西安地铁深基坑降水对周边建筑物的影响分析

李粉玲

（西安市地下铁道有限责任公司，陕西 西安 710000）

1 工程概况

西安地铁长乐坡车站位于长乐东路与规划长十路路口，车站沿长乐路东西向布置，车站为地下两层岛式车站，车站设计起止里程YDK27+545.192~YDK27+759.892，车站中心里程YDK27+618.692。车站基坑长度为 214.7m，基坑标准段宽18.70m，深16.70～17.00m，西端盾构凹槽局部深18.60m。车站采用明挖顺作法施工，基坑围护结构采用钻孔灌注桩，基坑内设钢管支撑，车站主体为现浇钢筋混凝土箱型框架结构，结构外设置外包防水层。车站西端为盾构始发井，东端接暗挖区间。

长乐坡站区地形略有起伏，长乐路北侧长乐坡村地形较低，长乐路及其南侧地段地势相对较高，地面高程介于400.99~405.66m之间。场地地貌单元属浐河一级阶地。

2 工程特点

2.1 工程地质条件

根据地质勘查报告，该场地土层自上而下依次为：（1）杂填土 Q4ml：主要由沥青、水泥路面、灰渣、石块、灰土、碎石垫层及砖瓦碎块组成。层厚0.80m~7.00m。（2）素填土Q4ml：主要由粘性土组成，含少量砖瓦碎块，土质不均。层厚0.80m~5.80m。（3）黄土状土Q4al：土质均匀，具虫孔及大孔隙为中压缩性土。层厚1.50m~7.10m。（4）粉质黏土 Q4al：可塑。层厚 0.60m~3.20m。（5）粉细砂 Q4al：饱和，中密状态。层厚1.20m~2.90m。（6）粗砂Q4al：饱和，中密状态。层厚 0.70m~9.50m。（7）砾砂Q4al：饱和，中密状态。层厚1.00m~4.80m。（8）圆砾土 Q4al：级配不良，中密状态。层厚 3.10m。（9）卵石土 Q4al：级配不良，中密状态。层厚1.90m~11.60m。（10）粉质黏土Q2al：可塑状态。场地内分布连续稳定，为中压缩性土，层厚8.90m~17.40m。（11）粗砂Q2al：级配不良，含少量云母及粘性土，饱和，中密状态。层厚1.50m~6.10m。（12）卵石土Q2al：灰黄色，级配不良，饱和，密实状态。最大揭露深度6.80m，未穿透。

2.2 工程水文条件

2.2.1 地下水位。本站勘察期间测得地下水稳定水位埋深为11.00m~15.45m，稳定地下水位高程介于388.98m~390.80m。

2.2.2 地下水类型、赋存方式、补给。地下水主要赋存于2-6粗砂、2-7砾砂、2-9卵石土，4-8粗砂和4-11卵石土层中。4-4层粉质黏土为弱含水层，4-8粗砂和4-11卵石土含水层无明显承压性。其下含水层无明显承压

R-降水影响半径（m）；S-基坑水位降深（m）取 3m；K-渗透系数（m/d）K 取 50m/d；H-含水层厚度（m）H取17m。

3.1.2 基坑涌水量。根据地下水类型、基坑形状及含水层构造等特点，采用《地下铁道、轻轨交通岩土工程勘察规范》（GB50307-1999）第8.5.8条中的“大井法”，公式如下：性。据收集现有资料，本地区第四系孔隙潜水含水层厚度约80m，地下水位年变化幅度约1.50m-2.00m。勘察期间为较高水位期。地下水补给主要由铲河河水补给，大气降水等，排泄方式主要为迳流排泄、人工开采，潜水越流排泄及蒸发消耗等。

2.2.3 地下水渗透系数。车站基坑降水影响深度范围内各潜水含水层的综合渗透系数建议取50m/d。

2.2.4 地下水质特征及水、土腐蚀性。场地地下水对混凝土结构无腐蚀性；长期浸水条件下，对混凝土结构中钢筋无腐蚀性，在干湿交替条件下，对混凝土结构中钢筋具弱腐蚀性；对钢结构具弱腐蚀性。

2.2.5 水位设计参数。本站设计抗浮水位为4.02m，设计抗渗水位为4.00m。

3 基坑降水

3.1 降水方案的参数计算

3.1.1 降水影响半径。根据围护结构设计说明书有关降水设计主要参数建议，影响半径（m）R取175m，

式中：H含水层厚度或静止水位至含水层底板的距离，考虑水位年变幅2.0m，H：长乐坡车站主体取17m。K：渗透系数，取k=50m/d；R：影响半径，取 R=175m；r0:基坑等效半径η=1.08，计算得r0＝42.26m。计算得Q＝8737m3/d。

3.1.3 基坑管井数量

取整数24（间距20m）.

K：安全系数取1.1；P：潜水泵抽水能力；ε：潜水泵工作效率0.8。

3.2 降水方案设计

3.2.1 降水处理方法。根据本工程的特点、基坑降水深度的要求、渗透系数、设备条件、经济比较，拟采用0.8米井径，大口井降水井在围护结构边线以外侧1.5米处设置，深水泵强制抽水，水管集中排放的方法。根据基坑开挖深度、降水深度及后期有效降水深度，本工程长乐坡车站主体降水井井深选用28m，布设24口井。

降水采用重力降水办法用深井泵抽水。深井降水在土方开挖前开始进行，在主体结构施工完后停止降水。每口深井配深井泵一台。深井泵抽水则不连续进行，设置自动控制开关，有水则抽，断水则停。

3.2.2 降水井构造及施工工艺。井孔开挖直径为800mm，井管采用无砂砼滤水管，在预制砼管鞋上放置井管，同时水位以下包缠一层60尼龙网（八层楼区段），缓缓下放。当管口与井口相差200mm时，接上一节井管，接头处用尼龙网裹严，以免挤入泥砂淤塞井管，竖向用3~4条30mm宽、长2~3mm的竹条用2道铅丝固定井管。为防止上下节错位，在下管前将井管依井方向立直，吊放井管要垂直，并保持在井孔中心，为防止雨水、污水、泥砂或异物落入井中，井管要高出地面不小于20cm，并加盖或捆绑防水雨布临时保护。井管下入后立即填入滤料。滤料应具有一定的磨圆度，滤料含泥量（包括含石粉）≤3%，粒径4~7mm，填砾料时，滤料沿井管外四周均匀填入，宜保持连续，要避免填料速度过快或不均造成滤管偏移及滤料在孔内架桥现象，洗井后滤料若下沉应及时补充滤料。要求实际填料量不小于95%理论计算量。深井泵选用QJ63-50深井水泵，扬程50m。每井一台，并带吸水胶管，并配上一个控制井内水位的自动开关，并配有2台备用泵。井管内抽出的地下水抽至地面至排水总管，再通过排水明沟接通附近下水道。

4 变形及沉降观测

本工程于2009年10月份开始实施，至2010年12月完成，历时13个月。变形及沉降观测和工程同时进行。

4.1 地表沉降观测

监测日期为2009.08.01~2011.12.25，地表沉降量控制标准为+10mm、-24mm，预警值为+8mm、-19mm。

该基坑各沉降变形监测点累计沉降量最大值为6.02mm，故基坑周边地表沉降稳定。

4.2 周边建筑物沉降观测

监测日期为2010.01.29~2010.12.25，周边建筑物沉降量控制标准为15mm，预警值为10mm。

该基坑周边建筑物各沉降变形监测点累计沉降量最大值为9.02mm，故基坑周边建筑沉降稳定。

4.3 桩顶位移观测

监测日期为2009.11.20~2010.10.25，桩顶沉降量控制标准为30mm，报警值为24mm。

该基坑各护坡桩监测点累计位移量最大值为3.0mm，故基坑护坡桩位移稳定。

结语

通过长乐坡站工程概况、特点及地质、水文情况分析，经过降水参数的计算、降水方案的科学制定和实施，表明对于深基坑，采用大口井及深水泵强制抽水、水管集中排放的方法控制地表及周边建筑物沉降在技术上是可行的，同时对提高工程经济效益，降低工程费用，保证计划进度等起到了较好作用。

[1]沈保汉.桩基与深基坑支护技术进展[M].北京:知识产权出版社，2006.

[2]龚晓南，高有潮.深基坑工程设计施工手册[M].北京:中国建筑工业出版社，1998.

[3]高大钊，陈忠汉，程丽萍.深基坑工程[M].北京:机械工业出版社，1999.