導(dǎo)語：臨近歷史保護(hù)建筑基坑降水與實(shí)踐一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點(diǎn)，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

[摘要]臨近歷史保護(hù)建筑基坑環(huán)境保護(hù)要求高，需要采取合理完善的基坑施工措施以避免基坑施工對歷史保護(hù)建筑造成結(jié)構(gòu)性損傷。本文以蘇州地區(qū)某鄰近歷史保護(hù)建筑地鐵基坑為例，探討在復(fù)雜水環(huán)境條件下基坑圍護(hù)及降水設(shè)計(jì)與施工實(shí)踐。在順利完成基坑施工的同時(shí)，保證了歷史保護(hù)建筑的安全，為后續(xù)類似項(xiàng)目的實(shí)施提供了參考。

[關(guān)鍵詞]基坑降水；歷史建筑；保護(hù)措施

1引言

基坑降水作為基坑施工的重要環(huán)節(jié)，一旦設(shè)計(jì)與施工措施不當(dāng)，可能引起周圍土體的大規(guī)模沉降，造成周邊建筑物的傾斜或地下管線的開裂。因此在地下工程修建的過程中，在滿足經(jīng)濟(jì)、技術(shù)合理性的基礎(chǔ)上，有效控制基坑降水對周邊環(huán)境的影響已成為地下工程施工的重要課題[1-2]?；拥叵滤刂浦饕譃閮刹糠謨?nèi)容：①有效降低基坑內(nèi)的地下水位，使基坑內(nèi)地下水降到開挖面以下0.5～1.0m，保證土方開挖和地下結(jié)構(gòu)的無水施工，承壓水降到安全水位以下，避免承壓水突涌；②控制坑外水位在一定高度，防止地面沉降。因此，需要采用合理的地下水控制措施，有效降低水力聯(lián)系，維持坑內(nèi)外水位在合理位置。

2工程概況

擬建建筑物為地下二層島式站臺車站。車站外包總長246.90m，標(biāo)準(zhǔn)段外包寬20.70m，有效站臺長120.0m、寬12.0m，采用地下二層單柱雙跨矩形框架結(jié)構(gòu)。車站采用沿基坑縱向兩側(cè)半蓋挖法施工，標(biāo)準(zhǔn)段開挖深度約16.950～17.336m，小里程端頭井開挖深度約19.140m，大里程端頭井開挖深度為18.820m。場地東側(cè)為拙政園，與擬建車站邊線最近距離為6.5m左右，遠(yuǎn)小于基坑開挖深度一倍范圍。拙政園作為中國四大名園，具有400多年的歷史，是首批全國重點(diǎn)文物保護(hù)單位，被聯(lián)合國教科文組織列入《世界遺產(chǎn)名錄》，保護(hù)價(jià)值極高，一旦被破壞將會造成不可挽回的巨大損失。場地65.40m深度范圍內(nèi)地基土屬第四紀(jì)河泛相、河口～海灣相、濱海相、河口三角洲相、沖積相及湖相沉積物。主要由黏性土、粉土及砂土組成，一般呈水平向分布。車站標(biāo)準(zhǔn)段底板主要落在⑤1a粉質(zhì)黏土夾粉土層和⑤1粉質(zhì)黏土層，大、小里程端頭井底板主要落在⑤1粉質(zhì)黏土層。潛水主要賦存于填土和淺層黏性土中，屬孔隙型潛水，富水性較差。潛水穩(wěn)定埋深一般為0.90～3.70m。微承壓水主要賦存于第③3層砂質(zhì)粉土、④2層粉砂中，水量較豐富，微承壓水穩(wěn)定埋深為2.72m。承壓水賦存于第⑥t、⑦2-1、⑦3t、⑦4層粉土、粉砂層中，第⑥t層承壓水含水層承壓水穩(wěn)定埋深為4.46m，第⑦2-1層承壓水含水層承壓水穩(wěn)定埋深為5.47m。根據(jù)勘察報(bào)告提供資料，拙政園站第⑥t層最淺層頂埋深取24.3m，第⑦2-1層最淺層頂埋深取28.7m，第⑦3t層最淺層頂埋深取38.8m。根據(jù)抗突涌計(jì)算，需進(jìn)行第⑥t層、第⑦2-1層的減壓降水，第⑥t層最大水位降深為10.37m，第⑦2-1層最大水位降深為7.63m，如圖1所示。

3圍護(hù)及降水設(shè)計(jì)思路

基坑降水目的如下：（1）將富含淺層填土層及③1、③2的潛水層疏干；（2）將開挖面范圍內(nèi)的③3粉土夾粉砂及④2粉砂的微承壓水水位疏干；（3）將坑底以下存在突涌風(fēng)險(xiǎn)的承壓水（⑥t、⑦2-1）水位降至安全水位；（4）盡量減少由于減壓降水引起的地表沉降以及降水對周邊建（構(gòu)）筑物的不利影響；（5）控制降水對坑內(nèi)坑底土體變形的影響，減少在坑內(nèi)梁、柱等圍護(hù)、支護(hù)結(jié)構(gòu)體內(nèi)產(chǎn)生的附加應(yīng)力。由于坑內(nèi)水位降深較大，考慮到降低坑內(nèi)水位會對坑外水位造成較大影響，主體基坑采用地下連續(xù)墻+內(nèi)支撐的圍護(hù)方案，地下連續(xù)墻深度為36.5m，地下連續(xù)墻底進(jìn)入⑦3粉質(zhì)黏土層≥2.0m隔斷承壓水。標(biāo)準(zhǔn)段采用800mm厚地下連續(xù)墻，端頭井段采用1000mm厚地下連續(xù)墻。本項(xiàng)目降水特點(diǎn)、難點(diǎn)分析及應(yīng)對措施：（1）潛水及微承壓含水層：本項(xiàng)目開挖深度已揭穿該兩層，并且止水帷幕已完全隔斷該層，采用疏干降水深井形式進(jìn)行處理，盡可能增加預(yù)抽水時(shí)間；（2）第⑥t層層厚較小，僅1～2m，且距離⑦2-1層較近，故不單獨(dú)布置第⑥t層減壓井，第⑥t、第⑦2-1層采用混合降水井；（3）對第⑥t、第⑦2-1層水位進(jìn)行減壓降水，圍護(hù)均隔斷，采用坑內(nèi)減壓降水并設(shè)置觀測井兼?zhèn)溆镁唬?）內(nèi)外布置微承壓水和承壓水的觀測井，監(jiān)測降水期間坑內(nèi)外的水位變化情況；（5）周邊環(huán)境較為復(fù)雜，周邊建（構(gòu)）筑物和管線較多，若降低承壓水位會對臨近建筑物及地下管線等造成一定程度的影響，因此降水必須做到按需降水。當(dāng)環(huán)境復(fù)雜時(shí)，坑外布置的水位觀測井可兼作為應(yīng)急回灌井。

4三維滲流數(shù)值模擬

為了有效降低和控制含水層的水頭，確保基坑開挖施工順利進(jìn)行，必須進(jìn)行專門的水文地質(zhì)滲流計(jì)算與分析。根據(jù)擬建場地的工程地質(zhì)與水文地質(zhì)條件、基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)以及開挖深度等因素，設(shè)計(jì)采用了三維滲流數(shù)值法進(jìn)行計(jì)算，為降水設(shè)計(jì)與施工提供理論依據(jù)。利用《VisualMod?ow》三維滲流數(shù)值軟件，將模擬區(qū)概化成非均質(zhì)水平向各向同性的三維非穩(wěn)定地下水滲流系統(tǒng)，將項(xiàng)目1000m外的模型邊界定義為定水頭邊界，水位不變，如圖2所示。根據(jù)三維數(shù)值模擬結(jié)果，由降水引起的坑外最大沉降為1.4mm左右，對外界影響較小，如3所示。

5降水引起地面沉降控制措施

（1）臨近建筑物和地下管線的降水井抽水時(shí)間應(yīng)盡量縮短，按需降水。（2）對坑內(nèi)外觀測井水位進(jìn)行實(shí)時(shí)跟蹤監(jiān)測，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)調(diào)整抽水井?dāng)?shù)量及抽水流量，進(jìn)行按需降水。（3）環(huán)境監(jiān)測資料應(yīng)及時(shí)報(bào)送降水項(xiàng)目部，以繪制相關(guān)的圖表、曲線，調(diào)控降水運(yùn)行程序，確保基坑開挖安全和環(huán)境安全。（4）在降水井施工完成后，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行試運(yùn)行，詳細(xì)制定降壓降水的運(yùn)行方案。（5）在降水運(yùn)行過程中隨開挖深度逐步降低潛水水頭，以減小和控制降水對環(huán)境的影響。（6）對各種管線、需要保護(hù)的建筑、地下連續(xù)墻等，必須由專業(yè)監(jiān)測單位進(jìn)行監(jiān)測。（7）基坑施工過程中，如上部圍護(hù)結(jié)構(gòu)發(fā)生滲漏或嚴(yán)重滲漏，總包應(yīng)及時(shí)采取封堵措施，以避免導(dǎo)致基坑外側(cè)淺層潛水位發(fā)生較大幅度下降以及由此加劇坑外的地面沉降。（8）當(dāng)坑外觀測井內(nèi)的水位下降超過自然變化的最大值時(shí)，應(yīng)加密監(jiān)測次數(shù)。6降水運(yùn)行對歷史建筑物的影響根據(jù)生產(chǎn)性抽水試驗(yàn)結(jié)果，減壓井群井抽水時(shí)對基坑內(nèi)外觀測井進(jìn)行水位觀測，初始水位埋深6.2米，運(yùn)行1天后，水位降深至16.5米時(shí)（減壓井降深水位超過施工方案開挖最深水位）停止抽水試驗(yàn)并進(jìn)行水位恢復(fù)實(shí)驗(yàn)，水位恢復(fù)速率為每小時(shí)0.1-0.15米左右，2天后恢復(fù)至9.7米?？觾?nèi)減壓井抽水時(shí)，坑外觀測井水位未見明顯下降，其中變化最大的G11觀測井，水位下降0.1米。實(shí)際基坑開挖降水運(yùn)行過程中，坑外觀測井水位下降幅度較小，最大降深僅為0.27m，說明止水帷幕有效隔斷了坑內(nèi)外水力聯(lián)系，止水效果良好。根據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù)，工程結(jié)束時(shí)，各點(diǎn)沉降最大6mm，基坑開挖及降水施工對周邊環(huán)境影響較小，未對周邊保護(hù)建筑造成明顯結(jié)構(gòu)損傷，如圖4所示。

7結(jié)論

通過蘇州地區(qū)某臨近歷史保護(hù)建筑的基坑圍護(hù)與降水設(shè)計(jì)施工實(shí)踐，得出以下結(jié)論。（1）多層含水層應(yīng)分別布置降水井，分層分區(qū)域按需降水，盡量在保證工程安全的前提下縮短降水時(shí)間，有利于對周邊地下水環(huán)境保護(hù)。（2）基坑止水帷幕需要具有良好的可靠性，確保能夠有效降低坑內(nèi)外水力聯(lián)系，避免坑內(nèi)降水對坑外水位造成較大影響。（3）降水井施工完成后基坑正式開挖前應(yīng)進(jìn)行生產(chǎn)性抽水試驗(yàn)，驗(yàn)證止水帷幕的有效性和基坑降水井布置的合理性，一旦試驗(yàn)結(jié)果與預(yù)測不符，需要及時(shí)修改降水設(shè)計(jì)或進(jìn)行圍護(hù)加固，以達(dá)到降水目的。（4）本項(xiàng)目工程施工對臨近保護(hù)建筑影響很小，為類似工程提供了參考和借鑒，具有良好的社會效益和環(huán)境效益。

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作者：王登科 靳軍文 章銀濤 單位：中鐵十五局集團(tuán)有限公司 上海長凱巖土工程有限公司