郭晓炜

（中铁十四局集团有限公司，南京211800）

1 引言

由于地下空间和高层建筑的发展，深基坑工程施工导致的地表沉降与基坑的联系日益紧密，不仅影响基坑本身的稳定与安全，而且会引起构建物产生裂缝、沉降和破坏。

龚武雄【1】通过以沈阳地铁城建学院站主体深基坑降水工程为例，从设计、施工工艺、降水过程等方面进行说明，以保证深基坑开挖安全；陈思宇等【2】基于东莞市某镇的工程地质、水文地质条件，分析市政管网各类基坑支护结构的特性，设计了富水砂层基坑降水方案；李福成【3】以西安地铁1号线开远门站工程施工为例，详细介绍了在富水砂层中如何进行深基坑降水施工。

本文以富水砂层地层的某地铁车站深基坑为研究对象，对其进行基坑降水的设计与施工关键技术阐述。

2 工程概况

南通火车站为南通市城市轨道交通2号线一期工程的第2座车站，位于宁启铁路股道北侧地块内，南北向敷设，与规划1～3号线换乘，为地下3层岛式站。如图1和图2所示，车站主体标准段基坑长约225.2m，深约23.8m，宽约24.3m。车站主体围护结构采用1 000mm厚地下连续墙加内支撑。标准段第一道、第四道支撑采用混凝土支撑，第二、三、六道支撑及换撑采用直径609mm、壁厚16mm钢支撑，第五道支撑采用直径800mm、壁厚20mm钢支撑。场地潜水水位埋深为1.28～2.05m，平均水位埋深为1.48m。因承压水对基坑底板稳定性可能存在一定影响，降水设计时需考虑对其进行减压降水。基坑图层分布见表1。

图1 基坑平面布置图

图2 基坑剖面布置图

表1 基坑图层分布

3 基坑减压降水的计算分析

3.1 计算模型的建立

根据勘察报告提供的土层特质（含水层埋深、厚度）建立模型，暂按照经验值对其水文地质特性进行赋值，并利用模型进行预测，本次模拟取边界外扩约500m。

离散后的水文地质模型示意图见图3。

图3 模型三维网格剖分

3.2 计算结果分析

3.2.1 减压降水引起的水位变化

图4为水位降深等值线图。基坑内降深在2.8～6.8m，坑外50m范围内最大水位降深在4.2～5.1m，在50～200m范围内水位降深2.5～4.2m，抽水影响范围约500m。基坑外中心区域100m内减压降水引起的地表沉降约在2.06～5.36mm，200m影响范围内减压降水引起的地表沉降约在0.55～2.06mm，基坑减压降水对坑外环境有影响，但承压水引起的沉降总体上较平缓，影响程度在监测报警范围内。

图4 基坑降水坑内水位降深等值线图

3.2.2 减压降水引起的周围地表沉降

降水引起的地面不均匀沉降可能会对周边建筑结构造成破坏，降水引起的地面沉降量等值线见图5。可见，本工程降水引起的周围地表沉降量最大可达5.36mm，需要加强对周边环境和建筑物的保护，同时尽量控制抽水时间，在降水过程中做好按需抽水，尽量减少降水对周边环境的影响。

4 承压水抗突涌计算及模型分析

根据勘察报告，本场区承压水分别选取最不利地段对基坑底板进行安全水位验算，验算结果见表2。

根据安全水位计算表可以得出本基坑各分区均需要进行减压降水，其中，左线端头井水位降深为16.27m，左线标准段水位降深为13.84m，右线标准段水位降深为17.07m。

图5 降水引起的地面沉降量等值线图

表2 层承压水安全水位计算表

4.1 坑内疏干井计算

根据经验，单井降水面积在150～250m2，本基坑取200m2。基坑需要的疏干井数量详见表3。

表3 坑内疏干布置数量

根据计算结果并结合实际基坑形状，南通火车站共布置疏干井31口（包含3口观测兼备用井）。

4.2 降压井计算

根据经验，降压井采用单井降水面积350m2进行布井。求出基坑需要的降压井数量见表4。

表4 坑内降压井布置数量

经过分析和计算，为保证基坑安全分别布置2口降压井进行减压降水。

5 结语

本文针对南通火车站，对富水砂层地铁深基坑降水进行了探讨，得出以下结论：

1）对本工程水文地质进行探讨，得出了降水渗流模型；

2）绘制了降水水位图以及离散模型，明确了降水引起的地面沉降量；

3）计算并得到了降水井的数量，疏干井31口、降压井4口以及布置规律。