1.河南工业大学 河南郑州 450000；2.机械工业第六设计研究院有限公司 河南郑州 450000
摘要：基坑降水在深基坑施工中起着关键性作用，降水效果的好坏直接影响到基坑工程施工的的安全与质量，同时也对周边的环境产生不用程度的影响。本降水工程处在复杂的地下空间当中，T2航站楼基坑中包含许多机场配套设施的地下基础工程，其中有些工程对降水引起的土体变形非常敏感。因此，在设计阶段做好基坑降水对周边环境的影响预测评价工作，对整个T2航站楼及其附属设施的安全施工与质量控制有着至关重要的作用，也为本区域内其他工程施工提供很好的借鉴。
关键词：第四系潜水；管井降水；预测评价；优化设计
1工程概述
T2航站楼是郑州市新郑国际机场二期扩建工程的重点工程和中心工程，航站楼场地南北方向约1121米，东西方向约405米，工程建筑用地面积约17万㎡，包含大部分管沟及行李通道和全部避难通道及货运通道。以上建（构）筑物的地下部分深浅不一，或交叉，或重叠，空间位置极其复杂。其中管沟开挖深度为3.4m~7.2m，行李通道开挖深度为3.5m~13.1m，货运通道开挖深度为9.65m，避难通道开挖深度为1.8m~6.5m。航站楼及上述配套设施地处平庄水库区，东临丈八沟河，地下水丰富且埋深较浅。经过对本项目的地层条件、地下水及基坑开挖深度的各种因素分析，本基坑南侧局部开挖较深区域必须经行降水隔渗设计，以保证基坑开挖和地下室施工的顺利进行。防止由于坑壁流水（砂）、坑底突涌等地下水水患造成的周边地面及建构筑物的变形。
2工程水文地质条件
据地勘报告显示，本场地地下水为第四系潜水，主要受大气降水补给，蒸发排泄和人工排泄为主要排泄方式。建设区内有平庄水库存在，建设场地基坑内的地下水和平庄水库有一定的水力联系[1]。场地地形起伏较大，勘察期间各勘探孔水位在1.0至8.0左右，水位标高在141.0～144.0左右（±0.00=149.82m）。勘察场区内主要地层为第四系岩土层覆盖，50m内的地基土共分为11 个主层及5 个亚层。各岩土层自上而下为：①层填土层、①A 层强夯块石垫层、②层粉土（Q4 al+pl）、③层粉土夹粉质粘土（Q4al+pl）、④层粉砂（Q4al+pl）、⑤层粉土（Q4 al+pl）、⑥层粉质粘土夹粉土（Q4al+pl）、⑥A 层粉砂（Q3al+pl）、⑦层粉砂（Q3al+pl）、⑦A 粉土（Q3al+pl）、⑦B 粉质粘土（Q3al+pl）、⑧层粉土夹粉砂（Q3al+pl）、⑨粉质粘土（Q3al+pl）、⑨A 层粉土（Q3al+pl）、⑩层粉土（Q3al+pl）、⑾粉质粘土（Q2al+pl）。其中（4）层粉砂、（6A）层粉砂、（7）层粉砂为强透水层，水位随地形及与平庄水库的补给关系有所变化。建筑物现地面部分位于平庄水库水位线以下，水位变化幅度为1.0至2.0米。因此仅局部开挖深度较大区域须布置疏干井。另由于部分通道局部位置开挖深度已挖穿（4）层粉砂及（6A）层粉砂强透水层，为避免排桩桩间土出现流砂现象，桩外侧须增设止水帷幕。
3地下水处理设计
3.1上层滞水处理设计
①封闭废弃管道
在基坑开挖前，对已查明的废弃管道均应进行封闭。在基坑开挖时，密切观察地下水渗漏情况，及时查清其来源并进行必要的封堵处理。
②坡顶硬化
根据周边环境的差异，对基坑周边一般要求沿上口进行硬化处理。
③坡面泄水孔
为对上层滞水进行有效疏导，沿喷锚面设置多个泄水孔。一般要求2m 左右即安装一个，根据出水量情况应进行适当加密。
④支护桩桩间土的保护
本基坑在开挖深度范围内支护桩桩间土为粉质粘土、粉细砂，为防止桩间土开挖后暴露、挤出流失，对桩间土应进行防护处理。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆在支护桩挖出后，立即组织施工人员对支护桩桩间土挂网喷射砼保护，并留置适量泄水孔。
3.2潜水处理设计
①基坑降水目标
坑内降水井启动后，满负荷运行时应能使基坑内潜水水位降低至承台底以下不少于1.0m（在基坑分层开挖时可根据工况将潜水水位降低至开挖面下1.0m即可）。
②基坑降水井数目
本工程结合区域降水经验进行初步降水设计，基坑内共布置降水井23口，疏干井6口，观测井6口。
③基坑降水井结构设计[3]
降水井设计深度为30m。成孔直径为500mm，管径为250mm，缠丝填滤过滤器或桥式过滤器管长度为20m，沉淀管长1.0m，管材采用壁厚4mm 的钢管。单井出水量要求＞10T/h。
4基坑降水对周边环境影响的预测评价
根据河南省基坑降水实例与本工程基坑工程相邻的多个基坑降水成功经验，本基坑降水不会对基坑周边环境造成较大的不良影响，但对已有的房屋及结构性较差的居民楼及对变形敏感的管网等会有一定的影响。
承压水水位的下降引起降水影响范围内各土层有效应力的增加，将产生地面沉降。抽水期间的地面沉降由两部分组成：一是含水层的压缩变形；二是上部粘性土层的释水压密。对于前者，由于含水层中的砂粒自身强度较高，加之土颗粒周围存在有带压的水，当水位降深较小时，砂粒之间的相对位置难以得到调整，宏观上含水层表现出的压缩量极小，而且很快趋于稳定。对于粘性土层的释水压密，理论上符合太沙基一维固结理论[4]，尽管粘性层最终压缩量的绝对值可能高达5~8cm，但在降水期间，由于抽水时间有限（一般2~4 个月），在这段时间内，粘性土层的固结度一般在20%左右，即抽水期间，由粘性土释水压密的压缩量一般在1.0~1.6cm，以上考虑问题的前提是将粘土层当做正常固结土。实际上，由于承压含水层与长江水位联系密切，年变幅可达3~4cm，但由于此片地块长期以来开挖基坑对下部承压水反复抽降因此长年的地下水位变化可使该范围内的土层表现为超固结的性态，即其因水位下降引起的沉降量是较小的，地面沉降有变小的趋势。
5结语
综合分析，本基坑降水设计中南侧通道局部区域采用周边止水帷幕+坑内中深井降水相结合的地下水处理措施。中深井降水不可避免的会引起场地周边地面一定的沉降量，但根据多年以来从事深基坑工程方面的经验，可以通过以下两个方面来将其负面影响降低到最小程度：
（1）优化设计：通过合理布置降水井位来减小承压水位的下降漏斗范围和下降漏斗的水力坡度及控制抽排地下水中的含砂量等措施进行控制，将地面沉降斜率控制在1.0‰~1.5‰范围以内。
（2）合理安排抽水时间：基坑降水时间的长短直接关系到基坑周边的沉降量，因而在基坑开挖工程中应尽量减少、合理安排抽水时间。
（3）信息化施工：降水采用信息化施工，监测单位应及时将监测结果交基坑降水项目负责人，负责人在接到检测资料后将立即组织技术人员分析，得出初步结论，然后优化各井的运行，并结合地下室施工进度制定出下一阶段的降水计划。
参考文献：
[1]河南省地矿厅第一地质工程院，河南省地矿厅环境水文总站，河南省环境地质调查报告（1：50万）[R].工程勘察，1999
[2]田梅青.淤泥地层中深基坑降水影响范围及地层变形稳定性分析[J].科学技术与工程，2013，（31）：9436～9440
作者简介：
应本林（1989-），男，河南信阳人，硕士研究生，主要从事结构工程与岩土工程方面的研究；
通讯作者：岳培根（1988-），男，河南南阳人，主要从事结构工程设计等行业。
论文作者:应本林, 岳培根
论文发表刊物:《基层建设》2015年24期供稿
论文发表时间:2016/3/16
标签：基坑论文; 水位论文; 工程论文; 粘土论文; 土层论文; 深度论文; 粘性论文; 《基层建设》2015年24期供稿论文;