天津西站一标段深基坑监控要点综述

2011-03-16韩明华杨忠亮

天津建设科技 2011年3期

□文/韩明华杨忠亮

□杨忠亮/天津市建设工程质量安全监督管理总队。

天津西站一标段深基坑监控要点综述

□文/韩明华杨忠亮

近年来随着我国交通枢纽工程建设的迅速发展，基坑越来越深，开挖环境日益复杂，对支护结构和周边相关环境变化的监督预控成为工程建设不可缺少的环节和保证基坑安全的必要措施。文章以天津西站交通枢纽配套市政公用工程一标段深基坑为例，阐述地下连续墙结构深基坑工程监督预控要点。

深基坑；支护；降水；监测

1 工程概况

1.1 工程简述

天津西站交通枢纽配套市政公用工程一标段主要分为3部分。

1）地下停车场及公共换乘区位于南广场地下1层，基坑南侧和北侧采用水泥搅拌桩作为支护结构；东侧因紧邻原地铁1号线，采用800mm厚地连墙，成槽深度18.5m；西侧为第二标段基坑，现已开挖完毕。土方施工采用整体明挖形式，基坑东侧设反压土和临时钢管撑，基坑开挖深度9.25m。

2）地铁6号线位于南广场地下2层，支护结构采用800mm厚地连墙加钢管撑，地连墙成槽深度25.52 m。土方施工采用明挖形式，基坑开挖深度18.52m。

3）地铁4号线位于南广场和地铁6号线下部3层，支护结构采用1000mm厚地连墙，地连墙成槽深度48～52m，穿透承压水层。4号线A轴以北部分（B区Ⅰ段）在地下停车场及公共换乘区取土完毕后采用永临钢柱支撑方案，盖挖逆作法施工；以南部分（B区Ⅱ段）在地下停车场及公共换乘区取土完毕后采用2道钢筋混凝土支撑和3道钢支撑方案，明挖法施工，基坑开挖深度26.6m，端井最深28.55m；4号线风道部分（B区Ⅲ段）支护结构采用800mm厚地连墙加钢管撑，地连墙成槽深度27m。土方工程采用明挖形式，基坑开挖深度18.52m。

1.2 工程地质条件

地埋80m深度范围内，地基土按成因年代初步可分为9层，按力学性质初步可进一步划分为17个亚层。根据地基土的岩性分层、室内渗透试验结果，场地埋深50m以上地质含水层可划分为潜水层和微承压水层，其中微承压水层埋深较浅，约在地表以下20m，水层厚度为5～7m。

2 施工难点及风险分析

1）基坑面积大、范围广，地质条件复杂，地层分布不均匀，透镜体较多。

2）基坑开挖深度大，最大达28.00m，需要降低地下水位的幅度较大。

3）场区微承压含水层埋深较浅，在20.00m左右，地铁4号线西站站开挖深度大部分超过20.00m，即基坑底板进入微承压含水层。

3 施工监控要点

3.1 施工前的预控

施工准备阶段是项目实施的关键阶段，应根据地质资料结合当地深基坑工程施工的经验和条件，确定施工专项方案并制定突发事件的应急预案。针对工程基坑支护结构特点、开挖方式、开挖深度、周边环境及施工周期等情况进行风险源辨识，成立应急领导小组，制定应急预案，根据应急预案配备相应应急救援物资。

3.2 支护结构止水效果的监控

由于天津地区地下水丰富，部分基础底板进入承压水层，所以对支护结构的止水效果要求十分严格。因此地连墙支护止水效果监控采取下列方法。

1）在施工过程中严格检查工艺、工序标准的实施情况，保证地连墙体施工质量和止水效果。

2）基坑开挖前堵漏。根据地连墙施工记录查找施工中的缺陷，对产生质疑的部位在基坑外侧补打高压旋喷桩，旋喷桩深度至少到达缺陷部位2m以下。

3）开挖前在基坑外侧地连墙接头处打一根袖阀注浆管，袖阀管底部标高须超过基坑开挖底标高4m以下，一旦出现接头渗漏立即进行注浆封堵。

3.3 第三方监测

3.3.1 支撑轴力

1）钢筋混凝土支撑采用钢筋应力计测试混凝土内支撑轴力。施工时在钢筋混凝土支撑每个测试断面的上下主筋上各焊接一只钢筋应力计并引出导线，在基坑开挖时由频率仪测试其轴力变化情况。

2）钢管支撑轴力监测是在钢管支撑安装好后，将表面应变计固定在钢管支撑的表面并引出导线，在基坑开挖时用频率仪测试钢管支撑的应变，然后计算出支撑的轴力。

3.3.2 地连墙水平位移

地连墙水平位移监测采用在地连墙中预埋侧斜管，通过侧斜仪观测各深度处水平位移。

1）测斜管在吊放钢筋笼之前绑扎在钢筋上，随钢筋笼一起放入槽内。测斜管连接时要保证上下管的导槽对准顺畅，各接头和管底要保证封闭。安装测斜管时要保证测斜管内部的一对导槽方向与所需测量的位移方向保持一致。

2）测斜探头插入测斜管缓慢下至孔底以上0.5m处，测量自下而上地沿导槽全长每隔0.5m测读一次。每个测点均应进行正反两次测量。以上部管口作为深层水平位移的起算点时，每次监测均应测定管口坐标的变化并修正。

3.3.3 基坑降排水

地下停车场及公共换乘区基坑面积14031m2，在基坑内布设78口疏干井，总抽水量约6313.95m3。地铁6号线区间基坑面积3316m2，在基坑内布设19口疏干井，总抽水量约2652.8m3。地铁4号线区间基坑面积6333m2，在基坑内布设42口疏干井，21口减压井，总抽水量约5066.72m3。

疏干井降水在基坑开挖前20～30d进行，以保证有效降低开挖土体中的含水量，确保基坑开挖施工顺利进行。对坑内开挖深度以内的微承压水进行按需减压降水，根据开挖进度始终保证承压水位位于开挖面以下1m。在基坑内外布置水位观测井，根据地下水位监测结果指导降水施工。开挖过程中确保减压降水井不间断工作，根据减压井抽水量及观测井的地下水水位确定开启的减压井数量和抽水速率，合理控制地下水水位，将降水对环境的影响控制到最低程度。

3.3.4 墙后地表沉降

地表沉降监测仪器使用精密水准仪和水准尺，测量方法采用几何水准法。

3.3.5 监测频率和报警

根据施工进度，监测在基坑开挖阶段2次/d，其他情况3d一次。各监测项目按设计要求确定预警值，当监测结果超过预警值时应加密观测，当有危险事故征兆时连续观测并立即采取应急措施。通过对基坑的监测，支护结构及地层水平位移变化比较小，地表沉降、水位、土体分层沉降变化稳定，能够确保基坑施工安全稳定。