摘要：降水设计和施工方案的合理性、降水效果的好坏是决定地铁基坑及暗挖隧道施工安全、优质、高效完成的保证。针对西安特有的饱和软黄土地质条件下地铁深基坑施工，从井深、井间距、井径、抽水泵的功率等各个方面进行分析和研究，解决了黄土地质条件下地铁深基坑降水的难题，同时对饱和软黄土地质条件下降水引起的土体固结沉降采取控制措施控，确保地面、周边建筑物及地下管线沉降风险。
关键词：湿陷性黄土；地铁深基坑；降水；沉降控制
1概况
西安市地铁一号线朝阳门～康复路区间沿长乐西路布设，穿越f朝阳门外及f4地裂缝。区间隧道长776.2米，隧道拱顶埋深14.98米-9.48米，采用喷锚构筑法施工。受工期、地面交通、周边地面构（建）筑物的影响，区间在两端处设置两个施工竖井，1号竖井井深25.7m，位于朝阳门站东端长乐西路南侧，利用车站二号出入口位置作为井位，利用华润万家超市门前停车广场作为施工场地，通过横通道进行区间隧道施工，对长乐西路地面交通无影响，竖井井位下无管线。井口南侧为搪瓷厂家属楼，距南侧井壁6.6m，7层砖混结构，地基处理：回填土2.5m，回填3：7灰土2m，基础梁埋深2m，基础为砼条形基础。
2工程地质特征
2.1地形地貌
朝康区间隧道位于长乐西路下方，区间场地标高405.23～407.70m，全段东高西低，高差2.47m，地貌单元属黄土梁洼。朝阳门-康复路地段为西北最大服装集散地，人流、交通密集。
2.2工程地质
2.3水文地质
1号竖井区域地下水属潜水类型，赋存于上更新统残积古土壤、中更新世风积黄土及冲击粉质粘土等黏性土层。主要含水层为中更新统冲击粉质粘土中2到3层中砂透镜体夹层，分布不连续，该层透水性好，赋水性强。
潜水补给为地下径流补给。受兴庆湖渗漏抬升影响，主要流向NW。潜水排泄方式为径流、人工开采及蒸发消耗等。
降水前观测孔内稳定水位埋深7.5m。
3降水设计计算
3.1 渗透系数的计算及选用
参考f朝阳门外及f4地裂缝岩土工程勘察报告水文地质测试试验结果，同时结合黄土地区降水经验综合分析，考虑本地段地质条件，土层综合渗透系数按8.0m/d考虑。
3.2 竖井及横通道降水计算（考虑止水帷幕）
1号竖井及横通道按等代“大口井”以潜水完整井计算，根据《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120-99）公式计算。涌水量（基坑靠近隔水边界）：
a、b为基坑长、短边长度。
因此，将各参数代入上式求出其涌水量为：＝7056m3/d
因水位埋藏较深，抽水扬程高，选用单井出水量q＝25*24=600m3/d，则降水井数n＝1.1*7056/600≈12口。
综合上述计算情况，结合现场场地条件及交通导改方案，初设降水井10口，其中竖井区域降水井4口。根据地层静止水位埋深约7.5m，水位降深约16m，考虑水位降深曲线及井壁内外的水跃值，设置井深45.0m、口径800mm的降水井，横通道降水井间距约15m，按照抽水量选定5.5Kw水泵进行抽水作业。
4建筑物沉降计算
根据规范降水沉降计算方法（分层总和法）进行沉降预测计算，表明降水期间竖井南侧搪瓷厂家属楼的沉降将会超过15cm，而搪瓷厂家属楼具有结构简单、基础埋深浅的特点，沉降对家属楼的安全将会造成极大的威胁。
搪瓷厂家属楼沉降量计算表：
5沉降风险控制
由于饱和软黄土失水后产生固结沉降的特性，搪瓷厂家属楼在施工降水期间存在安全风险，采用以下措施进行沉降控制。
5.1高压旋喷桩止水帷幕
高压旋喷桩止水帷幕特点：旋喷桩止水帷幕通过高压旋喷注浆，桩间互相咬合，以填充、挤密方式改变土层结构，在地下形成一道不透水层，将帷幕内外水体分割为两部分，在帷幕内外形成水头差，减少降水对帷幕外地下水的扰动，从而控制帷幕外地层下沉。
根据现场实际条件，在竖井东、南、西三个方向实施旋喷桩，参数设计为桩径600mm，桩间距0.45m，旋喷咬合150mm，桩长30m，共设置133根，在竖井与家属楼间形成一道封闭止水墙。
5.2钻孔灌注隔离桩
竖井开挖后，竖井位置土体及地下水消失，家属楼的附加荷载在竖井侧壁将会产生应力破坏，进而引起家属楼破坏，通过对比，隔离桩具有刚性好，强度大的特点，可以抵消土体侧应力。隔离桩参数设置：桩径800mm，桩长29.7m，桩间距1.2m；钢筋笼外径660mm，采用Ф25主筋环向布置12根，配以Ф20内箍及ф12螺旋筋外箍进行加工；桩身采用C30商品混凝土整体浇筑；桩顶上部浇筑0.8m×0.8m钢筋砼冠梁连接隔离桩为一整体，共同受力防止土体侧向变形。
5.3分阶段降水
根据沉降计算，竖井降水引起的地面累计沉降超过15cm，但阶段沉降量相对较小，因此，降水分阶段进行，控制水位降落曲线，使之平缓下降，控制总沉降量以减小不均匀沉降。降水分三阶段进行：第一阶段水位降落5m，第二阶段水位降落5m，第三阶段水位降至设计要求。降至阶段控制水位时对家属楼进行沉降观测，待沉降稳定后再进行下阶段降水。
6沉降控制成果
经对搪瓷厂家属楼楼体进行检查，未发现新裂缝，在降水及开挖施工期间，楼体最大沉降15.8mm，施工降水及竖井开挖施工引起的楼体沉降及建筑物区域范围内地下水保持在安全范围内。
7结束语
近距离建筑物沉降控制，一直是城市地铁施工中存在的重难点，通过具有代表性的建筑物沉降控制施工，形成了不同的沉降控制措施的结合，积累了建筑物沉降控制的经验，提高了地铁施工技术。
搪瓷厂家属楼的沉降控制，避免了由于楼体沉降、倾斜、开裂等变形危害造成的人员搬迁、经济索赔等费用，取得了良好的社会、经济效益。
论文作者:张玉峰
论文发表刊物:《防护工程》2018年第6期
论文发表时间:2018/7/18
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