行业要闻

地铁车站深基坑降承压水施工及监理控制重点

 

摘要:叙述了某地铁深基坑施工中降承压水的方案设计及降水过程,并探讨了监理在降承压水施工过程中应该掌握的一些重点,对确保基坑挖土和主体结构施工安全有着重要意义。

关键词:地铁车站;基坑;降承压水;监理;控制重点

 

1 工程概况

      某地铁车站主体为地下2层钢筋混凝土框架结构,车站基坑全长约276 m(两端结构内缘为1～32轴,1～3轴为站前单渡线),顶板覆土厚约2.3 m,围护结构采用地下连续墙;端头井墙厚800 mm,标准段墙厚600 mm;采用明挖(顺作法)施工,端头井竖向设5道支撑,标准段竖向设4道支撑;1～3轴和28～32轴地基采用高压旋喷满樘加固,加固深度为坑底以下4 m。

2 地质条件

      根据勘察单位提供的地质、水文报告显示:1～3轴位于正常地层分布,⑥层顶板埋深为26.9～27.9 m,⑦2层顶板埋深为29.0～32.5 m;28～32轴位于古河道区,⑤2层埋深浅(约15 m)、厚度大(平均厚度约17 m),⑥层土缺失,⑦2层顶板埋深为27.7～35.3 m。⑤2层为微承压含水层,承压水埋深5.75 m,⑦2层为承压含水层,承压水埋深5.21～7.31 m;承压水埋深变化幅度在3～11 m,故1～3轴、28～32轴区段需采取减压降水措施。

3 减压井设计

3.1 西区单渡线段

      1～3轴为该车站的单渡线段。1～2轴为盾构始发井(长13.7 m,净宽6.4 m,开挖深度约为17.3 m);2～3轴为标准段(平面形状为梯形,长36.2 m,净宽5.4～9.5 m,开挖深度约为15.6 m)。始发井地下连续墙深32 m,标准段地下连续墙深28.5 m;地下连续墙墙趾位于⑥层,未穿透⑦2承压含水层;该范围内结构底板位于⑤1-1层,与⑦2层之间有⑥隔水层。

      通过分析该区域地质、水文特点,选择坑外布置3口减压井(J1、J2、J3)、1口观察井(G1);坑内布置3口疏干井(S1、S2、S3),见图1。

3.2 东区28～32轴段

      车站东端30～32轴为盾构始发井(长14.7 m,净宽22.6 m,开挖深度约为17.3 m),地下连续墙深32 m,28～30轴为标准段(长15 m,净宽18.4 m,开挖深度约为15.6 m),地下连续墙深28.5 m,墙趾位于⑤2层。结构底板位于⑤2层,且⑤2层与⑦2层之间缺失⑥层,⑤2层为微承压含水层。

      通过分析该区域地质、水文特点,选择坑外布置2口减压井(J10、J11),坑内布置5口减压井(W1～W5),见图2。

3.3 设计参数

      设计参数见表1。

4 减压井抽水试验

4.1 西区1～3轴单渡线段

      1)2006年11月19日成井施工结束,在未抽水状态下观测J1、J2、J3、G1的水位分别为8.12 m、8.00 m、8.00 m、8.05 m。

      2)通过计算,基坑开挖深度与承压水控制深度的关系见表2。

      3)实际地下静水位按8 m考虑,开挖至16 m左右前,应开始抽承压水;基坑开挖至设计标高前,承压水位至少应控制在9.85 m左右。

      4)2006年11月25日15时～26日15时,对J2减压井进行24 h连续抽水试验(根据单井抽水试验得到出水量为11 t/h),各井实际水位下降值见表3。

      5)停止抽水后,观测减压井内水位恢复情况见表4。

      6)通过抽水试验,实际水位降深与理论计算降深基本吻合。通过理论计算,按照群井连续抽水90 d考虑,引起邻近地面沉降12 mm左右(该施工区域周边地形空旷,无重要保护建筑),且水力坡度不大,降该区域深层⑦2层承压水对周边环境影响小。

4.2 东区28～32轴段

      1)与西区1～3轴单渡线段的抽水试验过程相同,先在未抽水状态下对坑内5口减压井进行水位观测,得出实际地下静水位按8 m考虑;计算基坑开挖深度与承压水控制深度的关系(见表5),开挖至10 m左右前应开始抽承压水;基坑挖至设计标高前,承压水位至少应控制在18.3 m左右。

      2)先对W2进行24 h抽水试验,得单井出水量为6 t/h;2006年12月18日～12月23日安排群井连续抽水试验(开启W2、W4、W5),经5 d连续抽水,坑内水位已降至20 m以下,能满足安全开挖的要求;且坑外水位降深在2 m左右,见表6。

      3)通过理论计算,按照群井连续抽水90 d考虑, 引起邻近地面沉降5 mm左右,且水力坡度不大,地下连续墙切断⑤2层微承压水层,抽坑内⑤2层微承压水,对施工区域北侧需重点保护的高层建筑(距离基坑最近15 m)和周边环境影响小。

5 降承压水施工监理的控制重点

      1)熟悉勘察报告,掌握建设区域内地质、水文特点,必要时督促承包方进行补勘。

      2)调查建设区域周边环境,包括道路交通,路面结构形式、车道数量、车流量等;管线种类及走向、埋置深度与基坑距离、接头形式等;建(构)筑物的长、宽、高和结构形式、与基坑的距离等。

      3)审查降水方案,了解减压井的布置位置、数量及减压井构造;基坑的稳定性验算;成井、洗井施工工艺及质量验收标准;降水作业进度安排;投入施工的机械设备及其规格、型号;停降承压水的条件及封井处理措施。

      4)施工时要复核降水井位,对孔深、孔径需中间验收(做好监理记录),抽查泥浆比重;检查回填料厚度及洗井方式和洗井效果。

      5)抽水试验阶段和正式抽水阶段,均应督促承包方做好施工记录,掌握每日降水井开启数量、抽水运行时间、单井出水量、观测井水位。

      6)必须由承包方书面申报,经审批后,才能停止抽水。

6 结语

      上海地区地下水位埋藏较浅,土体含水量高,根据有关资料,上海市深度大于30 m分布了5个承压含水层,其中⑦层是第一承压含水层,对地铁车站深基坑工程安全影响极大,处理不当易引发事故。科学合理地进行降水设计和施工,对于确保深基坑安全有着重要意义。监理针对承压水的处理,必须控制重点,督促承包方,确保施工安全和质量。