè)采用止水鋼板樁作為臨時圍護。

2地下水控制

地下水控制方法可分為集水明排、井點降水、截水和回灌四種方式，可單獨或組合使用。集水明排和井點降水方案簡單易行，操作方便，且費用較低，在降水對周邊環(huán)境與建筑物影響較小或周邊建筑物對于降水不敏感時采用。截水和回灌措施相對造價較高，但能有效減少基坑開挖及坑內(nèi)降水過程對周邊環(huán)境的影響。

2.1　基坑降水方案

本工程降水深度較大，土層滲透系數(shù)較大，且緊鄰津秦客運專線，擬采用管井降水結(jié)合截水措施，管井設(shè)置為沿U形槽每12 m一個。管井降水即在基坑開挖前，預(yù)先沿基坑埋設(shè)一定數(shù)量的濾水井，利用抽水設(shè)備從中抽水，使地下水降落到坑底以下，同時在基坑開挖和地下主體結(jié)構(gòu)施工過程中仍不斷抽水。該方法降水的特點是排水量大、排水效果好、設(shè)備簡單、易于維護。

2.2　基坑截水方案

截水即在基坑周圍形成止水帷幕，常用旋噴樁防滲墻。擬采用在圍護樁外側(cè)打設(shè)單排旋噴樁作為止水帷幕，嵌入基坑底深度為5 m，基坑兩端設(shè)兩排旋噴樁止水。基坑橫斷面如圖2所示。

圖2　基坑支護橫斷面示意

2.3　降水沉降分析

本工程緊鄰津秦客運專線，津秦客運專線為無砟軌道且已鋪軌完成。由于無砟軌道對沉降變形控制嚴(yán)格，基坑降水措施可能對已鋪設(shè)完成的無砟軌道產(chǎn)生不利影響，需要進(jìn)一步分析降水引起的附加沉降。

利用理正巖土計算軟件進(jìn)行分析，任意點降深計算采用條狀基坑潛水完整井計算公式

(1)

降水引起的沉降采用分層總和法

(2)

經(jīng)過計算，水位降深、地表沉降計算結(jié)果見圖3、圖4。

由圖3、圖4可知，直接降水對周邊水位及地表沉降影響較大，勢必對無砟軌道產(chǎn)生過大的附加沉降，不能保證無砟軌道安全。

圖3　水位降深等值線

圖4　沉降等值線

2.4　地下水控制加強方案

為了嚴(yán)格控制無砟軌道的附加沉降，必須研究加

強地下水控制方案。

結(jié)合該工程的實際情況，考慮基坑寬度不大，可采取“止水帷幕+旋噴樁封底”聯(lián)合控制地下水的措施。這樣在基坑內(nèi)實施降水的同時，保證基坑外的地下水水位不變，避免基坑降水對無砟軌道路基產(chǎn)生附加沉降。

該工程地下水控制方案最終采用“止水帷幕+旋噴樁封底”，止水帷幕旋噴樁樁徑0.6 m，樁間距0.4 m，咬合0.2 m，并于基坑兩端設(shè)兩排旋噴樁止水?；拥撞坎捎眯龂姌哆M(jìn)行封底，樁徑0.6 m，間距0.4 m，正方形布置，基坑以下樁長2.5～3.5 m。具體布置見圖2、圖5。

圖5　旋噴樁封底+止水帷幕平面

3結(jié)束語

目前該工程已經(jīng)實施完成，現(xiàn)場各項監(jiān)測數(shù)據(jù)顯示，“止水帷幕+旋噴樁封底”的地下水控制方案， 在基坑開挖后地下水控制效果良好，對津秦客運專線無砟軌道工程影響微小。在需要嚴(yán)格控制基坑降水對周邊環(huán)境引起的不利附加沉降時，“止水帷幕+旋噴樁封底”聯(lián)合控制地下水是一種安全有效的方案，可供類似工程借鑒。

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中圖分類號：TU46+3

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編號：1672-7479(2015)01-0071-02

作者簡介：喬玉榮(1981—)，女，2005年畢業(yè)于石家莊經(jīng)濟學(xué)院土木工程專業(yè)，工程師。

收稿日期：2014-12-15