深基坑围护结构及地下水降水施工关键技术研究

冯晨晨

(安徽省地矿局第一水文工程地质勘查院，安徽 蚌埠 233000)

在深基坑施工时，地下水是整体施工必须考虑的关键因素。因为地下水具有动水压力、软化作用以及冲刷等作用，在换季时，水温还会随之发生变化，地下水状态会发生相应改变，会对基坑支护稳定性形成较大影响。所以做好地下水控制，科学实施降水施工，对深基坑围护结构施工有重要的意义。

1 工程概况

本工程是某西站市政配套工程，是某市轨道交通1号线一期下穿沪通铁路土建工程。车站为地下二层岛式结构，宽为21.7 m，长为213.15 m。本次施工采用明挖顺筑施工模式，深基坑开挖深度在15.74 m左右，主体围护结构采用坑中坑与放坡联合模式，其中开坡段挖掘深度在5.35 m左右。工程沿线地貌较为简单，均为新三角洲平原，整体地形较为开阔、平坦，海拔标高在5 m左右，沿途水系较为发达，需要控制好地下水对工程施工的影响。

2 水文地质条件

为保证工程施工质量，做好地下水影响管控，本次施工单位对工程所在水文地质条件展开了调查，以求为基坑降水方案制定与围护结构施工提供可靠参考。通过抽水试验发现，工程所在地水文地质条件具体情况如下：(1)按照地下水埋藏条件与赋存，地区地下水类型主要以松散土层孔隙潜水以及I承压水为主；(2)勘察期间场地孔隙潜水基本稳定在2.46～3.01 m之间，I承压水稳定在0.3～0.55 m之间；(3)地区年降水量变化会对地下水动态变化形成影响，潜水排泄以自然蒸发为主，迳流较为缓慢。

3 深基坑围护结构施工

3.1 预应力锚索

实施锚索施工之前，首先需要按照施工要求挖掘施工，直至锚索0.5以下位置，并定位放线，按照每隔10 m的距离设置一个控制点，且保证锚索标高统一性；其次运用预应力钢绞线制作锚索干，整体锚索杆下料长度应比设计长度多1.2 m左右，杆体保护层厚度应控制在20 mm，且要在自由段涂上黄油，安装软塑料管；最后在完成锚索杆制作，将其插入到孔中后，需要按照地层条件，运用锚杆钻机以及液压套管钻机展开成孔施工，做好预应力锚索安装，以对基坑形成有效支护。

3.2 护坡桩施工

整体护坡桩施工，以长螺旋钻机成孔施工、混凝土灌注以及钢筋笼插入成桩等施工工序为主。施工热源需要按照护坡桩设计平面图，确定高程控制点与桩基础位置，并在施工现场进行钢筋笼绑扎，待检查合格后，方可投入使用。钢筋笼吊装以及搬运时，要确保不发生变形。同时需将钻机放置在指定位置，并在机身稳定后，开始进行钻孔注浆成孔施工。在施工时，如果遇到砂土层，在成孔时，需要增加2～3节护筒护壁，以将孔洞坍塌可能性控制在最低。此外施工人员应通过钻杆压灌混凝土，将混凝土塌落度控制在170 mm左右。混凝土浇筑时，需控制好桩顶标高以及混凝土用量。在完成混凝土压灌施工后，应及时将钢筋笼吊放到指定位置，将其缓慢放入到桩孔之中。在放置时应避免出现钢筋笼位置偏差过大以及与孔位进行碰撞的情况，需做好主筋保护层厚度以及方向控制，保证护坡桩施工质量，保证对基坑形成良好保护。

4 地下水降水关键技术与降水方案

4.1 降水关键技术

(1)排水法。排水法是运用井点降水或明沟排水等技术，对基坑范围内地下水与地表水进行排除的降水方法。其中井点降水施工较为简便，技术操作上手容易，是较为有效的地下水降水措施。在施工时，在基坑周围设置一定量井点管，并配备抽水设备，不间断抽取地下水，确保基坑周围地下水位被控制在设计深度以下。此种施工手段可在多种形状基坑中使用，在降水施工完成后，待土壤干燥后便可进行后续施工。在井点作用下，土层会开始固结，土层强度以及边坡稳定性也会提升以利于后续施工。而在地下水水位下降后，流沙问题也可得到有效改善，能够降低支撑材料的使用数量。做好土方工程量控制，能够为整体工程高质量施工奠定良好基础。

(2)止水法。在基坑周围设置止水帷幕，将地下水阻拦在基坑之外，进而达到降水效果，止水手段主要有地下连续墙、沉井法以及灌浆法等。虽然该项技术具有一定优势，但存在施工成本较高以及施工难度大等问题，需要按照实际情况来选定。

(3)深井井点施工。施工单位会事先在基坑附近设置井管，利用深井潜水泵或深井泵，将地下水扬升到地面上排出，将地下水水位控制在合理范围内。此种施工手段不会受到井距、排水量以及降水等因素影响，排水施工较稳定。但同时也存在着一次性投资成本高以及成孔质量要求较苛刻等问题，多会在地下水丰富以及渗透系数大等地区使用。由于本次工程所在地地下水较为丰富，所以建议运用深井井点施工技术降低地下水水位，以保证施工效果。

4.2 降水方案

本次降水施工主要分为如下两部分。

(1)主体基坑与放坡段降水。因为放坡段地下水位高于坡底地下水位，在施工时容易出现边坡不稳的状况，所以需要通过实施降水技术，保证坡底与边坡稳定性，提高开挖施工安全性。如果存在坑中坑，需运用地下连续墙维护技术来保护。在开挖时，如果存在流沙或滞水问题，需要设置疏干井，以有效控制开挖地层土体含水量，确保坑内各项施工操作顺利开展。

(2)新增下沉广场降水。此次工程新增桥下下沉广场采用放坡开挖基坑施工模式，两侧新增区域面积保持一致，单侧新增区域潜水水位标高为3.01 m，开挖深度为5.3～6.2 m，因为坡底低于地下水位，所以容易出现边坡不稳状况。进行降水施工时，会在边坡附近设置降水井，以将地下水位控制在坡底以下1 m位置，提高边坡稳定性。由于放坡区域较大，在开挖时可能会出现粉质粘土或粉土，整体垂向渗透性相对较差，很容易会产生滞水问题，因此应在基坑内设置疏干井，做好周围土体挖掘，以保证坑内施工质量。

5 结束语

由于本次基坑周边环境较为复杂，施工影响因素相对较多，所以实施施工过程中，需要做好降水施工控制，避免降水施工对周边环境形成破坏，应按照实际需求进行降水处理。同时按照水位恢复试验数据显示，工程所在地下水存在着水位恢复较快的特征，在进行深基坑降水时，需要保证供电连续性，防止因供电中断施工，而影响基坑安全性。施工单位需要按照情况，制定出较为科学的降水施工方案，以保证最终车站施工质量以及使用安全。