(完整版)地铁车站深基坑降水设计及施工问题分析
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轨道交通地下车站深基坑降水设计及施工摘要:近年来,我国的城市化进程有了很大进展,城市轨道交通工程建设越来越多。
城市轨道交通在我国目前的范围非常广泛,随着使用范围的不断扩大,施工质量的要求也越来越高。
城市交通车站在城市轨道交通中占有重要地位,城市交通车站建设的质量由深基坑的施工质量决定。
本文简述了城市轨道交通工程深基坑的特征、城市轨道交通深基坑施工技术及轨道交通车站深基坑工程施工质量控制。
关键词:城市轨道交通;深基坑;技术措施引言在当前我国社会经济全面发展的情况下,人们生活品质得到了大幅度提升。
在这种情况下,给城市交通出行提出了严格要求。
城市轨道交通车站作为城市发展的重要因素,加强城市轨道交通车站施工,对城市今后发展起到了重要意义。
深基坑支护施工是城市轨道交通车站施工中不可或缺的一部分,通过应用深基坑支护施工技术,能够有效提升工程基础稳定性。
因此,在进行城市轨道交通车站施工过程中,需要根据工程实际情况,优化深基坑支护施工工艺,将深基坑支护施工作用充分发挥,在提升施工质量的同时实现我国交通领域的健康发展。
1深基坑的特点深基坑主要起到支撑防护的作用,施工过程中要求的技术水平较高,施工环节也相对较多,是整体城市轨道交通施工过程中易发生施工事故的部分。
因此在对深基坑施工时,需要对施工情况进行详细的了解,制定合理的施工计划与支护结构,并且在施工过程中随时进行监控,确保施工过程的准确性,保证施工质量。
同时深基坑施工会对周围的建筑物和水位造成一定的影响,在施工过程中也要对水位、土壤结构等进行观察与检测,保证周围建筑物的安全,施工过程中,施工的材料在运输时可能会有灰尘产生,要避免灰尘影响施工的准确性,做好工程的防尘措施。
2工程概况福州市轨道交通5号线螺洲镇站位于螺福路与螺洲路十字路口,车站跨路口设置且沿螺福路东西向布置,车站有效站台中心线CK34+255.352,车站周边区域规划以居住用地为主。
螺洲镇站车站主体基坑长470.5m,标准段宽19.7m。
100YAN JIUJIAN SHE地铁车站施工降水分析Di tie che zhan shi gong jiang shui fen xi武西荣城市轨道交通车站建设,一般位于城市地下。
由于埋深较深,当工程建设场地存在地下水时,对工程施工的不利影响可能导致工程无法正常进行。
合理的降水方案直接影响工程建设的风险,本文结合呼和浩特市地铁1号线新华广场站降水方案,结合实际工程施工对降水工作进行分析。
一、工程概况新华广场站位于新华大街与沿锡林郭勒北路十字交叉路口,为1、2号线同期实施的换乘站,二者采用“T 型”节点换乘方案。
1号线为地下两层结构,沿新华大街呈东西向设置,车站总长523.1m,标准段总宽24.7m、基坑深度约为17.36m ;2号线为地下三层结构,沿锡林郭勒北路呈南北向设置,车站总长313.5m,标准段总宽24.9m、基坑深度约为24.6m。
为保证后续土方开挖及结构施工的顺利开展,保证无水施工环境,必须对浅层地下水进行有效治理,该工程的基坑支护结构采用地下连续墙,可以有效的进行止水,降水设计采用管井潜水泵疏干地下水。
二、工程地质情况勘察揭露地层最大深度为60m,车站附近无河流、湖泊、水库等储水场区,场地内潜水主要接受北部山前和东湖的侧向径流补给及大气降水入渗补给;该层潜水的运移规律主要受地形、地貌条件及地层岩性的控制,其动态特征随季节变化。
三、降水方案考虑到前期施工需要及保证良好的降水效果。
降水井具体间距根据车站主体施工段落划分情况确定,1号线新华广场站主体需72孔降水井,降水井深度22m~25m,降水井间距14m~16m ;2号线新华广场站主体需43孔降水井,降水井深度28m~31m,降水井间距14m~16m。
四、降水井计算1.降水计算基本参数降水范围:车站基坑施工范围内(1号线车站长523.1m、平均宽24.7m,2号线车站长313.5m,平均宽24.9m);根据地勘资料,潜水水位稳定在地面下6.85m ~11.20m,此处计算时,地下水静止水位取:h0=8.0m ;渗透系数:K=80.0m/d,因本站是坑内降水,取K=40.0m/d ;含水层厚度:H=20m ;地下水降深值:1号线车站标准段结构底板底埋深17.16m、底板纵梁(下翻梁段)底埋深18.56m ;车站两端扩大端(下沉段)的结构底板底埋深20.25m,按照最大埋深计算地下水降深值S1:S1=20.25+1-8=13.25m,取14m。
地铁深基坑降水施工技术的应用分析摘要:地铁是随着社会经济的不断进步而开始出现并逐渐成为人们生活中重要代步工具的新时代交通运输设备。
但是,同样随着地铁规模的不断扩大,对深基坑开挖面积和深度的要求也不断提高,为了能够在深度不断增加的情况下做好基坑施工,需要技术设计和施工单位对其进行深入研究。
因此,本文就地铁深基坑降水施工技术的应用进行了探讨。
关键词:地铁深基坑;降水施工;施工技术一、目前地铁施工中降水施工特点简述1、施工难度大地铁车站长度和宽度一般都较长,而且埋深较大有时能达到几十米,在施工中要采用的结构形式是两端明挖、中间暗挖相结合的方式,而且交叉位置较多,交叉位置很难形成封闭的区域,施工难度大。
2、风险因素多地铁工程施工在地下,许多地方地质条件较为复杂,基坑降水工程应配合车站主体结构施工,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、技术要求高在地铁施工中对技术的要求是非常严格的,在一般工程中都会涉及到多层潜水位,深度越大,降水层位就会越多,这样施工的难度就有了很大程度的提高,跟要求技术的到位,在地铁施工中,地铁线周围一般都是邻近高层建筑物和既有的设施,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。
4、工期压力大在地铁施工的盾构段需为区间盾构提供接收或始发条件,这就一定程度上加大了工期的压力,在施工中要想高效、如期的完成某项地铁施工,各个方面的工作都要全力的配合起来,这样才能将设计基坑降水的效果发挥到最大程度,保证了人们的出行安全、方便和快捷。
二、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0.20m。
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。
地铁基坑中承压降水的控制与处理地铁建设是现代城市交通的重要组成部分,而地铁基坑的施工则是地铁建设中的一个重要环节。
但是随着城市的不断发展,地铁建设也面临着越来越严峻的问题:地下水位的不断上涨,降水的增多等。
地铁基坑中承压降水是地铁建设的一个难题,因此,控制和处理承压降水显得尤为重要,本文将从控制和处理承压降水的原因、方法以及一些具有代表性的案例进行分析和探讨。
一、承压降水的原因地铁基坑中承压降水是由于地下水压力大于分层土壤的抗力所造成的。
在地铁施工中,地下水普遍被认为是一种有害因素,在基坑土方开挖中,水会进入开挖面,带来很大的不便,而且过量的地下水会引起降水压力,加重基坑的荷载。
造成承压降水的原因有:(1)地下水位高:城市地下水位常常高于地面水位,因此,地铁基坑中的地下水位较高,在基坑开挖过程中,地下水就会进入基坑中。
(2)降雨量大:雨季的到来,经常会带来很多的降水,形成承压降水。
(3)旁通地下水系统:地下水体旁通的地下水系统在地铁开挖中,不仅会引起承压降水,还可能引起地质灾害的发生。
(4)土层相互依靠不良:当图中的点是刚性岩石时,是非常稳定的,但土层不同,土层间的界面是动态的,因为土壤是可压缩的,所以当地下水压力大于土壤自重或附近建筑物的荷载时,就会产生承压降水。
二、地铁基坑中承压降水的控制(1)分层打排水带在地下水位高的基坑中,一种较为常见的方法是采用分层打排水带,即按照层位开挖基坑并将砂土垫层和防渗屏资料分作分稀,挖至相应深度同时在中空中置放混凝土管,以降低地下水位的水压,达到排水的目的。
排水带一般呈各层连通和分离状,防水屏(或保护层)则覆盖地下水位以上的整个挖孔面。
排水管道和防水屏之间形成稳定的筏基,它是承担地面建筑承载荷载的重要部分。
(2)喷锚支护这种方法一般用于艰难困苦的地质条件下,采用钢条、锚杆或钢化玻璃钢管埋固地基或固结土层,然后喷涂混凝土,固结在一起组成大体,组成的大体像一个薄壳,水压使它朝外凸出,于是就防止了地下水的渗透。
地铁车站深基坑开挖降水技术探讨1. 引言1.1 研究背景地铁车站深基坑开挖是现代城市建设的重要环节,在此过程中,降水技术起到至关重要的作用。
然而,由于地下水位较高、周围建筑物密集等因素的影响,开挖深基坑所面临的挑战也较为严峻。
为了解决这些问题,降水技术应运而生,成为地铁车站深基坑开挖过程中的重要组成部分。
在传统的地铁车站深基坑开挖工程中,由于地下水位较高,在开挖过程中往往会出现坑底积水、周围建筑物基础沉降等问题,严重影响工程的顺利进行。
因此,针对这些问题,深基坑降水技术应运而生,成为解决这些问题的有效手段。
通过科学合理的降水技术,可以有效地降低地下水位,减少坑底积水,减轻周围建筑物的基础承载压力,保障地铁车站深基坑开挖工程的顺利进行。
因此,研究地铁车站深基坑开挖降水技术的重要性不言而喻。
通过深入探讨降水技术的原理、应用案例以及发展趋势,可以为解决地铁车站深基坑开挖中遇到的挑战提供参考,推动相关技术的不断发展和完善。
1.2 研究意义地铁车站深基坑开挖降水技术探讨引言地铁车站建设是现代都市交通建设的重要组成部分,而深基坑开挖是地铁车站建设中不可避免的工程。
深基坑开挖所面临的挑战包括地下水位高、土层不稳定、工程安全等问题,因此降水技术在地铁车站深基坑开挖工程中的重要性不言而喻。
降水技术的研究和应用不仅可以提高开挖效率,降低施工风险,还可以保障地铁车站建设的安全和质量,同时对于城市地铁交通的发展具有重要意义。
深入研究地铁车站深基坑开挖降水技术,探讨其原理和应用案例,并展望其未来发展趋势,对于推动地铁车站建设技术的进步,提升城市地铁交通建设的质量和效率具有重大意义。
2. 正文2.1 开挖深基坑的挑战开挖深基坑是地铁车站建设过程中面临的一个重要挑战。
地铁车站通常需要建设在城市的地下深处,因此需要开挖较深的基坑。
这就意味着工程面临着较大的土压力和地下水压力,给开挖工作带来了巨大的困难。
地铁车站周围通常有大量的建筑物和地下设施,开挖深基坑可能会对周围建筑物和地下管线造成影响。
地铁车站深基坑开挖降水技术探讨
地铁车站深基坑开挖是地铁工程中非常重要的环节,同时也是工程难点之一。
在开挖
施工过程中,降水技术是必不可少的,以确保开挖工程的顺利进行。
本文将对地铁车站深
基坑开挖降水技术进行探讨。
地铁车站深基坑开挖面对的主要问题是地下水的渗流,尤其是在地下水位高的情况下。
车站基坑深度一般在20米以上,地下水位较高的地区甚至需要达到30米。
降水技术的正
确应用对于确保开挖工程的顺利进行尤为关键。
进行地铁车站深基坑开挖前,需要对周边地质状况进行充分的勘探和评估。
地下水位、土层厚度、土质特性等都需要进行详细了解,以确定降水方案。
降水技术的选取应根据地质条件和工程需求来确定。
常见的降水技术有井点降水、井
点排水和压力式降水等。
井点降水是通过设置井点,通过泵站对地下水进行抽排的方法。
井点排水是在地下水位以上设置井点,将地下水引流至管道进行排水。
压力式降水是通过
在基坑边界设置降水井,并应用增压泵将地下水降至所需水位以下,以保证基坑内无水泥
浆流入。
然后,在进行降水施工之前,需要进行合理的围护结构设计和施工,以保证基坑的稳
定和开挖的安全。
对于特殊地质情况和复杂地下水渗流情况,可能需要设置深层水平抽水
井或深井分流降水等。
在降水施工过程中,需要进行有效的监控和管理。
监测井点的水位变化和地下水渗流
情况,及时调整降水量和水位,确保基坑内的工作环境安全。
需要采取相应的技术措施,
防止土体和支护结构的沉降和变形。
深基坑降水井施工技术要点及常见问题分析摘要:随着我国经济快速发展,一般地面公共交通运输已经远远满足不了人们出行需求,地铁建设以其运行速度快、运输能力大正在大中型城市兴起。
本文旨在对地铁车站深基坑降水施工技术及常见问题简要论述。
关键词:车站;深基坑;降水前言地铁是我国大中型城市公共交通运输最主要方式之一,以其运行速度快、运输能力大,基本不受各种气候条件的影响等优点,逐渐成为公共交通运输主导。
地铁车站是供旅客乘降、换乘和候车的场所,车站深基坑安全有效开挖是地铁施工的重点,深基坑降水施工则是保证车站施工的重中之重。
1.降水目的及方法为保证车站深基坑开挖施工以及深基坑开挖时基底干燥,在土石方开挖期间利用降水井对深基坑进行降水作业。
基坑开挖前二十天须进行坑内疏干降水,以提高土体的抗剪强度。
原则上在深基坑内布置两排纵向降水井,为避开结构底板梁位置,进行左右交叉布置。
2.施工降水方案概况施工降水采用深井管井降水,井孔为钢丝绳磨盘钻成孔,管井深以场地标高为准,管井外露地面50cm。
(1)管井为钢管井管,孔内填1至5mm绿豆砂。
抽水井周围必须充填有一定级配和磨圆度较好的中粗石英砂或绿豆砂。
严格控制填滤料的规格,保证水井出清水,防止水井淤塞和坑外掏空。
(2)钻进时尽量采用清水和稀泥浆,保证水井的出水量。
成井后应立即进行冼井,可用空压机自下而上冼至水清、井底不存在泥砂为止,冼井后安装水泵并进行单井试抽,并做好工作压力、水位、抽水量的记录。
(3)水泵每口井应选用不少于两台水泵,水泵应置于设计深度,水泵吸水口应始终保持在动水位以下。
(4)降水单位在深基坑开挖期间应每天测报抽水量及坑内地下水位。
每日观测水位的变化。
(5)管井位置应避开工程桩、柱、地梁、墙及小型承台等,如相矛盾,经设计人员同意后作适当移位。
3.其他降排水施工措施车站主体冠梁上挡土墙高出地面20cm,防止地表水流入深基坑。
深基坑土方开挖过程中,当由于下雨等原因造成深基坑表面积水时,加大降水力度,并在深基坑内采用挖排水沟、集水井的方法积水,然后用水泵将水抽出。
关于地铁深基坑降水技术研究摘要:随着我国现阶段中城市建设的发展,地铁建设也进入高速发展的时期。
地铁深基坑施工中的降水施工就是地铁建设的主要难点之一。
本文结合笔者工作经验,对地铁深基坑降水技术进行了简要的阐述分析,希望可供相关参考。
关键词:地铁;深基坑;降水技术一、地铁深基坑降水的主要目的及分析(1)、防止周围建筑物不均匀沉降。
由于水位下降,引起土层有效应力增加从而土体压缩变形,导致建筑物不均匀沉降。
(2)、防止水位下降导致的地面沉降。
降水井穿越的地层有粗砂和粉砂层,如果降水井反滤层没有处理好,易导致土层中颗粒的流失,随着降水的时间延长,有可能导致地面沉降,进而破坏邻近建筑物的基础,导致建筑物产生不均匀沉降。
(3)、防止基坑遇水失稳。
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。
二、工程概况某地铁2号线城运村站为地下2层岛式车站,外包尺寸为185.3m×18.5m,两扩大端宽22.2m,地面标高379.0~379.7m,基坑开挖深度16.84m,基底标高为362.00m,车站南端废水池开挖深度为19.84m,基底标高359.40m。
(1)、工程及水文地质条件车站地貌单元属一级阶地,场内地层自上至下为全新统填土层、黄土状土层、粉细砂层、中粗砂层、上更新统冲积粉质粘土层、中砂、粗砂层等。
地下水类型为第四系孔隙潜水,地下水位埋深12.5m,水位高程366.0m,地下水年变化幅度1.00~2.00m,渗透系数为25-60m/d,为富水强含水层。
(2)、降水方案1、降水要求设计要求基坑水位降至结构底板1m以下,相应高程为361m,需要降深7m;基坑南端局部废水池要求水位降至358.4m,需要降深9.6m考虑。
降水参数及计算。
根据本车站特点,结合本区降水经验,采用基坑外管井降水方案。
地铁车站深基坑开挖降水技术探讨随着城市地下空间的不断开发利用,深基坑的开挖日益成为城市建设中的常见现象。
但是,在地铁车站深基坑的开挖过程中,降水是一个常见的技术难题,也是一个影响工程进度和安全的关键因素。
如何采取有效措施解决地铁车站深基坑开挖过程中的降水问题,是当前亟待探讨的问题。
地铁车站深基坑开挖过程中的降水是由多个因素共同作用引起的。
首先是地下水位超出了开挖面以上的地面水位,导致地下水向基坑内渗透。
其次是基坑周边的土层及岩层中含有大量的地下水,当开挖下行深度超过该层所在深度时,地下水就会涌入基坑内部,增加了降水的难度。
此外,由于开挖所在地下岩土层的透水性和渗透性不同,也会导致基坑周边地层的地下水压力不同,进一步加剧了降水难度。
地铁车站深基坑开挖降水问题的解决需要采取科学的技术措施。
在实际操作中,可以采用以下技术手段:2.1 现场勘探和分析在开挖前进行现场勘探和分析,掌握该区域的地质、水文和水动力等方面的情况,评估并制定降水方案。
2.2 基坑抽水基坑抽水是一种常见的降水方式,通过基坑周围挖掘井点或井道,将地下水泵入集水池后排入外部排水沟(或雨水管道)中。
基坑抽水是一种有效的降水方法,可以迅速降低基坑内部的地下水位。
常用的抽水泵泵流量为20~50m3/h,可满足日常排泵需求。
2.3 地下障壁法地下障壁法是采用水泥浆或沥青等材料在基坑周围挖一个密封壁,形成一个不透水带以防止地下水进入基坑内部,防止发生地下水受力状况破裂等现象。
地下障壁技术具有施工简单、效果稳定的优点,但是施工周期长,费用较高。
2.4 喷浆注浆喷浆注浆法是将浆液喷淋到需要加固的土体中,通过控制浆液的量和压力,将浆液注入土层中形成固体,有效地加固地层,防止水从缝隙、裂缝渗漏。
注浆技术需要结合实际情况选择合适的注浆材料和方案。
地下冻结法是将钢筋网等材料放入需要安全的土层中,继而注入防水液,将钢筋网形成一个封闭的空间,空间内的水通过冷却过程形成冰块,将土层冻结成为一个不渗水的固体结构。
地铁车站深基坑降水设计及施工问题分析摘要降排水施工是否成功,在很大程度上决定着深基坑施工的成功与否。
同时由于地下工程的复杂性,基坑开挖过程中出现局部地质变异性大、局部流砂或涌水等现象,而且往往是多种因素综合作用。
结合郑州地铁某深基坑具体工程,阐述了基坑降水设计及施工中遇到的问题,并对这些问题进行了分析,提出了应对措施。
关键词地铁车站深基坑降水设计减压井1 概述在地下水位较高的地区开挖地铁深基坑时,由于含水层被切断,在压差作用下,地下水必然会不断地渗流入基坑,如不进行基坑降排水工作,将会造成基坑浸水,使现场施工条件变差,地基承载力下降,在动水压力作用下还可能引起流砂、管涌和基坑失稳等现象。
同时若降水处理不当,会引发施工险情,并严重滞后工期.因此,为确保基坑施工安全,必须采取有效的辅助降排水措施,基本保证无水作业,确保地铁施工安全、质量和工期.一般情况下,在进行深基坑开挖施工时应具备如下条件:( 1) 基坑在开挖期间应将地下水位提前降至开挖面以下 1 m,保持基坑开挖无水作业;( 2) 保持基坑侧壁的稳定和基坑底板的稳定;( 3) 不影响邻近建筑物及地下管线的正常使用。
2 工程概况本站所处场地属黄河冲洪积平原,场地起伏不大,地形较平缓。
地面高程 88. 115 ~88. 565 m.场地范围内地层主要为第四系( Q)沉积地层,地层从上到下主要为人工填土、第四系全新统( Q4)粉土、粉质黏土、粉、细、中砂及第四系上更新统( Q3)粉土、粉质黏土.工程所处范围内地下水类型为第四系潜水,主要由大气降雨补给。
第四系冲积 ~ 洪积( 4 - 3) 细砂及( 4 -4) 中砂为主要含水层,砂层一般被人工填土层、冲积~洪积土层覆盖,地下水具微承压性.( 4 -3)细砂及( 4 - 4)中砂粘粒含量较低,富水性强,透水性好,渗透系数为 5 ~ 20 m/d; 冲洪积土层饱水性好,其透水性中等-强透水。
工程详勘所揭露的地下水水位埋藏变化较小,初见水位埋深为 3. 7 ~5. 5 m(本次勘察野外作业期间为弱降水期),标高为 82. 99 ~84. 55 m; 稳定水位埋深为 4. 3 ~5. 8 m,标高为 82. 57 ~83. 95 m。
地下水位的变化与地下水的赋存、补给及排泄关系密切,每年 6 ~9 月为雨季,大气降雨充沛,水位会明显上升,而在冬季因降水减少,地下水位随之下降。
地下水年变幅 2. 0 m,3 ~5 年较高水位 3. 0 m。
各土层的水文地质特征及渗透系数值见表 1。
因道路两侧设有 50 m 宽绿化带,车站布置与道路西侧绿化带内,本站站后设交叉渡线和故障车停车线,车站总长467.3 m,车站标准段宽 19.1 m,最大宽24. 5 m( 轨排井处) ; 中心里程处顶板覆土3. 0 m,底板埋深约16.3 m.车站主体为地下二层双跨闭合箱形框架结构,采用明挖顺筑法施工。
基坑围护结构采用钻孔灌注桩 + 三轴搅拌桩止水帷幕形式。
标准段钻孔灌注桩有效桩长 23. 2 m、嵌固深度 8. 8 m,桩外侧采用单排三轴搅拌桩作止水帷幕,长约 29 m。
三轴搅拌桩插入粉质黏土相对隔水层不少于2.3 m.3 降水设计3. 1 降水方案选择根据该场地的环境条件和水文地质条件,地下水位较高,砂层较厚( 地面以下 7 ~ 25 m 左右均为砂层) ,渗透系数较大 ( 细砂 8 m/d、中砂15 m / d),若采用基坑外降水,则会对周边较大范围内( 前期类似工程的降水监测表明,砂层较厚时,降水影响半径达 200 m 左右)的建( 构)筑物造成较大影响。
为减少对周围建(构)筑物的影响,降低抽水费用,同时结合前期设计的经验,确定在车站围护桩外侧施作咬合三轴搅拌桩作为基坑的止水帷幕,采取坑内降水、坑外止水的方式进行降水施工,以减小降水井出水量,缩小降水施工影响范围。
降水作业应将基坑内地下水位降至基坑底以下 1 m.基坑降水常用的方法有明沟排水和井点降水两种,其中井点降水常用方法有轻型井点、喷射井点、电渗井点、管井井点、自渗井点等,各井点使用范围见表 2。
根据本车站地质条件、施工环境、水位降深要求等因素,综合考虑采用深井管井降水为主( 基坑开挖施工前) 、集水井明排为辅( 基坑开挖施工期间)的方法。
综合考虑基坑的开挖深度、降水区域内地下水水力坡度、降水后水面距离基坑底部的高度、降水期间地下水位变化幅度、过滤管和沉砂管的长度等,井点管埋设深度取 26 m.井管采用无砂滤水管,滤管长度 20 m,顶部以下 6 m 以外为滤管部分,滤管部分全部采用密目网包裹。
井管下入后立即在井管外侧填入滤料.滤料采用粗砂或豆石,需具有一定的磨圆度,含泥量( 包括含石粉)≤3%,粒径1 ~ 5 mm。
滤填充至车站含水层以上 3 ~ 5 m,填充至孔口时改用黏土回填,回填高度不小于 1 m。
为防止雨污水、泥砂或异物落入井中,井管要高出地面300 mm,并加盖或捆绑防水雨布临时保护。
3. 2 基坑降水设计计算3. 2. 1 基坑涌水量计算选择块状基坑公式估算基坑涌水量:式中,L 为基坑长度( m) ; B 为基坑宽度( m) ; Q为基坑出水量( m3/ d); k 为渗透系数( m / d) ; H 为静止水位至含水层底板的距离( m) ; R 为影响半径( m) ; S 为设计水位降深,设为底板标高下 1. 0 m,S = 13. 0 m。
预计基坑涌水量见表 3.3. 2. 2 单井最大允许出水量计算式中: q—管井出水能力,m3/ d;L’—过滤器淹没长度,取 6 m;d-过滤器外径,500 mm;α’-经验系数,取 115。
计算得,q =630 m3/ d3. 2. 3 井点数量的确定n = 1. 1 × Q / q式中: n—管井数量,口;Q-基坑涌水量,25 663. 5 m3/ d;q—管井单井出水量,630 m3/ d。
所需管井数量: n =1. 1 × Q/q = 45.1≈45,布井时根据场地条件、抽水影响因素等情况可适当加密。
4 降水施工中出现的问题4. 1 降水施工本站基坑于 7 月 17 日开始降水作业; 8 月 27日,开挖至地面下 11 m 时,见明水,立即停止开挖,外侧地下水位下降约 2 m,由于施工止水帷幕过程中南端西侧墙处出现施工冷缝,该处基坑侧壁存在渗漏水情况,同时降水井存在出水量偏小、水跃值偏大等问题; 9 月 20 日,决定在基坑南端试挖 10 m长,以判断基坑涌水涌砂及强降水安全开挖的可能性。
9 月 26 日,南端基坑内开挖至地表下 13 m 位置时出现涌水、涌砂现象(见图 1) ,立即停挖,并对突涌点反压回填.随后,组织了当地水文专家为主的专家咨询会,鉴于砂层含粘粒较多,制定了改变管井降水的井壁材料为绕丝管措施。
10 月 16 日,针对水位仍未有效下降,但因基坑全面降水,南侧外侧地下水位仍相对下降 2 m,而北端外侧水位已下降约5. 2 m。
施工现场采取继续增加了降水井的密度,至此基坑内降水井总量达 80 口( 其中无砂管降水井 63 口,绕丝管降水井 17 口);同时在基坑盾构井处局部14 m ×16 m采用真空井点降水,与管井降水相结合,并进行试验性抽水,水位变化不明显,遂考虑加大真空井点降水的规模,增加真空井点降水的区域达到25 m × 18 m( 井点数量达到 86 个) ,水头缓慢下降。
4. 2 施工监测南端基坑基本开挖至基坑底部,基坑周边水位呈北端水位下降( 9. 05 m)明显大于南端水位下降( 3. 85 m) ;地表沉降累计最大为 9. 24 mm,位于基坑南端西侧; 建筑物沉降最大为 6. 01 mm,位于基坑南端头的建筑物上; 桩体变形累计最大为15. 31 mm,位于基坑南端盾构井的西侧; 支撑轴力最大为 753. 05 kN (第二层) ,位于基坑南端盾构井西侧的斜撑;桩顶水平位移最大为 7 mm,沉降最大为 7 mm,位于南端盾构井段。
从监测结果上看:桩体变形和地下水位变化相对较大,桩体变形为警戒值的 60%,其它监测项目为警戒值的 20% ~50%。
5 原因及措施分析5. 1 基坑降水困难的原因分析根据降水过程中现象分析,判定基坑有较大水源补给,具体原因可能有以下几个方面。
( 1)降水井渗透性差。
具体原因包括降水井井壁材料选择不当、滤料的材料选择不当、洗井( 成井的关键在于洗井,它直接影响到整个基坑降水的效果) 不规范等; 同时也存在降水井运行过程中,地层中的细颗粒被水流带到井壁附近,导致降水井渗透困难、水跃值大; 因此对于粘粒含量较多的砂层,建议井管降水优先选用绕丝管降水井。
( 2)三轴搅拌桩止水帷幕施工质量较差,未能达到密闭效果.具体原因包括由于施工机械故障、管线等影响形成的施工冷缝,在采用高喷桩封闭止水帷幕过程中封闭不彻底;三轴搅拌桩水泥参量偏小,不能达到止水要求的渗透系数、强度等的要求。
同时由于砂层较厚,围护桩塌孔较为严重(基坑开挖过程中暴露出围护桩扩孔现象严重) ,一定程度上影响了后期止水帷幕的施工质量,建议今后应提高围护桩的施工质量。
( 3) 止水帷幕出现较大变形,导致失效。
主要是基坑开挖后,由于基坑变形,止水帷幕随之变形,可能出现裂缝,从而导致止水帷幕失效。
尤其是当施工冷缝未能有效处理时,在基坑开挖过程中,侧壁的渗漏水也会带走土体中的细颗粒,导致该处的围护结构变形增大,从而导致较长范围内的止水帷幕出现裂缝。
基坑南端西侧墙处的堵漏过程就说明了这一点。
( 4)本站地质复杂,相对隔水层起伏大,可能存在相对隔水层在基坑中部某处局部缺失或薄弱,地下水从基坑底部补给。
( 5) 因地质勘探孔深度均在 35 m 左右,若地质勘探钻孔在封孔时不密实,可能造成相对隔水层下方的水通过勘探孔流入基坑内。
(6)不透水层内局部钙质结核较多,导致渗透系数过大,可能达不到相对隔水层的渗透系数要求。
5. 2 可采取的措施分析鉴于造成基坑降水困难的地质等因素较为复杂,采用单一的措施无法处理,因此本着确保安全、降低费用的原则,采取如下几种措施。
( 1) 在基坑外侧施工减压降水井鉴于本站基坑距离周边建筑物相对较远,可在坑外布置降水减压井,同时在降水困难地段,可采用轻型井点配合管井的降水,以确保尽快将地下水位降至预定目标,同时减小降水时间,从而避免长期降水造成产生较大的降水漏斗,对周边环境产生较大影响。
( 2)局部施作导流明沟当基坑底局部存在难以疏干的问题时,选取适当位置做明沟导流,待基坑底疏干至满足施工要求时,尽快施工垫层及底板结构。
( 3)局部加深处采用真空井点降水配合管井降水针对本基坑端头盾构井下沉处和集水坑等下沉处,采用真空井点降水和管井降水的混合降水方法,快速将地下水位降到设计要求,并尽快封底,减少基坑暴露时间和基坑的抽水量.( 4) 加强对止水帷幕施工冷缝的处理因本站砂层较厚、局部地段标贯值较大,对于施工中出现的断桩冷缝,应确保二次下沉深度至少达到断桩冷缝处以下 1 m 以上,同时在冷缝以下部位,应加大喷浆数量和喷浆时间进行补强。