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悬挂式止水帷幕下基坑承压水降水方式探讨

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李侠

摘要：本文以悬挂式帷幕下不同的承压水降水方式为例，分析了在综合考虑止水帷幕进入承压含水层深度、周边环境要求、基坑规模、降压幅度等多重因素下，采取坑外抽+坑内观测（备用）、坑内抽及坑内坑外观测（备用）、坑内抽及坑内观测（备用）等多种承压水控制处理方式，并通过案例对以上承压水控制处理方式加以说明，可为类似工程承压水设计提供参考。

Abstract： Taking different confined water dewatering methods under suspended waterproof curtain as examples， this paper analyzes that in comprehensive consideration of multiple factors such as the depth of the water-proof curtain into the confined aquifer， surrounding environmental requirements， the size of the foundation pit， and the magnitude of the pressure drop， multiple confined water control treatment methods such as pumping outside the pit + observation inside the pit （backup）， pumping inside the pit and observation outside the pit （backup）， pumping inside the pit and observation inside the pit （backup） are adopted. And the above-mentioned confined water control and treatment methods are explained with cases， which can provide reference for similar projects.

關键词：悬挂式帷幕;承压水降水方式;承压水控制

Key words： suspended curtain;confined water precipitation method;confined water control

中图分类号：TU753.66 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文献标识码：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章编号：1006-4311（2020）06-0207-03

0 ?引言

基坑降水问题和基坑支护问题一样，已经日益成为城市改造和建设中的重要问题。降水方案是否合理，会直接影响到工程造价的高低;降水方案的成败，不仅涉及到地下室是否能够顺利施工，还涉及到周边环境的安全问题即环境效应问题[1]。为减轻降低地下水位对周边建构筑物的影响，减少基坑周边地下水位的沉降，经常采用止水帷幕，止水帷幕的设置加大了地下水渗流路径，改变了基坑周边向坑内渗流的路径，从而减少基坑降水对周边环境的影响，止水帷幕根据其是否插入承压含水层，可分为落顶式、落底式和悬挂式[2]。很多条件下，承压含水层是无法隔断或经济上没有可能性，例如上海⑦层与⑨层连通区域和⑤2与⑦层连通区域，含水层深达百米以上，此时，采用“围护-降水一体化设计”，利用悬挂式隔水帷幕控制基坑内外水位差是安全性与经济性兼顾的最优方案[3]。

本文讨论的基坑承压水控制是指悬挂式止水帷幕下的承压水降水方式，主要包括：降水方式影响因素辨识及不同承压水控制方式下的工程案例。

1 ?影响因素辨识及降水方式的选择

影响基坑降水方式的因素是多方面的，本文主要讨论的有止水帷幕进入承压层深度、周边环境保护等级、基坑规模（基坑面积及长宽比）及降压幅度等因素。

1.1 悬挂止水帷幕进入承压层深度

本文以止水帷幕进入承压层深度进入10m为界，止水帷幕进入越深，则该因素对基坑降水影响评分越高，降水处理方式以坑内抽水为主。

1.2 周边环境保护等级

根据相关规范，基坑周边环境保护等级共分为一级（高）、二级（中）及三级（低），周边环境保护一级，则该因素对基坑降水影响评分越高，降水处理方式以坑内抽水为主。

1.3 基坑规模（面积）

基坑面积越小，则该因素对基坑降水影响评分越高，降水处理方式以坑外抽水为主。

1.4 基坑规模（长宽比）

基坑长宽比越小，则该因素对基坑降水影响评分越高，降水处理方式以坑内抽水为主。

1.5 承压水降压幅度

承压水抗突涌满足要求下，降压幅度越大，则因素对基坑降水影响评分越高，降水处理方式以坑内抽水为主。

具体以上各五个影响因素对基坑降水评分及下文案例各因素分析见表1。

2 ?工程案例

2.1 上海轨交13号线车站主体基坑

车站基坑外包总长183.6m、总宽22.3m，深度25.0～27.0m，采用1000mm厚地下连续墙+600mm厚侧墙叠合墙结构，墙长56.0m。周边建筑距离车站主体基坑约22.0m，下部基础为条形基础，本基坑环境保护等级为一级。为满足基坑底板抗突涌要求需把⑦2承压含水层水位降至埋深8.60～11.40m，降压幅度为1.96～4.79m。基坑底板抗突涌验算见表2。

在本案例中，周边环境保护为承压水降水方式的主要影响因素，采用坑内抽水方式。（图1）

2.2 上海轨交18号线车站主体基坑

车站主体规模161.8m×19.85m（内净），车站主体基坑开挖深度约25.8～27.67m，采用地连墙围护，地下连续墙厚度为1200mm，墙底深度48.0m;本车站周边环境复杂，基坑安全等级为一级，变形控制保护等级为一级。为满足基坑底板抗突涌要求需把⑦承压含水层水位降至埋深24.45～28.65m，降压幅度为19.0～23.2m。基坑底板抗突涌验算见表3。

在本案例中，周边环境保护及降压幅度为承压水降水方式的主要影响因素，采用坑内抽水方式。

2.3 上海轨交15号线中间风井基坑

中间风井基坑长度25.6m，宽度24.1m，深度24.89m，采用地连墙围护，地下连续墙厚度为1000mm，墙底深度45.0m;中间风井位于现状农田内，周边环境简单;为满足基坑底板抗突涌要求需把⑧2-2承压含水层水位降至埋深14.99m，降压幅度为10.39m。基坑底板抗突涌验算见表4。

在本案例中，止水帷幕深入深度、基坑规模为承压水降水方式的主要影响因素，采用坑外抽水方式。

2.4 綜合管廊工作井

工作井基坑长度30.0m，宽度23.5m，深度29.25m，采用地连墙围护，地下连续墙厚度为1200mm，墙底深度49.0m;工作井距离南侧长江江堤约220m，距东侧江堤约1000m，距离东侧高压铁塔约100m。为满足基坑底板抗突涌要求需把下段⑤1承压含水层水位降至埋深26.9m，降压幅度达25.0m。基坑底板抗突涌验算见表5。

在本案例中，周边环境保护为承压水降水方式的主要影响因素，采用坑内抽水方式。

2.5 某地块基坑

基坑开挖面积9947.5m2，周边延长434.7m，基坑大底板开挖18.5～21.0m，塔楼开挖18.8～21.7m，采用1000mm、1200mm地下连续墙作为止水帷幕，外围墙底深度49.8m;为满足基坑底板抗突涌要求需把⑦层承压含水层水位降至埋深10.9～16.2m，降压幅度为5.6～11.0m。基坑底板抗突涌验算见表6。

在本案例中，止水帷幕深入深度及基坑规模为承压水降水方式的主要影响因素，采用坑内抽水方式。（图5）

3 ?结论

针对悬挂式止水帷幕下不同的承压水降水方式，通过案例对承压水控制处理方式加以说明，通过本文得到以下几点结论可供其他类似工程参考：

①以上案例仅供参考，均为作者工作经验总结，从技术角度出发，主要以上述五项因素综合考虑确定基坑承压水降水方式;实际工程中应需从安全、经济等多因素、多角度综合分析，以达到最佳承压水控制。

②基坑承压水降水方式的各影响因素是相互影响、相互制约的，譬如：1）地块型基坑即基坑长宽比较小时，理论上采用坑内抽水降水方式;狭长型基坑即基坑长宽比较大时，理论上采用坑外抽水降水方式;但同时仍需考虑基坑整体面积、止水帷幕进入承压层深度及周边环境等诸多因素。2）基坑周边环境保护等级较高时，理论上采用坑内抽水降水方式;在这种情况下，基坑围护设计阶段常通过现场专项水文地质勘察，采取“围护设计-降水一体化”方式，通过合理设置止水帷幕进入承压层深度，以达到安全、经济双保障。3）基坑周边环境保护要求不高时，理论上采用坑外抽水降水方式，但同时仍需考虑基坑长宽比、止水帷幕进入承压层深度及降压幅度等诸多因素。

③基坑降水尤其减压降水是一项复杂又系统的工作，应根据工程的实际情况选择合理的地下水控制方案，以保证基坑本体及周边环境等的多重安全。

参考文献：

[1]闫瑞明，黎志向，黄秋来.有悬挂式止水帷幕基坑降水中的几个问题的探讨[C].2004年度上海市土力学与岩土工程学术年会论文集.

[2]祝卫东，韩同春.悬挂式止水帷幕插入深度的数值分析[J].水利水电技术，2009，40（7）.

[3]吴林高，等.深基坑工程承压水危害综合治理技术[M].北京：人民交通出版社，2016.

[4]杨顺，黄研，邱承双，王迪，余爱敏.基坑内干扰地层中增补承压井减压降水的技术应用[J].价值工程，2017，36（35）：94-97.

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