大型地铁站深基坑降水施工技术研究.doc

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时间:2018-07-13

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1、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10

2、m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

3、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

4、.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

5、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⑦3-2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

6、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)井布置以往地铁车站降压井的井位一般布置在基坑的两侧(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

7、主要施工便道,吊车、挖机、车辆移动频繁。如果布置在北侧,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,降压井布置在基坑内偏南侧。但是降压井布置在基坑内,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。具体布置为:坑内布置5口降压井,坑外布置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

8、.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、降压井的滤水管位置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

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