薛慶華

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

關(guān)鍵詞：地鐵，深基坑，降排水施工

一、前言

由于我國(guó)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(xiàn)處理，在施工技術(shù)不斷完善的新時(shí)期，加強(qiáng)對(duì)地鐵深基坑降排水施工的把控，對(duì)確保地鐵工程的質(zhì)量有著重要意義。

二、地鐵深基坑降排水施工的意義

隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展，地鐵已經(jīng)成為我國(guó)許多城市不可缺少的交通設(shè)施。而地鐵深基坑工程具有開挖難度大、費(fèi)用高、降水困難及周圍環(huán)境影響大等特點(diǎn)，它已經(jīng)成為地鐵建設(shè)中的一大難題。深基坑工程質(zhì)量的好壞，直接影響到基坑工程的造價(jià)和安全。深基坑降排水施工對(duì)保護(hù)周邊建筑的安全具有重大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。因此，在新時(shí)期，伴隨著城市化建設(shè)步伐加快，加強(qiáng)對(duì)城市地鐵的降排水施工技術(shù)管理和風(fēng)險(xiǎn)控制，對(duì)完善城市的交通網(wǎng)絡(luò)，保證地鐵系統(tǒng)的運(yùn)行安全具有十分重要的社會(huì)經(jīng)濟(jì)意義。

三、影響地鐵深基坑降排水施工的因素

1、承壓水對(duì)深基坑的危害

過量沉降。傳統(tǒng)觀念認(rèn)為在基坑降排水施工時(shí)只要通過坑內(nèi)設(shè)井等措施來按需降水則導(dǎo)致的沉降都在可接受范圍內(nèi)，但大量工程實(shí)例表明降排承壓水導(dǎo)致了周圍地層超標(biāo)沉降并對(duì)周圍建筑物及管線的正常使用帶來的負(fù)面影響，因而在深基坑周圍尤其是存在高標(biāo)準(zhǔn)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(xiàn)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(dǎo)致原因多為抗突涌的安全系數(shù)不足或地質(zhì)探孔未完全封閉等因素；

開挖面突涌。其形成原因?yàn)閲o(hù)結(jié)構(gòu)缺陷導(dǎo)致開挖面以上滲漏，該種情況不僅出現(xiàn)于深基坑工程，在盾構(gòu)、頂管施工中也時(shí)有發(fā)生。

異常管涌。即為開挖面下圍護(hù)結(jié)構(gòu)滲漏導(dǎo)致的坑底涌水現(xiàn)象，形成原因在于坑內(nèi)外存在壓差，一旦圍護(hù)結(jié)果施工不當(dāng)而起不到止水效果而導(dǎo)致的異常管涌現(xiàn)象；

有效應(yīng)力喪失?；娱_挖過程即為總應(yīng)力降低過程，其若未采取降壓措施則其孔隙水壓不會(huì)降低，最終必然導(dǎo)致有效應(yīng)力降低，一旦抗突涌安全系數(shù)降低至1.0以下則土體有效應(yīng)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(cè)向抗力而產(chǎn)生大量腿腳位移，同時(shí)坑底土體的正常回彈疊加了承壓水的頂托作用而使得基坑回彈量導(dǎo)致異常偏大，因而最終導(dǎo)致有明水涌出。

2、降水對(duì)周邊環(huán)境的影響

降水沉降與土體固結(jié)壓縮系數(shù)、含水層厚度、滲透系數(shù)、水位降深等有關(guān)，不同的地質(zhì)條件對(duì)降水沉降敏感程度不同，一般根據(jù)理論計(jì)算，已施工相近工點(diǎn)沉降情況、降水沉降實(shí)驗(yàn)來預(yù)測(cè)沉降量。對(duì)敏感地層，周邊的建筑物及重要設(shè)施需采取措施控制沉降以達(dá)到保護(hù)目的。一般采取以下保護(hù)措施：減緩降水速度，采用控制水位抽水，設(shè)計(jì)時(shí)可考慮在鄰近被保護(hù)建（構(gòu)）筑物一側(cè)，將井點(diǎn)管間距加大；采用回灌技術(shù)，在降水井和要保護(hù)的建筑物之間打設(shè)一排井點(diǎn)，在降水井點(diǎn)抽水的同時(shí)，通過回灌井點(diǎn)向土層內(nèi)灌入一定數(shù)量的水（可用降水井點(diǎn)抽出的水），形成一道隔水帷幕，從而阻止或減少回灌井點(diǎn)外側(cè)被保護(hù)的建（構(gòu)）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(jìn)行隔離，減少水力梯度。

四、基坑開挖的處理措施

1、圍護(hù)結(jié)構(gòu)和內(nèi)支撐系統(tǒng)

圍護(hù)結(jié)構(gòu)構(gòu)成一空間受力體系能夠支撐基坑主動(dòng)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(yīng)該選擇質(zhì)量和強(qiáng)度與設(shè)計(jì)要求相符的圍護(hù)支撐結(jié)構(gòu)。支架以及支架安裝質(zhì)量是質(zhì)量控制要點(diǎn)。判斷鋼架質(zhì)量時(shí)，要重點(diǎn)檢查其材質(zhì)、活絡(luò)頭剛度、順直度、壁厚、螺栓連接強(qiáng)度、直徑和等強(qiáng)焊接質(zhì)量，并根據(jù)設(shè)計(jì)要求及時(shí)修正。安裝鋼構(gòu)支撐時(shí)，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(qiáng)度，保證接頭密貼圍檁，然后用速凝細(xì)石混凝土填補(bǔ)間隙。如果有角撐，圍護(hù)樁或圍檁接合處，除斜支座保證支撐軸心受力，同時(shí)要在圍護(hù)樁和圍檁之間考慮剪切傳遞。結(jié)構(gòu)柱與支撐的連接要為基坑回彈留有一定空間。油泵校驗(yàn)工作要不定期進(jìn)行，以確保油泵數(shù)據(jù)準(zhǔn)確，穩(wěn)定運(yùn)行。同時(shí)，對(duì)每根支撐施加預(yù)應(yīng)力進(jìn)行記錄備查，如鋼支撐支撐軸力不達(dá)標(biāo)，或由于結(jié)構(gòu)出現(xiàn)過大的扭曲而破壞支護(hù)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和失抗力，最終造成基坑因圍護(hù)不力而坍塌。

鋼支撐施加預(yù)應(yīng)力和預(yù)應(yīng)力復(fù)加：按照設(shè)計(jì)要求，安裝好鋼支撐后，在支撐一端或兩端立即依據(jù)設(shè)計(jì)值施加第一次預(yù)應(yīng)力，同時(shí)對(duì)接頭螺栓擰緊情況進(jìn)行檢查；第一次施加預(yù)應(yīng)力，需要對(duì)預(yù)應(yīng)力的損失及圍護(hù)結(jié)構(gòu)水平位移在24h內(nèi)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，按照設(shè)計(jì)值對(duì)預(yù)應(yīng)力進(jìn)行復(fù)加。如果晝夜溫差過大，在一定程度上損失支撐預(yù)應(yīng)力，按照設(shè)計(jì)值在當(dāng)天低溫時(shí)立即對(duì)預(yù)應(yīng)力進(jìn)行復(fù)加；如果基坑變形速率超出控制范圍，同時(shí)接近警戒值，但是支撐軸力沒有達(dá)到自身規(guī)定值，這是在征得設(shè)計(jì)的同意后，可以通過增大支撐軸力的方式對(duì)變形進(jìn)行控制；對(duì)于圍護(hù)結(jié)構(gòu)來說，如果變形過大，通過被動(dòng)區(qū)注漿的方式對(duì)圍護(hù)結(jié)構(gòu)位移進(jìn)行控制，注漿1-2h內(nèi)，按照設(shè)計(jì)值對(duì)注漿范圍支撐預(yù)應(yīng)力進(jìn)行復(fù)加，進(jìn)而在一定程度上將圍護(hù)結(jié)構(gòu)外移所造成的應(yīng)力損失降到最低；如果支撐軸力接近或者超出設(shè)計(jì)值，需要增設(shè)支撐分解軸力，進(jìn)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(zhǔn)備工作，建設(shè)深基坑的地下連續(xù)墻，按照設(shè)計(jì)方案的強(qiáng)度等級(jí)，確保連續(xù)墻的混凝土的強(qiáng)度。在本文涉及到的案例中，對(duì)這兩項(xiàng)工作的完工進(jìn)行檢查，檢查合格后，根據(jù)全面挖土作用的降排水施工方式進(jìn)行降排水施工。在開挖的具體流程方面，首先采用挖掘機(jī)挖掘后隨即裝車運(yùn)走的方法對(duì)地面到首層混凝土環(huán)板支撐下0.1m進(jìn)行開挖降排水施工，隨后按照自上而下的順序進(jìn)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(yīng)的鋼結(jié)構(gòu)。

（二）、開挖前準(zhǔn)備

為了確保降排水施工順利進(jìn)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(duì)抽出的水進(jìn)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(yīng)的排水溝和沉淀池，進(jìn)而在一定程度上防止發(fā)生堵塞；按照降排水施工設(shè)計(jì)方案，需要設(shè)置相應(yīng)的監(jiān)測(cè)站點(diǎn)，完成監(jiān)測(cè)站點(diǎn)設(shè)置后，需要準(zhǔn)確的測(cè)量和記錄原始的數(shù)據(jù)；在排水方面，對(duì)當(dāng)?shù)氐乃牡乩硖卣骱拖鄳?yīng)的地勢(shì)環(huán)境進(jìn)行綜合考慮，同時(shí)對(duì)地面排水系統(tǒng)、地下排水等，科學(xué)規(guī)劃，合理設(shè)計(jì)。

（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(duì)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(duì)降排水施工現(xiàn)場(chǎng)周圍的地質(zhì)條件、水文特征等環(huán)境因素進(jìn)行綜合考慮；設(shè)置支撐的距離，以及具體降排水施工設(shè)備的運(yùn)行能力等是進(jìn)行豎向分層開挖降排水施工時(shí)需要進(jìn)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(huì)使基坑開挖面成為一個(gè)泥塘，進(jìn)而增加土方開挖的困難。通常情況下，通過管井進(jìn)行降排水施工降水，在基坑兩側(cè)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(nèi)的引排水，進(jìn)而防止對(duì)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(shè)置截水溝，通過截流、導(dǎo)流等對(duì)基坑外地表水進(jìn)行處理。在基坑內(nèi)部，排水明溝及集水井需要分級(jí)進(jìn)行設(shè)置，在基坑內(nèi)四周坡腳處設(shè)置排水溝，并且溝底寬度要≥0.3m，邊緣距基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)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(shè)置相應(yīng)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(duì)集水井井壁進(jìn)行處理，通過水泵將坑內(nèi)集水排至地面市政雨、污水系統(tǒng)中；在雨季進(jìn)行降排水施工時(shí)，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(shè)備正常運(yùn)轉(zhuǎn)，做到雨過即可復(fù)工。開挖基坑土方時(shí)，對(duì)維護(hù)結(jié)構(gòu)的滲漏水要給予高度的關(guān)注，及時(shí)對(duì)滲漏水進(jìn)行堵漏處理。對(duì)于有些基坑來說，雖然最初是漏水，隨著進(jìn)一步的惡化，最后可能形成流沙流泥等，進(jìn)而在一定程度上導(dǎo)致基坑周邊建筑物出現(xiàn)沉降，甚至導(dǎo)致基坑失穩(wěn)，造成周邊建筑物倒塌。

5、遠(yuǎn)程監(jiān)控

對(duì)深基坑進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控，通常情況下是在傳統(tǒng)監(jiān)測(cè)的基礎(chǔ)上，對(duì)基坑變形通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行傳輸?shù)谋O(jiān)測(cè)方式，這種監(jiān)測(cè)方式能夠?qū)幼冃芜M(jìn)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(cè)內(nèi)容主要包括：地表沉降、支撐軸力等。通過對(duì)這些內(nèi)容進(jìn)行監(jiān)測(cè)，一旦發(fā)生監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)接近或者超過警戒值，可以及時(shí)采取相應(yīng)措施，調(diào)整降排水施工步驟，進(jìn)而在一定程度上對(duì)基坑變形進(jìn)行控制，進(jìn)一步確?；拥陌踩?。

五、結(jié)束語

地鐵深基坑工程是一項(xiàng)全面系統(tǒng)復(fù)雜的綜合性降排水施工工程，尤其要加強(qiáng)對(duì)深基坑質(zhì)量中常見問題的認(rèn)識(shí)與研究，提高處理措施的能力，結(jié)合實(shí)際情況進(jìn)行降排水施工，加強(qiáng)地鐵深基坑的質(zhì)量。

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