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1、基坑降水工程设计方案 1 工程概况为无锡地铁1号线的第座车站，站位于大道东侧绿化带内，横穿规划路，有效站台区位于大道与规划路路口东南象限地块绿化带内，为地下二层10m宽岛式站台车站，站前设单渡线，站后设交叉渡线与出入段线相接，并预留远期正线南延的条件，交叉渡线范围结构无法设柱。本站共设4个出入口，3组风亭，近期实施的出入口3个，南侧3号出入口为与周边地块开发结合的预留出入口。车站北端设置区间人防隔断门。车站有效站台中心线里程为右CK29+208.450（右线），车站起点设计里程为：右CK29+018.150，车站终点设计里程为：右CK29+418.750。车站主体基坑分为南、北两个基坑进行开挖
2、，在距车站起点设计里程98.8m处设置临时封堵墙，第一阶段开挖临时封堵墙南侧基坑，第二阶段开挖临时封堵墙北侧基坑。本次降水工程主要为地铁1号线站主体结构，基坑具体性质见表1-1：表1-1 基坑工程性质表工程部位开挖深度(m)开挖面标高(m)围护方式围护深度(m）北端头井17.219-12.219地下连续墙30标准段15.42916.23（下翻梁16.63617.269）-10.429-11.23（下翻梁-11.636-12.269）27.528南端头井18.02-13.0232注： 本工程设计地面标高取平均地面标高+5.00m，深度则均以地面标高计。 2 工程地质与水文地质条件2.1 工程地质
3、条件车站基坑范围内各土层主要特征描述如下：(1)2层素填土：灰灰黄色，该层土为路基土及绿化带内素填土，路面下0.3-0.4m为沥青路面，其下为三合土，以粘性土为主，混石灰，密实；路基两侧绿花带中为素填土，含大量植物根茎及虫孔，土层结构松散。该层土全场分布，工程特性差。(3)1层粘土（第一硬土层）：第四系全新统上段河湖相沉积物，黄褐色灰黄色，可塑硬塑，含铁锰质结核，夹青灰色条纹，有光泽，干强度高，韧性高。(3)2层粉质粘土夹粉土：第四系全新统上段河湖相沉积物，灰黄色，可塑，局部软塑，含氧化铁斑点，夹青灰色条纹，稍有光泽，干强度中等，韧性中等，下部以粉质粘土为主，夹粉土薄层，局部粉土含量较高。(3
4、)3-1层粉质粘土：第四系全新统上段河湖相沉积物，灰色，软塑流塑，夹薄层粉土，局部为淤泥质粉质粘土与粉土互层，含云母碎屑，切面稍有光泽，韧性中等，干强度中等。该层土在CK29+195.00CK29+284.00里程内分布。(3)3层粉土夹粉质粘土：第四系全新统上段河湖相沉积物，灰色，很湿，稍密-中密，夹薄层粉质粘土，含云母碎屑，切面粗糙无光泽，韧性低，干强度低，摇振反应。(5)1层淤泥质粉质粘土（第二软土层）：第四系全新统下段湖沼相沉积物，灰色，流塑，含贝壳碎屑，切面光滑，稍有光泽，韧性中等，干强度中等。(6)1-1层粉质粘土：第四系上更新统上段河湖相沉积物，灰色灰褐色，可塑硬塑，含钙质结核，
5、团块状结构，切面光滑，有光泽，韧性高，干强度高。(6)1层粘土（第二硬壳层）：第四系上更新统上段河湖相沉积物，灰黄色，硬塑，局部可塑，含铁锰质结核，切面光滑，有光泽，韧性高，干强度高。(6)2-1层粉质粘土夹粉土：第四系上更新统上段河湖相沉积物，黄灰色灰色，可塑，夹薄层粉土，含铁锰质氧化物，稍有光泽，干强度中等，韧性中等。(6)2层粉质粘土：第四系上更新统上段河湖相沉积物，黄灰色青灰色，可塑，含铁锰质氧化物，切面较光滑，稍有光泽，韧性中等，干强度中等。该层土在CK29+315.00CK29+421.00里程内分布。(6)3层粉土：第四系上更新统上段河湖相沉积物，灰黄-灰色，很湿，中密，含云母碎
6、屑，韧性低，干强度低，摇振反应迅速，局部夹薄层粉质粘土。该层土在CK29+049.00CK29+142.00里程内分布。(7)1层粉质粘土：第四系上更新统上段滨湖河口相沉积物，灰色，软塑，夹粉土团块，含少量云母碎屑，切面光滑，稍有光泽，韧性中等，干强度中等。该层土在CK29+049.00CK29+142.00里程内缺失。(7)2层粉砂(粉土)：第四系上更新统上段滨海-河口相沉积物，该层土在本站点为粉土，灰色，很湿，中密，含云母碎屑，韧性低，干强度低，摇振反应迅速。该层土在CK29+049.00CK29+142.00里程内分布。(7)4层淤泥粉质粘土：第四系上更新统上段湖沼相沉积物，灰色，流塑，
7、局部软塑，含少量贝壳碎屑，切面光滑，稍有光泽，韧性中等，干强度中等。(8)1层粉质粘土：第四系上更新下段河湖相沉积物，黄灰色，可塑硬塑，含钙质结核，切面光滑，稍有光泽，韧性中等，干强度中等。(8)2-2层粉土夹粉质粘土：第四系上更新统下段滨海-河口相沉积物，灰色，很湿，中密，夹少量粉质粘土，含云母碎屑，韧性低，干强度低，摇振反应迅速。(8)3层粉质粘土：第四系上更新统下段滨海-河口相沉积物，灰色灰黄色，可塑，含钙质结核，切面光滑，稍有光泽，韧性中等，干强度中等。各土层的特征详见下表2-1。表2-1 地层特性表层号土层名称含水量()重度(kN/m3)渗透系数(cm/s)垂直Kv水平KH(3)1粘
8、土25.3320.06.1010-8(3)2粉质粘土夹粉土29.0119.31.2210-61.6410-6(3)3-1粉质粘土30.819.21.3910-72.1110-7(3)3粉土夹粉质粘土30.2819.32.3610-41.5210-4(5)1淤泥质粉质粘土29.5919.53.9810-55.6510-5(6)1-1粉质粘土25.1020.28.0410-72.3910-6(6)1粘土24.9620.26.8010-89.2010-8(6)2-1粉质粘土夹粉土27.4119.87.2410-57.4110-5(6)2粉质粘土28.2019.92.1410-71.3710-6(6)
9、3粉土29.7219.42.9610-62.9910-5(7)1粉质粘土32.8619.24.7510-52.8610-5(7)2粉砂（粉土）30.9219.56.1510-53.8510-5(7)4淤泥质粉质粘土32.3719.21.2510-52.7810-5(8)1粉质粘土27.8419.70.1310-70.7810-7(8)2-2粉土夹粉质粘土27.0819.9(8)3粉质粘土25.5120.0(8)4粉砂30.1919.2(8)5粉质粘土24.9320.0上述各土层的分布埋藏情况详见“典型工程地质剖面图”（6）3粉土层（7）2粉砂（粉土）层层图2-1 典型工程地质剖面2.2 水文地
10、质条件对本工程有影响的孔隙微承压含水层主要分布在(3)3层粉土夹粉质粘土，该层土属富水性中等的有压含水层，且与周边河道存在一定的水力联系，地下水接受河水补给充分。当地下工程施工时，在挖至(3)3层时坑底及坑壁将会产生涌土、冒砂等现象，引起坑壁坍塌，因此，工程施工时，应采取降水、止水措施。本站 39 轴北侧坑底下11.1m16.6m左右有第承压含水层组(6)3层粉土，该层土以粉土为主，含水量中等，承压水头标高为-1.50m（水位埋深约为6.5m），5 18 轴坑底下16m21.6m左右另有第承压含水层组(7)2层粉砂(粉土)，承压水头标高为-4.944m（水位埋深约为9.9m）。3 设计依据与降
11、水目的3.1 设计依据（1）建筑地基基础设计规范GB50007-2002（2）供水水文地质勘察规范GB50027-2001（3）建筑基坑支护技术规程JGJ120-99（4）建筑与市政降水工程技术规范JGJ/T111-98（5）建筑工程施工质量验收统一标准GB50300-2001（6）供水水文地质手册（7）无锡地铁号线站相关勘察资料（8）无锡地铁号线站相关设计图纸3.2 降水目的根据本工程基坑开挖及基础底板结构施工要求，本方案设计降水的目的为：（1）疏干开挖范围内土体中的地下水，方便挖掘机和工人在坑内施工作业；（2）降低坑内土体含水量，提高坑内土体强度；（3）降低下部承压含水层的水位，减少坑底隆
12、起和围护结构的变形量，防止基坑底部突涌的发生，确保施工时基坑底板的稳定性。4 降水设计方案4.1 工程地下水风险分析与对策根据本工程场地条件、工程地质条件与水文地质条件分析，我们认为在本工程施工过程中，主要存在着以下工程地下水风险。1）潜水及微承压水影响基坑开挖本工程浅层主要含水层为杂填土和(3)2层粉质粘土夹粉土中的潜水含水层，(3)3层粉土夹粉质粘土微承压含水层。(3)2层、(3)3层土层重力水含量较大，在开挖前若不采取措施降低该层的含水量，将造成开挖面大量积水，影响开挖面的正常施工；同时在动荷载的作用下土体产生液化现象，施工机械难以在开挖面上进行操作；较大的含水量也使得土体自立性差，影响
13、开挖效率。针对开挖范围内土层的风险特点，通常在基坑内布设疏干管井，在基坑开挖前进行一定时间的预抽水，降低土层的含水量，方便土方开挖及开挖面的正常施工。2）承压水突涌本工程基坑底板开挖深度较大，基坑开挖需考虑浅层分布的承压含水层(6)3层及 (7)2层对基坑的影响。因此，在工程施工过程中，承压水突涌是本工程施工最大的风险之一。针对承压水突涌风险，布设降压井进行减压降水是常用的工程降水措施。4.2 基坑底板抗突涌稳定性验算针对承压含水层，进行基坑底板抗突涌稳定验算。基坑底板抗突涌稳定性条件：基坑底板至承压含水层顶板间的土压力应大于安全系数下承压水的顶托力。即：hs FswH其中：h 基坑底至承压含
14、水层顶板间距离(m)；s 基坑底至承压含水层顶板间的土厚度加权平均重度(kN/m3)；H 承压含水层顶板以上的承压水头高度(m)；w 水的重度(kN/m3)，取10kN/m3；Fs 基坑抗突涌安全系数，取1.10；图4-1 基坑底板抗突涌验算示意图1）(6)3层抗突涌稳定性验算(6)3粉土层为场区第一承压含水层，在场区呈透镜体状分布，主要分布在138轴，根据勘察资料(6)3层初始水位标高取-1.50m。选取JC-08-x18作为计算参考孔，其(6)3层层顶标高为-22.19m，计算(6)3层承压水顶托力：FswH=1.1010（22.19-1.5）=227.6kPa，计算基坑的临界开挖面标高为-10.83m（埋深15.83m）。根据(6)3层的分布范围，基坑的降压情况见下表：表4-1 基坑底板抗突涌稳定性验算表（(6)3层）工程部位开挖面标高(m)承压水顶托力(Kpa)上覆土压力(Kpa)水位降深（m）控制水位标高（m）北端头井-12.219227.6199.52
