西安地鐵深基坑降水對周邊建筑物的影響分析

李粉玲

（西安市地下鐵道有限責任公司，陜西 西安 710000）

1 工程概況

西安地鐵長樂坡車站位于長樂東路與規劃長十路路口，車站沿長樂路東西向布置，車站為地下兩層島式車站，車站設計起止里程YDK27+545.192~YDK27+759.892，車站中心里程YDK27+618.692。車站基坑長度為 214.7m，基坑標準段寬18.70m，深16.70～17.00m，西端盾構凹槽局部深18.60m。車站采用明挖順作法施工，基坑圍護結構采用鉆孔灌注樁，基坑內設鋼管支撐，車站主體為現澆鋼筋混凝土箱型框架結構，結構外設置外包防水層。車站西端為盾構始發井，東端接暗挖區間。

長樂坡站區地形略有起伏，長樂路北側長樂坡村地形較低，長樂路及其南側地段地勢相對較高，地面高程介于400.99~405.66m之間。場地地貌單元屬浐河一級階地。

2 工程特點

2.1 工程地質條件

根據地質勘查報告，該場地土層自上而下依次為：（1）雜填土 Q4ml：主要由瀝青、水泥路面、灰渣、石塊、灰土、碎石墊層及磚瓦碎塊組成。層厚0.80m~7.00m。（2）素填土Q4ml：主要由粘性土組成，含少量磚瓦碎塊，土質不均。層厚0.80m~5.80m。（3）黃土狀土Q4al：土質均勻，具蟲孔及大孔隙為中壓縮性土。層厚1.50m~7.10m。（4）粉質黏土 Q4al：可塑。層厚 0.60m~3.20m。（5）粉細砂 Q4al：飽和，中密狀態。層厚1.20m~2.90m。（6）粗砂Q4al：飽和，中密狀態。層厚 0.70m~9.50m。（7）礫砂Q4al：飽和，中密狀態。層厚1.00m~4.80m。（8）圓礫土 Q4al：級配不良，中密狀態。層厚 3.10m。（9）卵石土 Q4al：級配不良，中密狀態。層厚1.90m~11.60m。（10）粉質黏土Q2al：可塑狀態。場地內分布連續穩定，為中壓縮性土，層厚8.90m~17.40m。（11）粗砂Q2al：級配不良，含少量云母及粘性土，飽和，中密狀態。層厚1.50m~6.10m。（12）卵石土Q2al：灰黃色，級配不良，飽和，密實狀態。最大揭露深度6.80m，未穿透。

2.2 工程水文條件

2.2.1 地下水位。本站勘察期間測得地下水穩定水位埋深為11.00m~15.45m，穩定地下水位高程介于388.98m~390.80m。

2.2.2 地下水類型、賦存方式、補給。地下水主要賦存于2-6粗砂、2-7礫砂、2-9卵石土，4-8粗砂和4-11卵石土層中。4-4層粉質黏土為弱含水層，4-8粗砂和4-11卵石土含水層無明顯承壓性。其下含水層無明顯承壓

R-降水影響半徑（m）；S-基坑水位降深（m）取 3m；K-滲透系數（m/d）K 取 50m/d；H-含水層厚度（m）H取17m。

3.1.2 基坑涌水量。根據地下水類型、基坑形狀及含水層構造等特點，采用《地下鐵道、輕軌交通巖土工程勘察規范》（GB50307-1999）第8.5.8條中的“大井法”，公式如下：性。據收集現有資料，本地區第四系孔隙潛水含水層厚度約80m，地下水位年變化幅度約1.50m-2.00m。勘察期間為較高水位期。地下水補給主要由鏟河河水補給，大氣降水等，排泄方式主要為逕流排泄、人工開采，潛水越流排泄及蒸發消耗等。

2.2.3 地下水滲透系數。車站基坑降水影響深度范圍內各潛水含水層的綜合滲透系數建議取50m/d。

2.2.4 地下水質特征及水、土腐蝕性。場地地下水對混凝土結構無腐蝕性；長期浸水條件下，對混凝土結構中鋼筋無腐蝕性，在干濕交替條件下，對混凝土結構中鋼筋具弱腐蝕性；對鋼結構具弱腐蝕性。

2.2.5 水位設計參數。本站設計抗浮水位為4.02m，設計抗滲水位為4.00m。

3 基坑降水

3.1 降水方案的參數計算

3.1.1 降水影響半徑。根據圍護結構設計說明書有關降水設計主要參數建議，影響半徑（m）R取175m，

式中：H含水層厚度或靜止水位至含水層底板的距離，考慮水位年變幅2.0m，H：長樂坡車站主體取17m。K：滲透系數，取k=50m/d；R：影響半徑，取 R=175m；r0:基坑等效半徑η=1.08，計算得r0＝42.26m。計算得Q＝8737m3/d。

3.1.3 基坑管井數量

取整數24（間距20m）.

K：安全系數取1.1；P：潛水泵抽水能力；ε：潛水泵工作效率0.8。

3.2 降水方案設計

3.2.1 降水處理方法。根據本工程的特點、基坑降水深度的要求、滲透系數、設備條件、經濟比較，擬采用0.8米井徑，大口井降水井在圍護結構邊線以外側1.5米處設置，深水泵強制抽水，水管集中排放的方法。根據基坑開挖深度、降水深度及后期有效降水深度，本工程長樂坡車站主體降水井井深選用28m，布設24口井。

降水采用重力降水辦法用深井泵抽水。深井降水在土方開挖前開始進行，在主體結構施工完后停止降水。每口深井配深井泵一臺。深井泵抽水則不連續進行，設置自動控制開關，有水則抽，斷水則停。

3.2.2 降水井構造及施工工藝。井孔開挖直徑為800mm，井管采用無砂砼濾水管，在預制砼管鞋上放置井管，同時水位以下包纏一層60尼龍網（八層樓區段），緩緩下放。當管口與井口相差200mm時，接上一節井管，接頭處用尼龍網裹嚴，以免擠入泥砂淤塞井管，豎向用3~4條30mm寬、長2~3mm的竹條用2道鉛絲固定井管。為防止上下節錯位，在下管前將井管依井方向立直，吊放井管要垂直，并保持在井孔中心，為防止雨水、污水、泥砂或異物落入井中，井管要高出地面不小于20cm，并加蓋或捆綁防水雨布臨時保護。井管下入后立即填入濾料。濾料應具有一定的磨圓度，濾料含泥量（包括含石粉）≤3%，粒徑4~7mm，填礫料時，濾料沿井管外四周均勻填入，宜保持連續，要避免填料速度過快或不均造成濾管偏移及濾料在孔內架橋現象，洗井后濾料若下沉應及時補充濾料。要求實際填料量不小于95%理論計算量。深井泵選用QJ63-50深井水泵，揚程50m。每井一臺，并帶吸水膠管，并配上一個控制井內水位的自動開關，并配有2臺備用泵。井管內抽出的地下水抽至地面至排水總管，再通過排水明溝接通附近下水道。

4 變形及沉降觀測

本工程于2009年10月份開始實施，至2010年12月完成，歷時13個月。變形及沉降觀測和工程同時進行。

4.1 地表沉降觀測

監測日期為2009.08.01~2011.12.25，地表沉降量控制標準為+10mm、-24mm，預警值為+8mm、-19mm。

該基坑各沉降變形監測點累計沉降量最大值為6.02mm，故基坑周邊地表沉降穩定。

4.2 周邊建筑物沉降觀測

監測日期為2010.01.29~2010.12.25，周邊建筑物沉降量控制標準為15mm，預警值為10mm。

該基坑周邊建筑物各沉降變形監測點累計沉降量最大值為9.02mm，故基坑周邊建筑沉降穩定。

4.3 樁頂位移觀測

監測日期為2009.11.20~2010.10.25，樁頂沉降量控制標準為30mm，報警值為24mm。

該基坑各護坡樁監測點累計位移量最大值為3.0mm，故基坑護坡樁位移穩定。

結語

通過長樂坡站工程概況、特點及地質、水文情況分析，經過降水參數的計算、降水方案的科學制定和實施，表明對于深基坑，采用大口井及深水泵強制抽水、水管集中排放的方法控制地表及周邊建筑物沉降在技術上是可行的，同時對提高工程經濟效益，降低工程費用，保證計劃進度等起到了較好作用。

[1]沈保漢.樁基與深基坑支護技術進展[M].北京:知識產權出版社，2006.

[2]龔曉南，高有潮.深基坑工程設計施工手冊[M].北京:中國建筑工業出版社，1998.

[3]高大釗，陳忠漢，程麗萍.深基坑工程[M].北京:機械工業出版社，1999.