施工技术与应用 团四 四Ｊ 地铁深基坑施工中承压水害的控制方法分析 摘要：承压水害是地铁深基坑施工中的主要危害之一，其不但会对其施工难度和危险度进行一定的增加，同时还有可能直接影 响地铁深基坑施工的成功率。因此必须要对其承压水害进行有效的控制。但是在地铁深基坑施工中，如果对承压水害的控制方法有 所不当，那么还有可能会导致其他事故的发生，下面本文就对地铁深基坑施工中承压水害的不同控制方法进行分析。 关键词：地铁深基坑；承压水害；控制方法 深基坑施工中承压水害是各种地下工程中，危害最直接、最广泛的一种， 帷幕。在换乘节点沿着地下连续墙内侧，进行深层高压旋喷状止水帷幕建设， 随着地下空间开发逐渐蓬勃发展的今天，业界内对承压水害问题越来越重 并且要同时在基坑内进行深层旋喷桩分隔墙的施工，以能够分段进行开挖， 视。其中地铁深基坑施工中承压水害的出现，不但会对其施工设计、难度以及 这样可以对其风险进行有效的降低。这种方法在施工过程中，高压旋喷桩机 费用产生严重影响，甚至还会对深基坑工程施工的成败产生直接影响，同时 不能钻到所设计的桩底之下，因此必须要在施工过程中急性引孔，其次再采 如果对承压水害采用了不恰当的治理方法，那么还有可能会引起一系列事故 用旋喷的方式开始进行。（３）地下连续墙止水帷幕。在围护结构内侧进行素混 的出现，从而造成严重损失，因此一定要地铁深基坑施工中承压水害选择合 凝土地下连续墙施工，并且要形成一个闭合的止水帷幕，这样以能够完全隔 适的治理方法。以取得良好的治理效果Ⅲ。下面本文就对地铁深基坑施工中灌 断承压含水层，其次再在止水帷幕内部，对深井泵和真空降水结合使用，把承 浆止水帷幕、深层旋喷桩止水帷幕以及地下连续墙止水帷幕这三种承压水害 压水头降低到设计水位。并且要把降水曲线包括在止水帷幕中，从而尽量对 控制方法进行分析。 周围环境的影响进行降低。这种方法的施工工艺应该是最成熟的，并且在现 场最多还可以由２台机器同时进行施工 。 一、承压水水害对深基坑工程的危害 （２）将水处理。对于承压含水层埋藏深度较深，如若仍采用止水帷幕隔 就目前来说，进行深基坑工程承压水害治理，主要就是对其坑底突涌进 水，作为『｝缶时结构其插入深度将大大加深，使得工程的经济性大打折扣。因 行控制。在经过一系列的调查发展，其实承压水害主要有以下几种：（１）顶托 此，在这种情况下，应采用减压降水的处理方式，这是基坑工程中最常见的承 破坏。其表现形式是坑底突涌，其中包括有坑底流砂、坑底顶裂以及坑底“沸 压水处理方式，目的在于降低承压水位，减小水头差，使基坑开挖到基底时， 腾”等多种形式，这也是最早一个被工程界认识到的危害形式。其主要原因是 承压含水层上的覆土重量足以抵抗承压水头顶托力。减压降水根据降水井的 抗突涌安全系数不足或者地质探孔未封闭等。（２）开挖面突涌。其表现形式是 设置位置可分为坑内降压和坑外降压，须结合抽水量与水头降深的关系、降 开挖面以上出现渗漏情况，其主要原因是围护结构出现缺陷，这种危害形式 压对地表沉降的影响以及基坑周边环境确定合理的降压方案 。当止水帷幕 不只是在深基坑工程中出现，还会在顶管和盾构等类型的地下工程中出现。 插入承压含水层，但插入含水层中深度较浅，且基坑周边无需要保护的重大 如果从其渗流的角度来看的话，其潜水的压力是由水自重所形成的，因此其 建构筑物，宜优先考虑采用坑外降压。当止水帷幕插入承压含水层深度较深， 属于是无压渗流，在渗漏过程中会导致其水头降低比较快；那么从其相反面 对地表沉降有控制要求时，宜优先考虑采用坑内降压。随着承压水的抽降，基 来看，如果说其承压水渗漏属于是有压渗流，那么其渗漏就不会导致水头的 坑周边地下承压含水层中将形成承压水降落漏斗，会在基坑周围引起地面沉 过快降低。（３）异常管涌。其表现形式是坑底涌水，主要原因是开挖面以下的 降。因此，基坑工程中抽降承压水应“按需降压、动态降压”。根据水头埋深以 围护结构出现渗漏情况。主要是由于坑内外存在着一定的压力差，再加上围 及基坑开挖的深度进行估算，确定在基坑开挖到什么深度时开始降压、承压 护结构进行了不当施工，其插人部分的止水效果不好，从而导致异常管涌的 水位降到多少时可以满足基底抗突涌稳定性的要求，并通过深层水位观测井 发生 。这种方式也被称为是“开裤衩”，在基坑工程中非常的常见。（４）有效应 及时反映降压效果，调控降压出水量，以减小对场地周边环境的影响。 力丧失。出现这一情况的原因主要是在基坑开挖过程中，总应力降低，并且没 （３）封底处理。通过钻孔在基坑底土层内注入水泥浆，使基底在一定范围 有采用有效的降压促使，从而导致孑Ｌ隙水压不会出现降低，出现有效应力降 内的裂缝、溶洞被水泥浆全部充填，浆液固化后，在基底形成一定厚度的封闭 低。如果其抗突涌系数＜１．０的话，那么其土体的有效应力就会趋近于零。这 的隔离层，把承压水阻在隔离层下。此方法适用于局部深坑或是作为基坑抢 个时候的土颗粒几乎是处于悬浮状态的，不能够对其侧向抗力进行提供，以 险的措施。 此就会导致脚踢位移的出现；另外在基坑底的土体正常弹回之后，并对承压 （４）地质调查。为了能够对地铁深基坑施工中承压水害进行有效的控制， 水起到了一定的顶托作用，那么就会导致基坑的回弹量特别大。（５）过量沉 还需要对其周围的水文地质进行详细的调查，其中就目前来说，在深基坑施 降。其表现形式为过量降水诱发周围底层出现过量沉降，其主要原因就是对 工中承压水勘测工作中最常见的问题包括有：通常是根据经验对微承压水含 承压水过量进行沉降，导致周围地层出现沉降超标，对周围管线以及建筑构 水层进行判断，但是这种判定方法一旦出现失误，就会直接导致“有效应力丧 物的正常使用产生了影响。在基坑工程施工周围通常就会具有一些高标准保 失”模式的危害；在勘测报告中通常不会对含水层和覆盖层之间的水力联系 护的建筑物，在这种情况下，必须要采用“水位控制为前提，沉降控制为中心” 进行揭示，因此在对压缩层厚度进行计算的时候，一般取的都是假设值。针对 的控制思路，对其基坑周围建筑物安全进行确保。 于深基坑施工水文地质勘测中出现的问题，一定要积极进行改善，以能够对 二、地铁深基坑施工中承压水害的控制方法分析 其承压水害隐患进行消除，对当地的水文地质情况进行详细的了解，为地铁 深基坑工程施工安全性提供一定的前提条件 。 （１）止水帷幕治理。在对深基坑承压水危害模式进行过分析之后，即要对 其治理方法进行探讨。在地铁深基坑施工中承压水害的治理方法主要就是建 三、结语 立止水帷幕。采用一定的施工方法在基坑周围建立一圈止水帷幕，这样帷幕 地铁深基坑施工中承压水害最主要的控制方法，就是在进行施工之前 在对圆砾层穿透之后进入到基岩，对承压水的补给水源切断，然后对帷幕内 一定要对承压水问题进行注重，然后采用一定的方法尽可能的对其进行隔 的深井进行利用，对承压水降水，这种方法不但可以对承压水水头进行有效 断或者处理，并且要和围护结构的施工同时进行。另外在一些比较深的基坑 的降低，同时对于环境的影响也非常小口。其中止水帷幕方法主要有以下几 之中，最好是选用地下连续墙止水帷幕，不但技术可靠，而且比较经济。总而 种：（１）灌浆止水帷幕。这种方法主要是在基坑范围内维护墙下圆砾层，采用 言之，在进行地铁深基坑施工中承压水害治理的时候，一定要选取合理的方 灌浆帷幕进行全断面渗透灌浆，以能够使土粒胶结，对土的性质进行改善，从 法进行。 而对地下水活动进行限制以及对土体位移进行制止，对渗漏问题的出现进行 参考文献： 有效的防止，以对承压水问题进行解决。灌浆止水帷幕在施工过程中，需要先 【１】朱雁飞，深基坑工程中承压水危害的综合治理方法Ⅱ］，上海建筑科技， 打设引孔，其次再把注浆管安装好之后才能进行作业 。（２）深层旋喷桩止水 ２００８，４（２）：１１６—１１９ （下转第４２８页） ‘４２５‘ 施工技术与应用 ３ ４．１节电 （１）施工用电节省方法：尽量避免夜间施工，施工现场使用节能灯，塔吊 人货两用梯上配置电表，尽可能地选择节能器械。 （２）日常用电的节省：保证施工现场处处能看到节能标示，生活区、办公 楼阶段的ＨＲＢ４００级钢筋的应用技术，粗直径钢筋直螺纹机械连接技术，爬升 置～霞●ｔ 脚手架技术等；特殊施工阶段的深基坑技术，大体积混凝土温度控制技术等； 锄 啪 。 蛳 地下室构造阶段的节能保温高效阻燃技术等。 区都要张贴，安装节能灯具，员工宿舍一个房间一个电表，配置太阳能热水器 供工人们洗手、洗碗、洗衣等。最重要的是，制定节电管理制度，将日常生活中 环保方面，声、光、尘、污水排放均达到相关法律法规的要求，建筑垃圾再 的细节要求以条文的形式明确下来，保证很长的工期内人人都能坚持遵守。 利用了１ｌＯ００ｔ，回收率５０．１０％。 （３）实行分路供电系统：本项目在施工现场实行总电能输出的分路供电 水资源方面，节水设备配置率达到１００％，节约３８％。循环水利用率也很 系统，一方面降低交叉能耗，另一方面确保用电的安全。 高，占总用水量的６．５％。电能节省方面，节电设备配置率达到９９％，节省１１％。 ３．４．２节油 ４实际施工效果 ３台１２ｋＷ・ｈ风力发电机每年发电７４８００ｋＷ・ｈ以上，所发的电也得到了充分的 利用。节省用油方面，共消耗７６０００，按４．５亿元产值计算，万元产值耗油１．７００， 间，尤其在基础挖土施工中，严格控制挖土机的每台班耗油量，并做好计量工 节约４８．４０％。节约用地方面，施工面积、生活面积都得到了严格的控制，取得 作。最后，充分使用“栈桥”工艺，避免长时间长距离地移动机械，定时测算食 了明显的效果。 堂燃油使用量。 ３．５减少用地量，节雀土地资源 首先，尽可能地选择耗油少的机器和工具。其次，科学安排机械的施工时 ５结语 首先是合理规划施工用地，作业区与生活区必须分开，充分利用占地面 本工程作为绿色施工工程的典范，自开工之日起，就以“绿色施工”为向 积小的彩钢板活动房，临时要用的道路选择永久性道路的路基，多使用混凝 导，从方案优化做起，在减少建筑垃圾、减少光污染、避免扬尘、避免噪声污 土空心砖、砂加气砌块，尽量避免使用黏土砖块。 染、节电节水节能节油等等细节方面都取得了突出的效果，值得相关施工工 ３．６广泛采用新技术 程的学习和借鉴。 绿色施工离不开先进的技术手段。本项目绿色施工的成功进行就得益于 参考文献： 新技术的广泛应用。 Ｉ１１代志红．绿色施工与评价研究【Ｄ］．武汉：武汉理工大学２０１０． 本项目工程在施工的各个阶段都采用了最新的技术。譬如：打地基阶段 【２】黄喜兵，黄庆，武小菲．绿色施工的模糊综合评价Ｕ］．西南交通大学学报： 的灌注桩后注浆技术，自适应支撑补偿系统技术，复合支撑施工技术等；建高 ２９２－２９６ （上接第４２４页）４．２内力监测及分析 （２）监测数据分析。由图３可见，前期地下水随基坑开挖后逐步下降， 为基坑水平支撑随时间变化图。 （１）监测原始数据。基坑支撑共布置５组钢筋应力计，具体位置见图ｌ，图２ 最大降深约在６．Ｏｍ左右，春节雨季期间地下水水位有不同回升，节后水 位又逐步下降，最终地下水位稳定在地表下６．Ｏｍ左右，说明基坑降水是 有效的。 ５结语 本工程采用土钉墙与内撑式排桩墙围护结构，同时结合轻型井点和简易 图２基坑水平支撑随时间变化图 深井降水的围护方案是比较经济合理的，二层地下室采用一道砼支撑，创造 了较开阔空间，大大加快了挖土施工进度。从沉降数据分析看，建筑物产生沉 降明显小于道路沉降，因此对于局部靠近浅基础建筑物基坑外侧采用注浆止 （２）数据分析。由图２可见，基坑支撑轴力比较正常，受压杆件支撑轴力在 水方案是可行的。在粉砂性土地基中采用土钉墙围护结构，关键在于地下水 １９—１５２６ｋＮ之间；受拉杆件支撑轴力小于６１０ｋＮ，后期轴力变化开始稳定，说 位的控制。在土方开挖过程中应控制每次土方开挖深度必须在地下水位以 明支撑结构稳定。 ４．３地下水位监测及分析 （１）监测原始数据。基坑共布置９个水位管，具体位置见图１，图３为地下水 随时间变化图。 上。在降水到位的前提下，土钉墙围护结构的变形较小。粉砂性土地基中，长 时间降水环境效应应引起重视。 在本工程基坑整个施工过程中，除了基坑东南角由于重车行驶原因累计 变形偏大外，其他各围护结构的变形均小于警戒值，最大支撑轴力仅为 １５２６ｋＮ，说明围护结构设计和施工是成功的。 ２ ０ ２ ０ ・矗。： ＊ ＿４ －参考文献： …刘国彬，等．基坑工程手册【Ｍ】北京：中国建筑工业出版社，２００９：１１． ［２］赵志缙．简明深基坑工程设计施工手册【Ｍ】．北京：中国建筑工业出版社 ２０００． ２ ４ ６ －－６ －・ １＋８耽一ＳＷ３一￥Ｗ４一ＳＷ５＋ Ｗ６ Ｓ霄７・￥Ｗ８＋￥Ｗ９ ［３】袁继峰．超大型深基坑围护设计及施工Ⅱ】ｌ建筑施工，２００８，３０（３） 图３基坑地下水随时间变化图 （上接￥４２５￣）［２】张冬冬，承压降水引起周围环境变形的数值模拟分析明， 上海地质，２０１０，３１（ｓ１）：２２４—２２８ ［５耿新路，周围环境复杂的地铁深基坑降承压水施工技术Ｕ］，建筑施工，５］ ２０１１，３３（５）：３４６—３４９ ［３］李晴阳，刘万兰，黄毅，上海软土地区深基坑施工承压水风险及其控制［Ｉ］， 建筑施工，２００８，３０（６）：４７１—４７２ ［４】徐珍，易言江，ｌ临地铁深基坑地下结构施工降水技术Ⅱ】，建筑科学，２０１３，２９ （１）：１０２－１０６ ［６】李培妍，宋福贵，宫全美，杨海东，高承压水条件下地铁深基坑减压降水研 究ｏ】，华东交通大学学报，２０１２，２９（４）：３４０－３４５ 【７］何辉军，超深基坑施工过程中的承压水降水技术Ｕ】，建筑施工，２００９，３１（５）： ３６１－３６２ ・４２８・
