懸掛式止水帷幕下基坑承壓水降水方式探討

李俠

摘要：本文以懸掛式帷幕下不同的承壓水降水方式為例，分析了在綜合考慮止水帷幕進入承壓含水層深度、周邊環境要求、基坑規模、降壓幅度等多重因素下，采取坑外抽+坑內觀測（備用）、坑內抽及坑內坑外觀測（備用）、坑內抽及坑內觀測（備用）等多種承壓水控制處理方式，并通過案例對以上承壓水控制處理方式加以說明，可為類似工程承壓水設計提供參考。

Abstract： Taking different confined water dewatering methods under suspended waterproof curtain as examples， this paper analyzes that in comprehensive consideration of multiple factors such as the depth of the water-proof curtain into the confined aquifer， surrounding environmental requirements， the size of the foundation pit， and the magnitude of the pressure drop， multiple confined water control treatment methods such as pumping outside the pit + observation inside the pit （backup）， pumping inside the pit and observation outside the pit （backup）， pumping inside the pit and observation inside the pit （backup） are adopted. And the above-mentioned confined water control and treatment methods are explained with cases， which can provide reference for similar projects.

關鍵詞：懸掛式帷幕;承壓水降水方式;承壓水控制

Key words： suspended curtain;confined water precipitation method;confined water control

中圖分類號：TU753.66 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：1006-4311（2020）06-0207-03

0 ?引言

基坑降水問題和基坑支護問題一樣，已經日益成為城市改造和建設中的重要問題。降水方案是否合理，會直接影響到工程造價的高低;降水方案的成敗，不僅涉及到地下室是否能夠順利施工，還涉及到周邊環境的安全問題即環境效應問題[1]。為減輕降低地下水位對周邊建構筑物的影響，減少基坑周邊地下水位的沉降，經常采用止水帷幕，止水帷幕的設置加大了地下水滲流路徑，改變了基坑周邊向坑內滲流的路徑，從而減少基坑降水對周邊環境的影響，止水帷幕根據其是否插入承壓含水層，可分為落頂式、落底式和懸掛式[2]。很多條件下，承壓含水層是無法隔斷或經濟上沒有可能性，例如上海⑦層與⑨層連通區域和⑤2與⑦層連通區域，含水層深達百米以上，此時，采用“圍護-降水一體化設計”，利用懸掛式隔水帷幕控制基坑內外水位差是安全性與經濟性兼顧的最優方案[3]。

本文討論的基坑承壓水控制是指懸掛式止水帷幕下的承壓水降水方式，主要包括：降水方式影響因素辨識及不同承壓水控制方式下的工程案例。

1 ?影響因素辨識及降水方式的選擇

影響基坑降水方式的因素是多方面的，本文主要討論的有止水帷幕進入承壓層深度、周邊環境保護等級、基坑規模（基坑面積及長寬比）及降壓幅度等因素。

1.1 懸掛止水帷幕進入承壓層深度

本文以止水帷幕進入承壓層深度進入10m為界，止水帷幕進入越深，則該因素對基坑降水影響評分越高，降水處理方式以坑內抽水為主。

1.2 周邊環境保護等級

根據相關規范，基坑周邊環境保護等級共分為一級（高）、二級（中）及三級（低），周邊環境保護一級，則該因素對基坑降水影響評分越高，降水處理方式以坑內抽水為主。

1.3 基坑規模（面積）

基坑面積越小，則該因素對基坑降水影響評分越高，降水處理方式以坑外抽水為主。

1.4 基坑規模（長寬比）

基坑長寬比越小，則該因素對基坑降水影響評分越高，降水處理方式以坑內抽水為主。

1.5 承壓水降壓幅度

承壓水抗突涌滿足要求下，降壓幅度越大，則因素對基坑降水影響評分越高，降水處理方式以坑內抽水為主。

具體以上各五個影響因素對基坑降水評分及下文案例各因素分析見表1。

2 ?工程案例

2.1 上海軌交13號線車站主體基坑

車站基坑外包總長183.6m、總寬22.3m，深度25.0～27.0m，采用1000mm厚地下連續墻+600mm厚側墻疊合墻結構，墻長56.0m。周邊建筑距離車站主體基坑約22.0m，下部基礎為條形基礎，本基坑環境保護等級為一級。為滿足基坑底板抗突涌要求需把⑦2承壓含水層水位降至埋深8.60～11.40m，降壓幅度為1.96～4.79m。基坑底板抗突涌驗算見表2。

在本案例中，周邊環境保護為承壓水降水方式的主要影響因素，采用坑內抽水方式。（圖1）

2.2 上海軌交18號線車站主體基坑

車站主體規模161.8m×19.85m（內凈），車站主體基坑開挖深度約25.8～27.67m，采用地連墻圍護，地下連續墻厚度為1200mm，墻底深度48.0m;本車站周邊環境復雜，基坑安全等級為一級，變形控制保護等級為一級。為滿足基坑底板抗突涌要求需把⑦承壓含水層水位降至埋深24.45～28.65m，降壓幅度為19.0～23.2m。基坑底板抗突涌驗算見表3。

在本案例中，周邊環境保護及降壓幅度為承壓水降水方式的主要影響因素，采用坑內抽水方式。

2.3 上海軌交15號線中間風井基坑

中間風井基坑長度25.6m，寬度24.1m，深度24.89m，采用地連墻圍護，地下連續墻厚度為1000mm，墻底深度45.0m;中間風井位于現狀農田內，周邊環境簡單;為滿足基坑底板抗突涌要求需把⑧2-2承壓含水層水位降至埋深14.99m，降壓幅度為10.39m。基坑底板抗突涌驗算見表4。

在本案例中，止水帷幕深入深度、基坑規模為承壓水降水方式的主要影響因素，采用坑外抽水方式。

2.4 綜合管廊工作井

工作井基坑長度30.0m，寬度23.5m，深度29.25m，采用地連墻圍護，地下連續墻厚度為1200mm，墻底深度49.0m;工作井距離南側長江江堤約220m，距東側江堤約1000m，距離東側高壓鐵塔約100m。為滿足基坑底板抗突涌要求需把下段⑤1承壓含水層水位降至埋深26.9m，降壓幅度達25.0m。基坑底板抗突涌驗算見表5。

在本案例中，周邊環境保護為承壓水降水方式的主要影響因素，采用坑內抽水方式。

2.5 某地塊基坑

基坑開挖面積9947.5m2，周邊延長434.7m，基坑大底板開挖18.5～21.0m，塔樓開挖18.8～21.7m，采用1000mm、1200mm地下連續墻作為止水帷幕，外圍墻底深度49.8m;為滿足基坑底板抗突涌要求需把⑦層承壓含水層水位降至埋深10.9～16.2m，降壓幅度為5.6～11.0m。基坑底板抗突涌驗算見表6。

在本案例中，止水帷幕深入深度及基坑規模為承壓水降水方式的主要影響因素，采用坑內抽水方式。（圖5）

3 ?結論

針對懸掛式止水帷幕下不同的承壓水降水方式，通過案例對承壓水控制處理方式加以說明，通過本文得到以下幾點結論可供其他類似工程參考：

①以上案例僅供參考，均為作者工作經驗總結，從技術角度出發，主要以上述五項因素綜合考慮確定基坑承壓水降水方式;實際工程中應需從安全、經濟等多因素、多角度綜合分析，以達到最佳承壓水控制。

②基坑承壓水降水方式的各影響因素是相互影響、相互制約的，譬如：1）地塊型基坑即基坑長寬比較小時，理論上采用坑內抽水降水方式;狹長型基坑即基坑長寬比較大時，理論上采用坑外抽水降水方式;但同時仍需考慮基坑整體面積、止水帷幕進入承壓層深度及周邊環境等諸多因素。2）基坑周邊環境保護等級較高時，理論上采用坑內抽水降水方式;在這種情況下，基坑圍護設計階段常通過現場專項水文地質勘察，采取“圍護設計-降水一體化”方式，通過合理設置止水帷幕進入承壓層深度，以達到安全、經濟雙保障。3）基坑周邊環境保護要求不高時，理論上采用坑外抽水降水方式，但同時仍需考慮基坑長寬比、止水帷幕進入承壓層深度及降壓幅度等諸多因素。

③基坑降水尤其減壓降水是一項復雜又系統的工作，應根據工程的實際情況選擇合理的地下水控制方案，以保證基坑本體及周邊環境等的多重安全。

參考文獻：

[1]閆瑞明，黎志向，黃秋來.有懸掛式止水帷幕基坑降水中的幾個問題的探討[C].2004年度上海市土力學與巖土工程學術年會論文集.

[2]祝衛東，韓同春.懸掛式止水帷幕插入深度的數值分析[J].水利水電技術，2009，40（7）.

[3]吳林高，等.深基坑工程承壓水危害綜合治理技術[M].北京：人民交通出版社，2016.

[4]楊順，黃研，邱承雙，王迪，余愛敏.基坑內干擾地層中增補承壓井減壓降水的技術應用[J].價值工程，2017，36（35）：94-97.