某U形槽基坑工程地下水控制措施研究

乔玉荣

(铁道第三勘察设计院集团有限公司，天津　300142)

Research on the Groundwater Control Measure in a U Type Foundation Pit Engineering

QIAN Yu-rong

某U形槽基坑工程地下水控制措施研究

乔玉荣

(铁道第三勘察设计院集团有限公司，天津300142)

Research on the Groundwater Control Measure in a U Type Foundation Pit Engineering

QIAN Yu-rong

摘要以津秦客运专线附近的某U形槽基坑工程为例，分析研究地下水控制措施，验算降水引起的不利附加沉降，采用“止水帷幕+旋喷桩封底”措施减小对津秦客运专线的不利影响。实践证明：“止水帷幕+旋喷桩封底”联合控制地下水的方案安全有效，可供类似工程参考使用。

关键词U形槽地下水控制止水帷幕旋喷桩封底

近年来，随着工程技术的不断发展，对于基坑开挖的要求也越来越高，不但要降低坑内地下水位，防止地下水渗入引起边坡塌方和地基承载能力下降等问题，而且还要保证基坑周边存在对变形敏感的重要工程不受影响。如何能有效地控制基坑地下水位，同时不会对周边环境和设施引起不利附加沉降，成为基坑降水设计的难点。

1工程概况

该工程位于某新建公路与既有津秦客运专线交叉处，公路下穿铁路，由于地下水位较高且离既有线较近，框构两侧引道下挖部分需设置U形槽封水兼支挡。

U形槽基坑位于津秦客运专线两侧，南侧基坑距离津秦线坡脚1.5 m，基坑右侧为既有十二孔桥，北侧基坑左侧为水塘，右侧为农田，基坑开挖最大深度6 m。U形槽基坑平面示意如图1所示。

1.1　工程地质及水文地质条件

工点范围地貌为低丘缓坡，地形略有起伏，地层情况见表1。

表1　工点范围地层情况

图1　U形槽基坑平面示意

地下水为第四系孔隙潜水，主要受大气降水补给，埋深1.90～4.20 m，高程1.36～3.59 m，水位季节性变化幅度2.0～5.0 m。

1.2　基坑支护方案

受场地限制，基坑两侧不能放坡开挖，故靠近津秦客运专线地段基坑两侧采用C30钢筋混凝土钻孔灌注桩支护，桩径0.8 m，桩间距1.0 m，灌注桩桩顶设C30钢筋混凝土冠梁，高0.8 m，宽1.0 m。远离津秦客运专线地段基坑两侧采用止水钢板桩作为临时围护。

2地下水控制

地下水控制方法可分为集水明排、井点降水、截水和回灌四种方式，可单独或组合使用。集水明排和井点降水方案简单易行，操作方便，且费用较低，在降水对周边环境与建筑物影响较小或周边建筑物对于降水不敏感时采用。截水和回灌措施相对造价较高，但能有效减少基坑开挖及坑内降水过程对周边环境的影响。

2.1　基坑降水方案

本工程降水深度较大，土层渗透系数较大，且紧邻津秦客运专线，拟采用管井降水结合截水措施，管井设置为沿U形槽每12 m一个。管井降水即在基坑开挖前，预先沿基坑埋设一定数量的滤水井，利用抽水设备从中抽水，使地下水降落到坑底以下，同时在基坑开挖和地下主体结构施工过程中仍不断抽水。该方法降水的特点是排水量大、排水效果好、设备简单、易于维护。

2.2　基坑截水方案

截水即在基坑周围形成止水帷幕，常用旋喷桩防渗墙。拟采用在围护桩外侧打设单排旋喷桩作为止水帷幕，嵌入基坑底深度为5 m，基坑两端设两排旋喷桩止水。基坑横断面如图2所示。

图2　基坑支护横断面示意

2.3　降水沉降分析

本工程紧邻津秦客运专线，津秦客运专线为无砟轨道且已铺轨完成。由于无砟轨道对沉降变形控制严格，基坑降水措施可能对已铺设完成的无砟轨道产生不利影响，需要进一步分析降水引起的附加沉降。

利用理正岩土计算软件进行分析，任意点降深计算采用条状基坑潜水完整井计算公式

(1)

降水引起的沉降采用分层总和法

(2)

经过计算，水位降深、地表沉降计算结果见图3、图4。

由图3、图4可知，直接降水对周边水位及地表沉降影响较大，势必对无砟轨道产生过大的附加沉降，不能保证无砟轨道安全。

图3　水位降深等值线

图4　沉降等值线

2.4　地下水控制加强方案

为了严格控制无砟轨道的附加沉降，必须研究加

强地下水控制方案。

结合该工程的实际情况，考虑基坑宽度不大，可采取“止水帷幕+旋喷桩封底”联合控制地下水的措施。这样在基坑内实施降水的同时，保证基坑外的地下水水位不变，避免基坑降水对无砟轨道路基产生附加沉降。

该工程地下水控制方案最终采用“止水帷幕+旋喷桩封底”，止水帷幕旋喷桩桩径0.6 m，桩间距0.4 m，咬合0.2 m，并于基坑两端设两排旋喷桩止水。基坑底部采用旋喷桩进行封底，桩径0.6 m，间距0.4 m，正方形布置，基坑以下桩长2.5～3.5 m。具体布置见图2、图5。

图5　旋喷桩封底+止水帷幕平面

3结束语

目前该工程已经实施完成，现场各项监测数据显示，“止水帷幕+旋喷桩封底”的地下水控制方案， 在基坑开挖后地下水控制效果良好，对津秦客运专线无砟轨道工程影响微小。在需要严格控制基坑降水对周边环境引起的不利附加沉降时，“止水帷幕+旋喷桩封底”联合控制地下水是一种安全有效的方案，可供类似工程借鉴。

参考文献

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[4]中华人民共和国住房与城乡建设部.JGJ120—2012建筑基坑支护技术规程[S].北京：中国建筑工业出版社，2012

[5]常士彪，等.工程地质手册[M].北京：中国建筑工业出版社，2007

[6]中华人民共和国铁道部.客运专线无砟轨道铁路设计指南[S].北京：中国铁道出版社，2005

[7]中华人民共和国铁道部.TB10106—2010铁路工程地基处理技术规程[S].北京：中国铁道出版社，2010

中图分类号：TU46+3

文献标识码：A

文章编号：1672-7479(2015)01-0071-02

作者简介：乔玉荣(1981—)，女，2005年毕业于石家庄经济学院土木工程专业，工程师。

收稿日期：2014-12-15