大型地铁站深基坑降水施工技术研究

第一篇：大型地铁站深基坑降水施工技术研究

大型地铁站深基坑降水施

工技术研究

摘 要：本文以某地铁站工程为例，详细介绍了在饱和淤泥质软土地层中如何进行深基坑降水施工，重点说明了该工程深基坑降水的措施和效果，以期对今后类似地下工程的施工具有一定的 参考 价值。关键词：地铁站；深基坑；降水

1，前言

工程界习惯上将开挖深度超过6米的基坑列为深基坑。80年代以前我国深基坑工程较少，当时修建的多层和高层建筑的地下室多为一层，深度一般不超过5m，采用常规的 方法 进行降水和开挖困难不大。至80年代末期我国开始出现一些较深的基坑，在北方地区由于土质较好、地下水位低，已有10m以上的基坑；而在上海一带的软土地区，亦开始出现少量的两层地下室，开挖深度8m左右。

地铁工程建设首先面临的是车站深基坑工程，从80年

代末至今，我国在深基坑工程的 研究、设计、施工及监测等方面取得了长足的进步，研究、开发了一系列适应我国国情的设计方法与施工技术。在我国已取得数万平方米的超大型基坑及开挖20多米的深基坑设计与施工的成功经验。近年来我国随着 经济 和城市建设的迅速 发展，地下工程施工技术也有了飞速发展，地下连续墙、SO工法、水泥搅拌桩、旋喷桩等成熟施工工艺得到广泛运用，施工中使用了各种先进的大型施工机械，提高了施工效率，保证了施工质量和安全。但由于深基坑工程具有技术难度高、不可预见的因素多等特点，其安全可靠性不仅 影响 基坑工程本身，而且往往会影响周边环境。如设计、施工错误和不当，亦会带来严重的后果，因此要求我们不断 总结 施工经验，提高施工技术和管理水平。

2，工程背景

2.1 工程概况

某地铁站为地下二层岛式站，长166.6m，标准段宽17.2m，南、北端头井宽21.4m。东西两端(车站北侧)各有一个风道，南北两侧共有三个出入口。车站主体采用地下连续墙作基坑的围护结构。地下连续墙深：标准段26.5m，端头井

28.0m；墙体厚度：标准段为0.6m，端头井为0.8m。它既是车站施工阶段的基坑围护结构挡土墙，又是车站使用阶段永久结构的一部分(与内衬墙一起作为永久性结构侧墙)。地下连续墙墙体间采用柔性接头，混凝土设计强度为C30，抗渗等级S8。车站主体东端II级基坑范围及两端头井内采用水泥搅拌桩抽条加固，基坑内加固范围为底板以下3m，基坑外大抗力被动区加固自顶板上1m至底板下1m。

2.2，地质情况及基本要求

根据地质勘察报告，本场地的地层情况按其水文地质特性，地下水类型可分为两类：潜水与承压水。

（1）潜水含水层

自地表以下至36.54m范围内第③一⑥层的土均为饱和的粘性土，其特性均为透水性很弱的地层，地下水位主要受大气降水、蒸发的影响而变化，水位在地表下1.25m左右。

（2）承压含水层

承压含水层主要由第⑤-2层粘质粉土与⑦-1层砂质粉

土及第⑦-2层灰色粉砂组成，第⑤-2层粘质粉土为微承压含水层，其水头高度为地表以下5m左右，⑦-1层砂质粉土及第⑦-2层灰色粉砂为第一承压含水层，该层土的承压水头高度一般在地表以下4.9m左右。这两层土在本场地分布的深度约为地表以下22～44m范围内，局部地段两含水层连通。

根据基坑开挖及基础底板结构施工的要求，降水(压)要达到以下效果：通过降水及时疏通开挖范围内土层的地下水，使其得以固结，以提高土体强度和自稳性，防止开挖面土体失稳。降低下部承压水层的承压水水头，防止基坑底部土体隆起或突涌的发生，确保施工时基坑底板的稳定性。

3，基坑降水降压设计方案

3.1，降水(压)井布臵

以往地铁车站降压井的井位一般布臵在基坑的两侧(外侧)，但由于该地铁站场地所限，场地南侧便道仅有4m宽，地下埋有污水管、雨水管等三根地下管道，布井的空间较小，且在管线附近不宜布井，易引起管线的沉降变形。而在场地北侧是车站的主要施工便道，吊车、挖机、车辆移动频繁。如果布臵在北侧，不仅井的数量要增加，而且难以保证井的

完好性以致影响降水的正常进行。

鉴于上述因素，降压井布臵在基坑内偏南侧。但是降压井布臵在基坑内，在降水施工结束后必须采取有效的封井措施，并在施工过程中不能截割与碰击，对井管的保护要求较高。具体布臵为：坑内布臵5口降压井，坑外布臵2口观测井。采取真空深井井点降水方案，基坑内设15口 273降水井降潜水，单口井点的有效降水面积约为250m2，井点间距为15～16m。

3.2，降水(压)井构造与设计

(1)井口应高于地面以上0.50m，以防止地表污水渗入井内，采用优质粘土或水泥浆封闭，其深度不小于4.0m，保证管内真空度达到要求。

(2)降水井成孔孔径 500mm，降压井成孔孔径 550mm，降水井与降压井的井壁管均采用直径 250mm的焊接钢管。

(3)降水井与降压井均采用桥式滤水管，滤水管外均包一层30目~40目的尼龙网，滤水管的直径与井壁管的直径相同。降水、降压井的滤水管位臵均根据各井位对应的地质剖

面来设计：降水井设2段滤水管，长3m和4m，分别设于基坑底以上第④层土和基坑下第⑤层土中；降压井的滤水管布臵在第⑤-2层(微承压含水层)与⑦-1层(承压含水层)中。

(4)沉淀管主要起到过滤器不致因井内沉砂堵塞而 影响 进水的作用。沉淀管接在滤水管底部，直径与滤水管相同，长1.00m，沉淀管底口用铁板封死:根据本场地的地层情况，降水井的深度不宜超过⑤-2层的顶面深度，为了确保降水井底部滤水管的长度，主体结构内的降水井均不设沉淀管，降压井设沉淀管。

(5)采用洁净的粗砂从井底向上至地表以下4.0m，于井管与孔壁之间的空隙均匀围填。采用颗粒磨圆度较好的粗砂，从井底向上至滤水管顶部以上2.0～4.0m围填。

(6)在降水(压)井粗砂的围填面以上采用优质粘土围填至地表并夯实，将降水井管口密封保证不漏气。降压井封井采取在井管内先填瓜子片碎石，然后注浆再灌注混凝土的封堵 方法。

3.3，主要施工工艺及控制措施

3.3.1，降水井注意事项

（1）严格密封降水并井管，保证真空管路系统在土方开挖前真空度达到-0.06Mpa以上，土方开挖过程中，真空度会有所下降，但须控制在-0.03MPa以上。

（2）降水井随着基坑开挖，暴露井管随时割除封堵。为方便挖掘机在基坑内作业，井管随着土方开挖而分段割除，并用粘土回填密实，保证有足够抽水能力的真空度。

3.3.2，降压井注意事项

（1）基坑开挖阶段：根据基坑不同部位在不同开挖深度分别 计算 需降低承压含水层的承压水水头高度。由基坑底板的稳定条件：基坑底板至承压含水层顶板间的土压力应大于承压水的顶托力，计算得基坑开挖阶段承压水位需降低值根据计算，在基坑的不同部位开挖到危险深度时，应开启相应部位的降压井进行抽水，并及时观测相邻部位停抽井的实测水位深度(即需降承压水的水头高度)来调整是否需增开相邻部位的降压井。

（2）主体结构施工阶段：上体结构底板混凝土浇筑完

成并达到相应强度后，底板与地下墙连成整体共同作用，其抗剪强度和抗弯强度经验算能够满足大于下伏承压水顶托力的要求，故主体底板浇筑完成并达到相应强度后可停止降承压水。

4，结论

本工程采用降水、降压井结合地质条件，运用真空及多段滤管等措施，比较好的处理了淤泥质粘性土渗透系数低及局部地层缺失后的微承压水与承压水联合作用的难题。在降水过程中可以发现土体空隙中的自由水一般在30天内基本被抽出，且前期抽出量大，后期抽出量小。降压井抽水可明显看出承压水补给量很大，必须使降压井的影响半径足够，并保持一定的抽水速度，来保证整个基坑底板的稳定。

参考 文献

[1]李世烽．隧道支护设计新论[M]．北京： 科学 出版社，1999

[2]夏才初，李永盛．地下工程测试 理论 与监测技术[M]．上海：同济大学出版社，2000

[3]二滩水电开发有限责任公司．岩土工程安全监测手册[M]．北京： 中国 水利水电出版社，1999 9

第二篇：浅谈深基坑降水施工难点及控制措施

浅谈深基坑降水施工难点及控制措施

本文针对天津市大都会4号地项目的深基坑降水施工过程中遇到的问题及得到的经验进行汇总，希望能给类似的项目带来一定的参考价值。

天津市大都会4号地项目基坑面积28660m2，开挖深度-19.85m，局部深坑-24.90m，属超深超大一级基坑。支护形式为地下连续墙加三道环撑，墙厚1000mm，墙深-44.5m。采用半逆作法施工，首道环撑为临时支撑，顶标高-4.1m，第二道支撑为地下二层底板，顶标高为-11.25m，第三道支撑为地下三层底板，顶标高为-14.85m。根据本基坑降水设计，坑内疏干降水井数量为117口，备用降压井数量为6口，基坑外布设潜水观测井18口。

本基坑开挖深度超过14m，属于超深基坑，对周围环境影响要求较高，降水井均应在围护闭合后进行施工。在降水井施工时，现场其他影响降水施工，尤其是影响降水井成井质量的施工工序均应全部结束，如可能的坑内地基加固等施工工序。避免对成井降水造成影响。

1、基坑降水目的

根据本基坑开挖深度、地层的水文地质条件、支护体系及地连墙截水设计方案、基坑周边环境，基坑降水施工的主要目的为：

（1）满足基坑施工需要：通过井点降水疏干的方法，减小坑内土体中的含水量、提高坑内土体的强度，以满足中心岛式开挖边坡稳定性及土方开挖机械设备及人工施工作业安全环境的要求。

（2）满足基坑自身稳定性要求：通过降水，降低下部承压含水层水头高度，减少坑底隆起和围护结构的变形量，防止基坑底部突涌的发生，确保施工时基坑的稳定性。

（3）满足周边环境安全的需要：按照“按需降水、按需降压”的原则，编制合理的降水施工方案，施工中采取有效措施，既满足施工安全及基坑稳定的要求，同时还行满足对周边环境的保护，把基坑降水对周边环境影响减少到最小，确保周边环境的安全。

2、成井施工（1）测放井位

根据设计提供的降水井平面布置图测放井位，采用全站仪来确定井位。井位测放完毕后应做好井位标记，方便后期施工。降水井位均匀布于基坑内，并要躲避工程桩。若布设的井点存在地面障碍物，应当设法清除，以利于打井进行。若地面障碍物不易清除或受其他施工条件的影响，无法在原布设井位进行打井时，应与设计及时沟通，必要的时候可对井位作适当调整。（2）埋设护口管

埋设护口管时，护口管底口应插入原状土层中，管外应用粘性土或草辫子封严，防止施工时管外返浆，护口管上部应高出地面0.10m～0.30m。（3）安装钻机

安装钻机时，为了保证孔的垂直度，机台应安装稳固水平，大钩对准孔中心，大钩、转盘与孔的中心三点成一线，弯曲的钻杆不得下入孔内。（4）成孔施工

施工机械设备选用专用工程钻机及其配套设备。成孔时采用正循环回转钻进泥浆护壁的成孔工艺。（5）钻进成孔

上部钻进时采用轻压慢转，当钻头钻入深层粘土层时，钻具阻力会加大，进度缓慢。这时，不可加大压力和加快转速，以免造成钻孔偏斜。

泥浆循环宜在泥浆池中进行循环，在现场不具备泥浆池的条件下，可考虑在基坑中开挖一个小泥浆池进行泥浆循环。（6）清孔换浆

钻孔钻进至设计标高后，在提钻前将钻杆提至离孔底0.50m，进行冲孔清除孔内杂物，同时将孔底沉淤小于30cm，直至返出的泥浆内不含泥块为止。（7）下井管（钢制井管与无砂砼管）

无砂砼管：采用钢绳托盘下管法。无砂井管属于易损材料，施工过程中当小心搬运，无砂井管壁厚不是十分均匀，在下井管工程中应当按照“内部对齐原则”。每口井的第一根井管底部要进行封堵。此项目采用比较经济的圆形拼接木板进行封堵。使用钢丝绳向下送井管，操作时为保证井身垂直，钢丝绳需要缓慢松放，遇到井管由于受到浮力影响很难下降时，可以适当逐渐调轻泥浆比重，或者使用重物压住，逐渐缓慢下送井管。

钢制井管：滤水管缠绕好滤网之后，将最底下的滤水管，底部用圆形铁板焊接封堵，封堵铁板厚度不小于6mm，顶部接口处焊接三根15cm左右的钢筋棍，用于下一根井管拼搭焊接，焊接要确保焊接无缝隙。井管下去的后用卡盘卡住井管上口，准备焊接下一根井管。下管时为保证滤水管居中，在滤水管上下两端各设一套直径小于孔径5cm的扶正器（找正器），扶正器采用梯形铁环，上下部扶正器铁环应1/2错开，不在同一直线上。（8）埋填滤料（及密封材料）

填滤料前在井管内下入钻杆至离孔底 0.30m～0.50m，井管上口应加闷头密封后，从钻杆内泵送泥浆，进行边冲孔边逐步调浆使孔内的泥浆从滤水管内向外由井管与孔壁的环状间隙内返浆，使孔内的泥浆密度逐步调到 1.05，然后开小泵量按井的构造设计要求填入滤料，并随填随测滤料的高度，直至滤料及密封性良好的粘土球和粘性土下至预定位置。

填滤料时，根据孔口返水情况调整泵量。填滤料过程中要跟踪滤料上返高度，当滤料密实到设计高度后，用粘土块填孔密实，防止泥浆及地表污水流入井内。（9）洗井

在提出钻杆前利用井管内的钻杆接上空压机先进行空压机抽水，待井能出水后提出钻杆再用活塞洗井。活塞直径与井管内径之差约为5mm左右，活塞杆底部必须加活门。洗井时，活塞必须从滤水管下部向上拉，将水拉出孔口，对出水量很少的井可将活塞在过滤器部位上下窜动，冲击孔壁泥皮，此时应向井内边注水边拉活塞。当活塞拉出的水基本不含泥砂后，可换用空压机抽水洗井，吹出管底沉淤,现场随时检查出水中的含砂率。洗井完毕后，试抽成功则代表成井完成。

3、疏干降水运行施工

应结合土方开挖特点，根据土方开挖步骤，实施降水施工，关键是“按需降水”，坑内地下水位应降至土方开挖各步骤的开挖面标高以下0.5m～1m即可，不允许多降。

（1）降水运行前，降水井应合理布设排水管道并便于接入施工现场排水设施根据本工程特点，采用沉淀池收集各降水井水量，沉淀后排入市政管道。（2）降水运行前做好降水供电系统，配备独立的电源线，施工现场配备备用发电机，保证停电10min内能将确保降水井正常运转，避免影响降水效果甚至危害基坑安全。

（3）所有抽水井应在供电电箱插座、抽水泵电缆插头及排水管上做好对应的标示，并在每次发生变动时进行相应的标示变更，便于抽水运行管理；供电电箱应 定期进行检查并备有检查记录。

（4）降水正式运行前降水工人应熟悉水泵开启、电路切换，以确保降水连续进行，避免因供电原因造成井底突水；

（5）降水前各降水井均应测量其井口标高、静止水位并进行相关记录。（6）正式降水前必须进行试运行，进一步检验供电系统、抽水设备、排水系统及应急预案能否满足降水要求；试运行结果进行记录并备案，根据试运行结果，对于无法满足降水要求的部分进行相应整改。

（7）降水系统满足要求后，需进行单井试抽水。选取具有代表性的地段的一部分井进行单井试抽水，实测单井出水量，以校核设计时的出水量。

（8）疏干井成井一口投入降水运行一口，确保能及时疏干基坑开挖范围内土体并降低其水位在当前开挖面以下0.5m～1.0m。

（9）疏干井抽水时，抽水泵开启间隔时间自短至长；抽水井内水抽干后，在5min～10min应立即停泵，防止电机烧坏；在停泵30分钟左右再开启抽水泵进行抽水；对于出水量较大的井每天抽水的次数相应增多。

(10)基坑开挖后，疏干井割管时应及时测量井深，及时采取清淤措施。(11)降水停止并提泵后应及时将井封闭，补好盖板。

4、备用降压井的开启运行管理

理论上分析，若在疏干降水过程中，坑内降压井水位也随之发生下降，并无上升表现，且坑外承压观测井水位无明显变化，则表明地连墙止水效果良好，坑内外承压含水层无水力联系。一旦发现坑内外承压水水位变化异常，如开始下降，后期上升，一旦达到突涌安全水头，即开启备用降压井抽水降压，同时通知建设单位、设计单位、监理单位，及时分析原因，同时应会同以上各单位就异常情况商议解决办法。

结合本工程实际情况，首先要明确第一承压含水层已经被截断无需考虑其突涌可能性，根据抗突涌稳定性验算，第二承压含水层对普遍开挖深度的基坑满足安全要求，针对局部深坑不满足规范要求，因此要了解各局部深坑的具体深度，绘制开挖深度与安全水头的关系曲线。应将实测水头埋深值与临界开挖深度通过换算，按0.2m的步长制作数据表格及曲线，形成“突涌判定数据表”，由水位监测技术人员随身携带。

根据以往的施工经验，在疏干基坑内地下水时，第二承压含水层水头将有较 大的降深，因此，在局部深坑开挖前以每天2次～3次监测频率，观测坑内备用降压井中第二承压含水层的实际水头，依据“突涌判定数据表”判定局部深坑开挖到底是否需要开启备用降压井，或者开挖到哪个深度时需要开启，并将判定结果以书面形式上报有关单位。

5、本工程难点分析及解决方法（1）重难点分析

本项目开挖深度大（普遍开挖深度19.85m，主楼区域开挖深度为21.65～24.90m。）且基坑周边环境复杂。所以本次基坑降水过程中，对周边环境的保护是降水工作中的一项重难点。

根据《大都会4号项目基坑支护设计图》看出，基坑普遍开挖深度的标高恰为○82粉质粘土底和○91粉土层顶的交界区。由于该两层土在基坑范围内有一定起伏，在基坑开挖到基坑底标高及局部深坑区域时，很有可能受到○91粉土层（第一微承压含水层）的影响，使得基坑槽底局部出现槽底土体软弱或冒水现象。所以○91粉土层土体降水也是本次基坑降水工作的一项重点。

地连墙施工揭穿了第二层微承压含水层，在基坑降水时对备用减压井的保护和启用亦是本次基坑降水工作的重难点。（2）解决方法

①对于坑外承压水观测井GY1～GY16和备用减压井的施工，不仅要严格按照设计图纸施工，还应合理的根据详细勘察报告查找坑外承压水观测井所在位置的周围距离观测井最近勘探孔显示的地层资料，合理填放滤料及密封性良好的粘性土，避免造成降水井滤料层因封堵不严导致的串水，造成基坑外承压水头观测数据的不真实性。确保观测井观测数据的真实、可靠和备用减压井的减压效果。②对坑外观测井及时观测严格填写水位数据，及时了解坑内降水对坑外水位的影响。

③紧密关注第三方监测单位对周边环境监测的数据资料，建立“信息交换”模式，如周边建筑物沉降监测数据达到警戒值时，立即启动我方的应急预案。④降水工作做到分层降水、及时降水、按需降水，配合土方施工，在土方每一步开挖前提前做好降水工作，确保将水位降至开挖深度0.5m以下，便于土方开挖 的干作业。

⑤开挖至底标高时，提前做好应急准备工作，如相应的堵漏材料，以备槽底局部发生冒水现象之用。

⑥在基坑降水过程中没有项目部应急通知不得擅自启用备用减压井，如发生基坑槽底突起或突涌现象时，当第一时间处理现场，控制局面，避免事故扩大，同时立即通知相关单位，多方共同决定启用备用减压井同时启用其他应急预案。⑦局部深坑边坡位于⑨1粉土层中，如若降水不利，可能出现流砂现象，为确保局部深坑边坡稳定，应确保局部深坑处的降水满足要求。

第三篇：深基坑施工技术研究的论文

摘要介绍北京地铁四号线,中关村车站三号出入口深基坑施工,采用排桩+钢管支撑体系基坑支护技术,施工操作性强,且钢管支撑系统可循环利用,有效控制了深基坑开挖过程中的围护结构变形位移,防止了由此引起基坑外地面沉降,保证了施工工期和安全,取得了巨大的经济效益。

关键词明挖法深基坑排桩支护施工技术

1工程概况

北京地铁四号线中关村站处于商业高度发达的高科技园区中心,车站主体位于交通繁忙的中关村大街主路下方,为全埋式地下车站,共设四座出入口和两座风道。其中三号出入口位于车站西北角,设计为单层现浇钢筋混凝土箱型框架结构,采用明挖法施工,基坑宽6.3m,挖深达13.0m,基坑土层从上至下为人工填土层、粉土层、粉质粘土层、粘土层、粉砂、中粗砂和砂砾层。结构西侧8m为恒昌数码电脑商城和中关村科技广场展示中心,结构东侧2m为中关村大街主路,基坑四周市政管线密布。只好采取直壁式支护开挖施工方法。基坑围护结构采用800mm混凝土灌注排桩和钢管支撑体系,桩顶设0.8m高冠梁将排桩连接成整体,钢支撑采用400钢管,支撑水平间距3.0~4.5m,竖向设3道。

2降水施工

基坑开挖前,需将坑内的地下水位降低并排除,使坑内土体在基坑开挖时,通过排水固结达到一定强度,提高坑内土体的水平抗力,减少基坑的变形量;增强基坑底部稳定性,减少坑底土体的隆起。本出入口结构范围地层地下水主要为:①上层滞水,位于地面下3~4m,含水层为人工填土层和粉土层,透水性弱;②潜水,位于地面下8~9m,含水层为粉质粘土层和粉土层,透水性一般;③承压水,位于地面下12m以下,含水层为粘土层、粉砂、中粗砂和砂砾层,透水性强。基坑降水采用管井+渗井方式,降水早于基坑开挖前20天开始。降水过程中对临近建筑物和地下管线的安全进行观察监测,同时在坑外地面设回灌井,必要时应采取回灌措施,确保周边建筑物安全。

3基坑围护施工

基坑四周设800mm混凝土灌注排桩围护结构,桩间距1.0~1.2m,转角部位局部加强。围护桩采用旋挖钻机成孔,导管法水下浇注混凝土成桩。钻孔施工时,为减少对邻桩的干扰,保证成桩质量,采用隔三打一的办法施工(即每隔三根桩施工一根桩)。

冠梁将围护桩连接成整体排架,使全体围护桩形成共同受力体系,抵抗外部土体或围岩侧向荷载。围护桩施工完成后,立即进行冠梁开挖和桩顶混凝土凿除清理,围护桩主筋锚入冠梁,冠梁采用与围护桩同标号混凝土现场浇注,浇注时同时安装预埋钢板,满足下部钢支撑安装需要。

土方开挖后围护桩间采用喷锚支护,防止桩间土体掉块。

4基坑土方开挖施工

基坑土方开挖遵循“分段、分层、分块挖土,先中间后两边,随挖随撑,限时完成”的原则,利用土体在基坑开挖过程中位移的变化规律,对基坑开挖作动态管理,采用监控量测手段实行信息化施工,确保基坑变形量在设计允许之内。

水平开挖采用从一端先向另一端分段顺序开挖,竖向开挖采用由上到下顺序分层开挖。开挖时支撑和挖土紧密配合,随挖随撑。基坑沿纵向分段分层开挖,每层每段开挖长度不宜超过支撑的间距,第一层一般为7~8m,在第二层及以下土层一般为4m左右,每层开挖面标高以该层支撑的底面或设计基坑底标高为准,开挖完成及时安装钢支撑施加预应力。

为防止边坡失稳,施工前先清除基坑边堆土等荷载,同时在基坑四周做好防排水和管线保护措施。基坑开挖主要采用挖掘机进行,每一开挖区域分别配备长臂挖掘机和小型挖掘机。长臂挖掘机置于地面垂直开挖和装运土方,小型挖掘机主要用于底部、边角清理开挖和收集土方。

基坑开挖分层进行,从上到下、按层次序进行开挖,严禁掏底开挖。土方开挖分三层进行,每层均挖至钢支撑以下0.5m位置,坡度和台阶满足挖掘机作业要求同时尽量缩短长度。开挖流程见图1。

5钢支撑施工

围护桩外加钢支撑构成基坑空间受力体系,来支撑基坑外巨大的土压力和诸多外加荷载,达到安全施工的目的。因此围护结构支撑的质量控制十分关键,支撑采用400mm钢管(一般均采用400mm、600mm和800mm钢管,管径视基坑宽度和支撑间距而定)。钢管支撑为轴心受力结构,支撑直接撑在冠梁或钢围檩(俗称“腰梁”),通过钢围檩直接承受排架桩传递的土体荷载或外力,以控制围护桩向基坑内部位移变形。支撑一端设置应力调节装置(俗称“活络头”),主要通过千斤顶施加预应力来调节支撑长度,用于控制支撑轴力。

钢支撑和钢围檩均采用工厂制作,现场安装时支撑必须直顺无弯曲,接头紧密牢固。围檩与围护桩墙必须密贴,若有间隙须用速凝细石混凝土填实;当有角撑时,围檩或围护桩墙的连接处除设专门的斜支座确保支撑轴心受力外,还应在围檩与围护桩墙间设置剪力传递的措施。安装实景见图2。

钢支撑安装后立即按设计值在支撑一头或二端施加第一次预应力,并检查接头拧紧螺栓。一般在第一次施加预应力后12h内监测预应力损失及围护结构水平位移情况,并复加预应力至设计值。施加支撑预应力应注意以下事项。

(1)当昼夜温差过大导致支撑预应力损失时,立即在当天低温时复加预应力至设计值。

(2)当基坑变形的速率超过控制范围,接近警戒值,而支撑轴力未达到自身的规定值时,可增大支撑轴力来控制变形。

(3)当围护结构变形过大,采用被动区注浆控制围护结构位移时,应在注浆后1~2h内对在注浆范围的支撑复加预应力至设计值,以减少围护结构外移所造成的应力损失。

(4)当支撑的轴力接近或超过设计值时,通过增设支撑来分解轴力,提高抗变形能力,阻止基坑变形进一步增大。

钢支撑拆除分层进行,当基坑内结构施做到钢支撑处时,并且此时的结构混凝土达到设计强度75%时,便可拆卸钢支撑。在钢支撑拆卸前先施加预应力将预加力端的钢楔卸去,放散支撑轴力,然后吊出钢支撑,拆除钢围檩。

6施工监测

深基坑监测是信息化施工常用的一种方法,在确保深基坑开挖安全上起着十分重要的作用。监测的主要内容有支撑轴力、围护桩位移和沉降变形、基坑周边地表沉降、基坑周边管线的位移沉降、基坑周边构建物的位移沉降、基坑隆起、地下水位变化等。在基坑开挖施工中,发现监控数据接近或超过警戒值时,应立即分析原因,准确地找出施工过程中存在的问题,及时调整施工步骤,采取相应的对策,便能有效控制基坑变形,确保基坑安全。

7施工注意事项

(1)施工降水不宜过快,降水过程中应加强周边建筑物、管线和地表沉降监测。土方开挖必须在水位监测指导下进行。

(2)施工过程中注意基坑周边用水管理,加强管线渗漏情况观测,切断基坑周边水源补给途径。若放线坑壁有渗漏情况,应查清原因,切忌盲目注浆堵漏。

(3)在施工中应严格控制基坑周边堆载,基坑周边2m范围内严禁堆载,基坑周边1.4倍坑深范围应控制堆载。

(4)土方开挖必须与支撑架设同步施工,按设计要求分层开挖,严禁超挖和掏底开挖。开挖段的长度必须根据基坑深度和坡度合理确定,不宜过长。当基坑挖至设计标高后,必须马上浇筑垫层混凝土,进一步减少基坑变形值。底板混凝土必须在5~7d内完成,相应结构层施工及时跟上,以建立永久的受力平衡体系,从根本上控制住基坑变形。

(5)加强施工监测,掌握边坡的稳定状态、安全程度和支护效果,以便随时调整设计参数及基坑施工方案,确保基坑安全可靠。

8施工体会

由于受施工场地限制,该工程采用排桩支护具有较大优势,排桩刚度大能有效保证基坑和周边环境安全;排桩施工和土方开挖错开进行,能缩短基坑暴露时间,有效保证施工工期;钢支撑施工技术简单易行,且可以重复使用,比一般的支护结构节省费用,综合效益显著(同类型基坑常采用排桩+锚索支护方式或土钉支护方式,锚索和土钉均为一次性投入,无法重复利用)。

第四篇：地铁深基坑降水施工技术的应用分析

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地铁深基坑降水施工技术的应用分析

地铁深基坑降水施工技术的应用分析

摘要：地铁施工过程中，降水对工程质量和工期都起着至关重要的作用，管井降水是一种有效的方法，但一定在降水前做好周边管线调查、地质勘察。降水维护与动态观测是深基坑降水工作的重点。降水施工前应综合考虑，对可能发生的风险事件进行预测、预防并制定切实可行的应急预案。降水中遇到突发事件，应排查起因，确定合理的处理方案，确保深基坑自身、及周边环境安全。

关键词：地铁 深基坑 降水

中图分类号：U231+.3 文献标识码： A

正文：

一、工程概况

1.某地铁站工程地质及水文地质条件

（1）工程地质该地铁站工程从地面以下 45m 勘探范围内的土层划分为人工填土层、新近沉积层和第四纪晚更新世冲洪积层三大类。并按地层岩性及其物理力学性质进一步分为 6 个大层及若干亚层，从上至下依次如下。

1）人工填土

①杂填土；①1砂质粉土、粘质粉土素填土；①3细砂素填土；第一层分布范围 34.98～38.60 m。

2）新近沉积②砂质粉土、粘质粉土；②1粉细砂；③卵石、圆砾；③2细中砂；③3砂质粉土、粘质粉土；第二层分布范围 31.15～34.16 m，第三层分布范围 25.79～28.18 m。

3）第四纪晚更新世冲洪积

④卵石，亚圆形；④1粘质粉土、粉质粘土；④2细中砂；⑤卵石；⑤1粘质粉土、粉质粘土；⑤2细中砂；⑥卵石；未钻穿⑥1粘质粉土、粉质粘土；⑥2细中砂，含云母及少量圆砾。第四层分布范围 13.01～15.98 m，第五层分布范围 2.81～4.48 m，第六层未钻穿。其中④

1、⑤1为粘质粉土、粉质粘土，可塑，透水能力差，对降水

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施工不利。

（2）水文地质地下含水层分三层：

第一层地下水主要分布在第④层卵石中，属潜水；第二层地下水主要分布在第⑤层卵石中，属潜水；第三层地下水主要分布在第⑥层卵石及第⑥2层细砂中，类型为承压水。各层地下水特征如表 2 所示。车站主体结构贯穿第一潜水层卵石④层，结构底板处于卵石⑤、⑤

1、⑤2层第二潜水层中。

表2 该地铁站工作区地下水位特征

2.工程周边环境

车站地面现状为高层住宅区及部分高层办公楼：车站东北侧为小区；西北侧为商业大厦；东南侧为某高层建筑物；西南侧为电话局。地下邻近其他地铁线，最近处仅 6m；管线较多、密集，主要有通信、电力管沟、雨、污水管、燃气管沟、上水管等。

3.降水设计

该地铁站采用管井降水，沿车站四周一圈布设降水井，配合施工部位分为三期进行降水施工，一期为竖井暗挖段降水，二期为东基坑降水，三期为西基坑降水，全过程进行动态管理。明挖基坑降水井间距 7.0 m，井深 36 m。

二、降水施工特点分析

1.施工难度大

此换乘车站最大埋深 29.804 m，埋深较大，且距离四号线结构仅 6m，交叉位置很难形成封闭的区域，施工难度大。

2.风险因素多

地质条件复杂，降水工程应配合主体施工，降水周期时间长，风险因素多，每个因素出现纰漏都可能导致降水环节失效甚至整个工程的失败。3.技术要求高工程场地涉及两层潜水，本次降水主要目地是疏干卵石④层潜水，该层厚约 4.2m，并降低卵石⑤、⑤

1、⑤2层潜水位 1～3.7m，降水层位多，降深幅度大；邻近高层建筑物和既有地铁线，而降水井位布置又受到场地、管线的限制，施工技术要求较高。

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4.工期压力大

站厅两端盾构段需为区间盾构提供接收或始发条件，工期压力大，因此，及时达到设计基坑降水效果是确保安全、高效、如期的完成此项工程的前提。

三、降水井施工工艺

1.成孔

该段地层中卵石粒径较大，反循环钻机施工有可能会产生斜孔或卡钻导致无法施工，因此，此次采用 BG-20 旋挖钻机钻孔。确保孔径不小于 705mm，考虑抽水期间沉淀物沉积的影响，成井深度略大于设计深度 0.20 m。钻孔过程中做好成孔记录，并采集土样，核对含水层所在部位和土的颗粒组成。

2.清孔

井管下入前进行清孔作业，清孔采取注入清水置换，利用砂石泵抽出沉渣，并测定井深。

3.下井管

井管采用无砂砼滤水管，在预制混凝土管鞋上放置井管，同时水位以下包缠尼龙滤网，缓缓下放，当管口与井口相差 200mm 时，接上节井管。井管要高出地面不小于 200mm，并加盖防水雨布临时保护。

4.填滤料

下管后立即填入滤料。采用人工方法沿井孔四周均匀连续填入。滤料填至井口下 1m 处，其上用粘土回填夯实。

5.洗井

回填滤料完成后，要及时进行洗井，防止井底沉渣厚度过大或无砂管孔隙堵死；洗井时间不少于3 个台班，要求基本达到水清。洗井结束后应进行单井试抽水试验，当出水量小于预计水量时，应采取其它处理措施以增大出水量，必要时应重新施工降水井。

6.水泵安装

将潜水泵及泵管吊放至井底以上 1.5 m 处。安装并接通电源，做到一井一泵一闸一漏，检查水位继电制动抽水装置和漏电保护系统。

7.试抽

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洗井后，对井管进行单井试抽，如有异常情况，重新洗井，并再次进行抽水试验。

8.排水

管路安装沿基坑边缘设置排水管沟，将每个降水井的排水管汇入排水管沟，利于维修、监控；管路过路段设置保护套管，避免重车碾压破坏管路，造成渗漏。

五、降水施工及运行质量保证

根据降水井设计要求，土方开挖前在东西基坑围护结构外侧分别施工 24、28 眼降水井，与一期暗挖段建成的降水井封闭成环，为保证后期降水效果，降水井施工及运行过程中严格控制降水井施工质量。

1.确保降水井深度

降水井钻孔完毕后由专人进行量测，确保井深满足要求，保证接触面积进而保证降水井透水性能和效果。

2.严格控制滤料质量

降水井采用洁净的滤料从井底向上至地表以下3m，在井管与孔壁之间的空隙均匀围填。滤料规格为含水层筛分粒径的 5～10 倍，且最大粒径≤5cm，级配良好。滤料按照设计要求严格筛选，选取粒径合适的级配碎石，反复清洗干净；严格控制滤料回填的时间及高度。

3.洗井要彻底

洗井是成井工艺中重要的一道工序。一口井能否发挥作用，取决于洗井的质量。在滤管四周填滤料后立即进行洗井，清除停留在孔内和透水层中的泥浆与孔壁的泥浆。疏通透水层，并在井周围形成良好的反滤层。洗井过程中观测水位及出水量变化情况。

4.做好试抽工作

试抽应连续进行，不应中途间断。需要维修或更换水泵时，应逐一进行。抽水开始后，应逐一检查单井出水量、出水含砂量。当含砂量过大，可将水泵上提，如含砂量仍然较大，应重新洗井。

5.提前降水按照施工进度计划，在基坑开挖前 15 天提前进行降水，以保证能及时降低基坑内的地下水位。

6.降水维护与动态监测

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降水工程施工结束后，是较长时间降水运行阶段，维护与动态观测是此阶段的工作重点，降水运行期间，做好各井的水位观测工作；现场实行 24 h值班制，值班人员要认真做好质量记录，做到准确齐全；对降水运行的记录，及时分析整理，绘制各种必要图表，以动态指导降水工作，提高降水运行的效果。

四、局部渗漏采取的措施

在土方开挖过程中，西基坑西侧坑壁上地面以下 10m 处出现局部渗漏现象。立即停止开挖，并对地质情况、周边管线进行调查。观察发现漏水点比较小，渗水速度慢，漏水点处的地层为粘质粉土，渗水为清水，且此范围无给、排水管线。分析原因可能是粘性土层中透水困难，处理方法为：做盲管导流至附近降水井处，并采用速凝型浆体材料封堵渗漏点，止水作用快速、明显。

（1）应放慢挖土速度，及时在坑壁做盲管导流，并在槽边挖盲沟集水，再将集水排走。导流盲管采用长 0.5 m 的 Ф25 mm 塑料管做成花管，缠 80 目尼龙纱网。盲沟贴坑壁挖，宽 300 mm，深 300 mm。为了防止水流将基坑底细颗粒物质带走造成基底土扰动，应在盲沟中填 Ф4～6 mm 砾石。

（2）在废水池出基坑范围内，开挖三眼浅井，管井、浅井组合降水，盲沟明排水，用来排干基底下 1 m 范围内粘土层中潜水，保持土方开挖过程中基面干燥。浇筑底板垫层时将浅井进行封堵处理。通过采取以上措施，监测结果显示水位下降，获得了满意的效果。

五、结语

换乘地铁车站明挖深基坑的施工，施工降水是个很值得探讨的课题，其成功的降水经验在类似的地质情况下，类似的工程施工中有许多值得借鉴的东西。整个基坑在开挖过程中降水效果良好，没有产生不良现象，保证了基坑的顺利开挖。同时降水运行费用较少，验证了此次降水方案的正确性和合理性。

参考文献

[1]刘国彬,王卫东.基坑工程手册[M].北京:中国建筑工业出版社,2009．

[2]JGJ/T111-98,建筑与市政降水工程技术规范[S]

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第五篇：深基坑降水监理实施细则-发表

目录

一、工程概况…………………………………………………………………………2

二、编制依据…………………………………………………………………………2

三、工程特点…………………………………………………………………………2

四、施工降水的重点…………………………………………………………………3

五、监理工作流程……………………………………………………………………3

六、监理工作的控制要点、目标……………………………………………………3

七、监理工作的方法及措施…………………………………………………………5

八、对降水施工资料的验收…………………………………………………………5

一、工程概况

_________2×350MW级低热煤发电项目工程厂址位于：_____市____工业园区内，距___市中心城区37km交通便利。本期工程规模为2×350兆瓦超临界间接空冷供热机组，配2×1189.5吨/时超临界循环流化床锅炉、一次中间再热、抽凝式汽轮发电机组、双水内冷冷却发电机，采用炉内加石灰石+炉外石灰石石膏湿法脱硫，同步建设SNCR+SCR脱硝装置，安装布袋除尘器+湿式静电除尘器。本期工程深基坑基础工程（输煤转运站基础、主厂房基础、凝结水泵坑基础、汽轮机基础、烟囱基础、间冷塔基础、雨水泵房等）

本工程施工降水的设计单位为山西省电力勘测设计院；降水工期为_____年___月___日具备基坑开挖的条件，_____年___月___日具备浇注第一罐混凝土的要求

二、编制依据

2.1、《电力建设工程监理规范》DL/T5434—2009 2.2、《建筑基坑支护技术规范》JGJ120—2012 2.3、《建筑地基基础设计规范》GB50009—2011 2.4、《混凝土结构设计规范》GB50010—2010 2.5、《建筑基坑工程监测技术规范》GB50497—2009 2.6、《建筑工程施工质量验收统一标准》GB50300—2001 2.7、《建筑与市政降水工程建设规范》JGJT111—98 2.8、《晋能孝义煤业电厂施工监理规划》兴源监理 2.9、河北兴源监理公司管理标准

2.10、山西省电力勘测设计院基坑降水方案及施工组织措施 2.11、业主施工降水招标文件

三、工程工程的特点：

3.1 本工程降水施工的特点为：工期紧，降水范围大，部分工程降水深度较深。

3.2 本工程降水施工的难点为：施工现场有多个施工单位交叉施工，施工安全控制是本工程施工的难点。

3.3 本工程降水施工的薄弱环节：设计院还有部分工号基础没有出图，部分工号还需补桩但

未出补桩图，使得降水施工井点布置不能一次到位。

四、施工降水的重点：

利用已有勘测成果，在拟建主要建筑场地周边布置一定数量的降水井进行降水，并通过场地内的观测井观测地下水降至基坑以下不少于一米，以满足各建筑基坑开挖的条件。

五、监理工作流程：

5.1 降水效果监控流程

完成降水施工准备阶段监理工作→审查降水施工方案、技术安全措施并确认签字→关键过程旁站监理→检查降水效果及过程控制→应急情况处理的监控。5.2 降水安全控制流程

检查降水施工单位组织机构及安全责任责任制度的落实情况→检查安全目标分解情况→检查降水过程风险辨识、评估及对策制定情况→巡视检查安全施工状态→提出安全整改要求→监督复查安全危险源的整改处置情况。5.3 降水阶段进度控制流程

根据里程碑节点提出降水目标时间→检查投入的资源情况→对进度偏差提出进度纠偏要求→检查进度纠偏方法及效果并进行考核。

六、监理工作的控制要点、目标：

6.1、井点布置要求：

6.1.1、主厂房、锅炉房基坑开挖深度4.0米，按1：1放坡开挖，井点布置在放坡线外1米。布置降水井32口，井深15米，井间距17米，厂房内设观察井3口，井深10米，降水至基坑下1米。

6.1.2、烟囱基坑开挖深度4.0米，按1：1放坡开挖，井点布置在放坡线外1米。在放坡线外布置降水井9口，井深15米，间距15米，烟囱中心设观测井1口，井深10米，降水至基坑下1米。

6.1.3、间冷塔基坑开挖深度4.6米，按1：1放坡开挖，井点布置在放坡线外1米。布置降水井34口，井深15米，间距16米，塔中心设观测井1口井深10米，降水至基坑下1米。

6.1.4、M5转运站基坑开挖深度8米，按1：1放坡开挖，井点布置在放坡线外1米。布置降水井16口，井深25米，间距6米，转运站中心设观测井1口，井深15米，降水至基坑下1米。

6.1.5、M3转运站、3#廊道及采样间基坑开挖深度8米，按1：1放坡开挖，井点布置在放坡线外1米。布置降水井17口，井深20米，间距7米，转运站中心设观测井1口，井深15米，降水至基坑下1米。

6.1.6、M2输煤转运站基坑开挖深度4米，按1：1放坡开挖，井点布置在放坡线外1米。布置6口降水井，井深15米，井间距7米，降水至基坑下1米。

6.1.7、3#输渣转运站基坑开挖深度10.5米，按1：1放坡开挖，井点布置在放坡线外1米。布置16口降水井，井深25米，井间距6米布置，转运站中心设观测井1口，井深15米，降水至基坑以下1米。

6.1.8、循环水泵房O2基坑开挖深度6.5米，按1：1放坡开挖，井点布置在放坡线外1米。布置降水井14口，井深20米，井间距10米，循环水泵房中心设观测井1口，井深10米，降水至基坑下1米。

6.1.9 综合水S1泵房前池基坑开挖深度4米，按1：1放坡开挖，井点布置在放坡线外1米。布置降水井10口，井深15米，井间距15米，池中心设观测井1口，井深10米，降水至基坑下1米。

6.1.10、雨水泵房基坑开挖深度7.5米，按1：1放坡开挖，井点布置在放坡线外1米。布置降水井10口，井深20米，井间距10米，水泵房中心设观测井1口，井深10米，降水至基坑以下1米。

6.2 监理检查控制井管吊放、滤料填充及水泵安装过程是否与施工方案要求一致： 6.2.1检查井管安放时的导中、防止井管错节防止泥砂堵塞井管、水泵安装深度、防漏电保.护措施是否符合要求；

6.2.2井管下好后需立即沿井四周均匀填入滤料，控制滤料级配及杂质含量符合要求；填入量不少于计算量的95%

6.2.3检查降水试运情况，如发现井管失效，要求降水单位采取处理措施进行恢复或要求另设新的井管。

6.3 监理检查降水试抽效果是否与设计一致，如发现与设计计算抽水量出入较大时，要求降水单位调整降水方案。

6.4 降水质量目标：基坑开挖前降水至基坑以下1米。

降水工期目标：2015年8月10号具备基坑开挖条件。

降水安全目标：降水施工及降水运行期间安全无事故，符合文明施工标准。

七、监理工作的方法及措施：

7.1 认真审查降水施工方案；对其中的质量、安全保障措施进行严格把关，对不符合要求的，指出其不足退回修改，直至符合要求。

7.2 检查降水施工单位的质量保证体系及措施、安全保障体系及措施能否满足施工质量、安全需要。

7.3 落实专人负责降水施工的质量、安全监理工作，及时发现问题，下达整改指令并监督整改效果。

7.4 监控井管施工位置、控制井深与设计一致，检查井管对管偏差、防泥浆进入措施、滤料充填是否符合要求。

7.5 要求降水施工单位保证降水期间有备用电源，避免因停电造成水位上升影响结构施工。7.6 检查降水效果是否与设计降水深度一致，如果发现降水深度达不到设计值，监理定期降水施工单位调整降水方案直至满足施工要求。

7.7 巡视监控日常降水期间的降水效果，发现异常情况，及时要求降水单位采取应急措施。7.8 要求降水单位对井位加设警示标志及井盖并设专人维护，防止伤害或损坏事件发生。7.9 要求降水施工单位准备1—2台潜水泵应对突发情况。

八、对降水施工资料的验收：

8.1降水设备埋设记录；﹙井管埋设深度、井底标高、井间距、滤料充填量、抽水设备设置位置与标高﹚

8.2 降水系统完成后的运转记录； 8.3 每台井降水设备台班运行记录； 8.4 降水系统井内水位观测记录； 8.5 降水设计文件。