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前言
广州南站是我国第一条客运专线——武广客运专线的终点，也是广深港客运专线和广珠城际铁路的起点，位于番禺区钟村镇石壁村。该工程地上三层，地下一层，建筑高度52.4m，南北长550m，东西宽398m。地下一层被地铁站厅分隔成两个东西长359m南北宽172m的地下室，地下室板底标高-5.0m；每个地下室底板下又布置了两竖两横相互贯通的钢筋混凝土风道，宽度16m，风道底板结构施工标高-13m。在地下室风道结构施工过程中，基坑降排水是关键；在该工程中综合采取了简单高效的降排水措施，取得了良好的技术经济效果。
工程概况
2.1基坑规模
两个地下室基坑的范围以止水帷幕为限，大小均为东西365m长，南北182m宽，面积66430㎡。基坑分两级施工，整个基坑从自然地面到地下室底板板下-5.0m标高处为第一级，-5.0~-13m的风道基坑为第二级（附图）。风道基坑的总长度达2000m。
2.2工程地质、水文地质特征
工程所处场地属珠江三角洲冲积平原，地形平坦开阔。区内河汊纵横交错，水流相通，赋存于第四系砂层中的孔隙潜水，其透水性及富水性均较好，水量頗丰，为本场地主要含水层。地下室所处的地层是：
第四系人工填土层（Q4ml），层厚0.50～3.40m，平均厚1.35m。
第四系冲积层（Q4al）
1淤泥：深灰、灰黑色，流塑，含少量有机质，局部见贝壳等物，有腥臭味。共212个钻孔有揭示，层厚0.30～6.00m，平均厚1.73m。
2/3粉质黏土、黏土层：灰黄、灰白、青灰色，软塑/硬塑，主要成份为黏粒、粉粒，含砂粒，呈透镜体状、带状分布于砂层中。
4粉细砂层：深灰、灰黑色，饱和，松散，主要颗粒成份为石英，含淤泥质，分选较好。该层共247个钻孔有揭示，层厚0.50～13.60m，平均厚6.68m，层顶埋深0.00～15.90m。
5中砂层：灰黑、灰白色，饱和，松散～稍密，主要颗粒成份为石英，含少量黏粒，级配较好，呈透镜体状分布，共42个钻孔有揭示。
2.3基坑内工程施工部署
开挖第一级基坑土方，以第一级基坑底作工作面施工铁路桥墩桩、地下室工程桩和风道支护桩共约2400根，以及桥墩、承台；同时在一级基坑底周围的三边施工双排水泥搅拌桩，与另一边的地铁水泥土挡土墙合围成基坑止水帷幕。在风道基坑两侧桥墩承台间打拉森钢板桩，与承台及其桩一起组成二级基坑的挡土结构；再开挖风道基坑的土方，同时进行基坑降排水，施工钢筋混凝土风道。
2.4施工难点
本工程一级基坑开挖后在外围修建排水明沟和泵站，可控制地下水位不超过基底。而二级基坑处在饱和的粉细砂层中，虽然面积只占整个基坑的30%，却纵横贯穿整个一级基坑。由于该工程设计单位基于减少投资考虑，不同意对竖向风道基坑进行支护和止水设计，如采取先降水后施工的方法，则要按整个基坑来考虑。按沙层空隙所含水的50%可以自由流动须排走，40%的孔隙率估算排水量，每个基坑有365×182×（13-5）×0.4×0.5=106300m3；基坑面积超大，受大气降水的补水影响明显，一场大暴雨就可补充数千立方的水，这种情况在夏秋季是经常发生；在同一场地上其它施工工序流漏的水；还有止水帷幕不严密，坑外渗透进来的水等，均会加大二级基坑降排水的工作量和难度。采取何种形式的降排水方案事关风道结构的施工能否顺利进行，工期能否保证，是地下室施工阶段的难点。
降排水方案的比选
由于本工程基坑面积超大，大量的施工材料都要运至基坑内部布置的多台塔吊作用范围才能使用；且在二级基坑施工的同时，一级基坑上的地下室底板也在施工；铁路桥墩、桥梁的施工也在一级基坑内进行。因此，降排水方案既要能快速降排水，还要少占场地，不阻交通。常用的降水方法有真空井点、喷射井点、管井、深井、集水明排等，试对其进行比选。
3.1真空井点降水需要在基坑周边密布降水管，间距为0.8m～1.6m，用集水总管将其并联起来，根据需要配置多套抽水机组。通常采用一级真空井点降低地下水的深度为5.5～6m，小于8m深的风道二级基坑，而采取两级降水又无布置井点的空间，且露出地面的管网系统占据了施工作业面，妨碍了通行，因此，该方法不适合本工程。
3.2喷射井点降水深度可达8～20m，但同样存在露出地面的管网系统占据了施工通道的问题，也不适合。
3.3管井降水有构造简单，井位布置间距大，各井独立水泵抽水的优点，适于渗透系数大的土层。但经现场实验井抽水实测，管井的出水量远小于理论计算值，可能是基坑内已施工的两千多条灌注桩，改变了土层的渗透特性所致。此法降水所需时很长，不能满足进度要求。
3.4深井井点降水构造同管井降水，不同的是前者水泵置于井管内，因此排水量大，降水深（>15m），要求土壤的渗透系数比管井更大。所以，该方法也不适合本工程。
3.5集水明排法是在基坑的两侧或四周设置排水明沟，沿明沟按30～40m的距离设置集水井，使基坑渗出的地下水通过明沟汇集于集水井内，然后用水泵将其排出基坑外。
由于其它方法均不可行，只能采取此法。施工手册上的做法是分层开挖，分层修明沟降水，明沟底始终保持比基坑开挖底面低0.3~0.4米。果真如此，则降水慢，土方开挖反复进行，对土方运输不利。根据风道基坑狭长，开挖不很深，两台挖机上下接力开挖可一次挖到底的特点，我们决定土方开挖时不刻意修明沟，一次开挖到底，利用开挖自然形成的基槽作明沟，迅速降水至基坑底，然后再在基坑两侧修明沟排水，满足结构施工的需要。
施工过程及结果
横向风道外布置了钢筋混凝土基坑支护桩，外侧桩有止水帷幕，内侧桩无。竖向风道基坑由于两侧每隔10m左右就有一个桥墩承台，基坑宽度被两侧桥墩承台净距离所限只有21m，风道基底宽18.1m；如采用钢板桩，考虑到打拔桩时振动锤需占的空间，在坑外布置连续的钢板桩也不可行，只能间断地在坑外的桥墩承台间打钢板桩挡土，有桥墩承台处则靠桥台和其下的桩共同作用来挡土。如此，风道二级基坑就不能形成封闭空间单独降水，降水范围须包括整个一二级基坑。因此，从中间的竖向风道开始施工对整个基坑的降水最有利。
（1）渗水理论表明，在渗透系数一定时，出水量的大小与水力坡度和透水面积成正比；因此，一次开挖的基坑长度要尽可能的长，深度要尽可能大，以增加透水面积。根据现场条件，将中间的竖向基坑分成两个施工段，首段长180m，一次开挖到底，使得地下水迅速向基坑内渗出，同时以几台大排量水泵24小时不间断抽水。一周后，在首段风道基坑土方开挖完成时，整个基坑的水也几乎排完，地下水位降至坑底面处。
（2）当土方开挖到基底标高后，还需进一步把水降到基础底面以下30㎝以满足防水施工需要。按照通常的做法，须在基坑两侧再挖30~40㎝深的明沟和积水井排水。但是，坑底面表层的沙土经过开挖过程中的扰动已变得稀松不堪，在饱和状态下已不可能挖出一条成型的水沟。鉴于此，在施工方案中设计了超挖土方30㎝深，再回填同厚度的碎石作为垫层和滤水层，其宽度超过底板40㎝。为了不使碎石陷入扰动过的粉细砂中而失效，先在整个基坑底面上满铺一层透水的土工布作为隔浆层，既可以避免碎石滤水层与泥浆混合，又减小了碎石层的厚度。碎石层外缘与基坑边的护坡脚沙袋间就自然形成了一条水沟，在此安置水泵抽水即可将水位控制在碎石层下，利于其上各工序的施工。
（3）在风道结构施工过程中要一直保持抽水不停，曾有一晚停电不能抽水，地下水又将砼垫层淹没。经过近一个月的排水，整个基坑的地下水已充分减少，在随后施工同一个地下室的另一条竖向风道时，土方开挖时几乎没有水从高于基底的土中渗出。
两地下室之间平面大小为80m×400m，深16m的地铁车站基坑开挖也采用同样的一次到底，同步降水的方法取得了成功，起初他们曾计划采取传统的先井点降水然后开挖土方的方法。
总结
采取土方开挖一次到底和降水同步进行的方法，可以取得加快降水，缩短工期，减少投资的效果。尤其是对大面积基坑，效果更明显。
参考文献：1.《建筑施工手册》（第四版缩印本）
2.《建筑基坑支护工程技术规程》（DBJ/T15-20-97）
3.《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120-99）
4.《地下工程防水技术规范》（GB50108—2001）
广州南站是我国第一条客运专线——武广客运专线的终点，也是广深港客运专线和广珠城际铁路的起点，位于番禺区钟村镇石壁村。该工程地上三层，地下一层，建筑高度52.4m，南北长550m，东西宽398m。地下一层被地铁站厅分隔成两个东西长359m南北宽172m的地下室，地下室板底标高-5.0m；每个地下室底板下又布置了两竖两横相互贯通的钢筋混凝土风道，宽度16m，风道底板结构施工标高-13m。在地下室风道结构施工过程中，基坑降排水是关键；在该工程中综合采取了简单高效的降排水措施，取得了良好的技术经济效果。
工程概况
2.1基坑规模
两个地下室基坑的范围以止水帷幕为限，大小均为东西365m长，南北182m宽，面积66430㎡。基坑分两级施工，整个基坑从自然地面到地下室底板板下-5.0m标高处为第一级，-5.0~-13m的风道基坑为第二级（附图）。风道基坑的总长度达2000m。
2.2工程地质、水文地质特征
工程所处场地属珠江三角洲冲积平原，地形平坦开阔。区内河汊纵横交错，水流相通，赋存于第四系砂层中的孔隙潜水，其透水性及富水性均较好，水量頗丰，为本场地主要含水层。地下室所处的地层是：
第四系人工填土层（Q4ml），层厚0.50～3.40m，平均厚1.35m。
第四系冲积层（Q4al）
1淤泥：深灰、灰黑色，流塑，含少量有机质，局部见贝壳等物，有腥臭味。共212个钻孔有揭示，层厚0.30～6.00m，平均厚1.73m。
2/3粉质黏土、黏土层：灰黄、灰白、青灰色，软塑/硬塑，主要成份为黏粒、粉粒，含砂粒，呈透镜体状、带状分布于砂层中。
4粉细砂层：深灰、灰黑色，饱和，松散，主要颗粒成份为石英，含淤泥质，分选较好。该层共247个钻孔有揭示，层厚0.50～13.60m，平均厚6.68m，层顶埋深0.00～15.90m。
5中砂层：灰黑、灰白色，饱和，松散～稍密，主要颗粒成份为石英，含少量黏粒，级配较好，呈透镜体状分布，共42个钻孔有揭示。
2.3基坑内工程施工部署
开挖第一级基坑土方，以第一级基坑底作工作面施工铁路桥墩桩、地下室工程桩和风道支护桩共约2400根，以及桥墩、承台；同时在一级基坑底周围的三边施工双排水泥搅拌桩，与另一边的地铁水泥土挡土墙合围成基坑止水帷幕。在风道基坑两侧桥墩承台间打拉森钢板桩，与承台及其桩一起组成二级基坑的挡土结构；再开挖风道基坑的土方，同时进行基坑降排水，施工钢筋混凝土风道。
2.4施工难点
本工程一级基坑开挖后在外围修建排水明沟和泵站，可控制地下水位不超过基底。而二级基坑处在饱和的粉细砂层中，虽然面积只占整个基坑的30%，却纵横贯穿整个一级基坑。由于该工程设计单位基于减少投资考虑，不同意对竖向风道基坑进行支护和止水设计，如采取先降水后施工的方法，则要按整个基坑来考虑。按沙层空隙所含水的50%可以自由流动须排走，40%的孔隙率估算排水量，每个基坑有365×182×（13-5）×0.4×0.5=106300m3；基坑面积超大，受大气降水的补水影响明显，一场大暴雨就可补充数千立方的水，这种情况在夏秋季是经常发生；在同一场地上其它施工工序流漏的水；还有止水帷幕不严密，坑外渗透进来的水等，均会加大二级基坑降排水的工作量和难度。采取何种形式的降排水方案事关风道结构的施工能否顺利进行，工期能否保证，是地下室施工阶段的难点。
降排水方案的比选
由于本工程基坑面积超大，大量的施工材料都要运至基坑内部布置的多台塔吊作用范围才能使用；且在二级基坑施工的同时，一级基坑上的地下室底板也在施工；铁路桥墩、桥梁的施工也在一级基坑内进行。因此，降排水方案既要能快速降排水，还要少占场地，不阻交通。常用的降水方法有真空井点、喷射井点、管井、深井、集水明排等，试对其进行比选。
3.1真空井点降水需要在基坑周边密布降水管，间距为0.8m～1.6m，用集水总管将其并联起来，根据需要配置多套抽水机组。通常采用一级真空井点降低地下水的深度为5.5～6m，小于8m深的风道二级基坑，而采取两级降水又无布置井点的空间，且露出地面的管网系统占据了施工作业面，妨碍了通行，因此，该方法不适合本工程。
3.2喷射井点降水深度可达8～20m，但同样存在露出地面的管网系统占据了施工通道的问题，也不适合。
3.3管井降水有构造简单，井位布置间距大，各井独立水泵抽水的优点，适于渗透系数大的土层。但经现场实验井抽水实测，管井的出水量远小于理论计算值，可能是基坑内已施工的两千多条灌注桩，改变了土层的渗透特性所致。此法降水所需时很长，不能满足进度要求。
3.4深井井点降水构造同管井降水，不同的是前者水泵置于井管内，因此排水量大，降水深（>15m），要求土壤的渗透系数比管井更大。所以，该方法也不适合本工程。
3.5集水明排法是在基坑的两侧或四周设置排水明沟，沿明沟按30～40m的距离设置集水井，使基坑渗出的地下水通过明沟汇集于集水井内，然后用水泵将其排出基坑外。
由于其它方法均不可行，只能采取此法。施工手册上的做法是分层开挖，分层修明沟降水，明沟底始终保持比基坑开挖底面低0.3~0.4米。果真如此，则降水慢，土方开挖反复进行，对土方运输不利。根据风道基坑狭长，开挖不很深，两台挖机上下接力开挖可一次挖到底的特点，我们决定土方开挖时不刻意修明沟，一次开挖到底，利用开挖自然形成的基槽作明沟，迅速降水至基坑底，然后再在基坑两侧修明沟排水，满足结构施工的需要。
施工过程及结果
横向风道外布置了钢筋混凝土基坑支护桩，外侧桩有止水帷幕，内侧桩无。竖向风道基坑由于两侧每隔10m左右就有一个桥墩承台，基坑宽度被两侧桥墩承台净距离所限只有21m，风道基底宽18.1m；如采用钢板桩，考虑到打拔桩时振动锤需占的空间，在坑外布置连续的钢板桩也不可行，只能间断地在坑外的桥墩承台间打钢板桩挡土，有桥墩承台处则靠桥台和其下的桩共同作用来挡土。如此，风道二级基坑就不能形成封闭空间单独降水，降水范围须包括整个一二级基坑。因此，从中间的竖向风道开始施工对整个基坑的降水最有利。
（1）渗水理论表明，在渗透系数一定时，出水量的大小与水力坡度和透水面积成正比；因此，一次开挖的基坑长度要尽可能的长，深度要尽可能大，以增加透水面积。根据现场条件，将中间的竖向基坑分成两个施工段，首段长180m，一次开挖到底，使得地下水迅速向基坑内渗出，同时以几台大排量水泵24小时不间断抽水。一周后，在首段风道基坑土方开挖完成时，整个基坑的水也几乎排完，地下水位降至坑底面处。
（2）当土方开挖到基底标高后，还需进一步把水降到基础底面以下30㎝以满足防水施工需要。按照通常的做法，须在基坑两侧再挖30~40㎝深的明沟和积水井排水。但是，坑底面表层的沙土经过开挖过程中的扰动已变得稀松不堪，在饱和状态下已不可能挖出一条成型的水沟。鉴于此，在施工方案中设计了超挖土方30㎝深，再回填同厚度的碎石作为垫层和滤水层，其宽度超过底板40㎝。为了不使碎石陷入扰动过的粉细砂中而失效，先在整个基坑底面上满铺一层透水的土工布作为隔浆层，既可以避免碎石滤水层与泥浆混合，又减小了碎石层的厚度。碎石层外缘与基坑边的护坡脚沙袋间就自然形成了一条水沟，在此安置水泵抽水即可将水位控制在碎石层下，利于其上各工序的施工。
（3）在风道结构施工过程中要一直保持抽水不停，曾有一晚停电不能抽水，地下水又将砼垫层淹没。经过近一个月的排水，整个基坑的地下水已充分减少，在随后施工同一个地下室的另一条竖向风道时，土方开挖时几乎没有水从高于基底的土中渗出。
两地下室之间平面大小为80m×400m，深16m的地铁车站基坑开挖也采用同样的一次到底，同步降水的方法取得了成功，起初他们曾计划采取传统的先井点降水然后开挖土方的方法。
总结
采取土方开挖一次到底和降水同步进行的方法，可以取得加快降水，缩短工期，减少投资的效果。尤其是对大面积基坑，效果更明显。
参考文献：1.《建筑施工手册》（第四版缩印本）
2.《建筑基坑支护工程技术规程》（DBJ/T15-20-97）
3.《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120-99）
4.《地下工程防水技术规范》（GB50108—2001）