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某工程深基坑降排水施工技術(shù)控制

2008-08-27 11:16    【  【打印】【我要糾錯(cuò)】

  該工程位于昆明市北市區(qū)盤龍江岸,東西方向緊鄰金刀營村和已建小區(qū)工程。建筑物為13幢17層商住樓,總建筑面積12.5萬㎡,框剪結(jié)構(gòu),場地設(shè)一層整體連通的地下車庫,其面積為26615㎡,基坑開挖長198m、寬146m,深度5.50m.深攪止水帷幕樁18300延長米。擬建場地距盤龍江岸60m,Ⅰ級(jí)階地上,屬河流堆積地貌,地表為人工回填土,上部為洪積成因的粘性土、粉砂,本部為盤龍江沖積形成的圓礫層。巖土工程勘察報(bào)告表明:場地地下水位在地表下0.25~3.50m之間,具微承壓性,主要含水層為③1、③及④層圓礫。地下水受大氣降水及地表流徑補(bǔ)給,與盤龍江有水利聯(lián)系。根據(jù)場地土的物理力學(xué)性質(zhì)差異及其工程特性分為4個(gè)主層及相應(yīng)亞層,現(xiàn)自上而下分述如下:

 、匐s填土:雜色,層厚0.4~2.5m,含大量碎石磚塊等雜物,其余成分為粘土,局部地段有30~40㎝耕地及溝塘淤泥深灰色軟土。

 、谡惩粒汉贮S色及褐灰色,軟塑、可塑狀態(tài),濕,具中壓縮性。切面光滑,干強(qiáng)度及韌性中等,無搖振反應(yīng),層厚0.5~3.0m.

  ②1粉砂:灰色、稍密,濕,局部地段變?yōu)榉弁,分布不均,層?.3~4.0m.

 、蹐A礫:深灰及褐黃色,中密,飽和,顆粒級(jí)配較差,亞圓~次棱角狀,丹巖成分為砂巖、灰?guī)r、中強(qiáng)風(fēng)化,礫石含量60~70%,粘性粉土充填。場地均有分布。平均層厚約7.0m.

  ③1圓礫:深灰色,松散~稍密,飽和,顆粒級(jí)配較差,亞圓~次棱角狀,礫石含量50~60%,粉土及粉砂充填,分布不均,層厚0.3~3.2m.

  其他土層對(duì)基坑降排水及噴錨支護(hù)影響不大,故在此不贅述。

  地下水對(duì)砼結(jié)構(gòu)不具腐蝕性,對(duì)鋼結(jié)構(gòu)具弱腐蝕性。抽水試驗(yàn)結(jié)果:水位降至現(xiàn)場地面下5.0m,基坑為(146×198)㎡,等效半徑為98m時(shí),基坑涌水量Q建議取值2425m3/d,降水影響半徑R建議取值243m,滲透系數(shù)k建議取值46.6m/d。

  2、深基坑降排水方案的選擇

  因場地地下水埋深0.25-3.50m,基坑開挖深度5.5m,大部分地段揭示含水量豐富的③、③1圓礫層,所以為防止開挖過程中出現(xiàn)基坑突涌及對(duì)周圍建筑物造成不良影響,基坑開挖前應(yīng)對(duì)基坑周邊做好止水和降水技術(shù)措施。

  止水降水措施一般有井點(diǎn)降水、帷幕止水防砂、坑內(nèi)降水等。井點(diǎn)降水是普通采用的經(jīng)濟(jì)而有效的降水方法。但針對(duì)本場地的工程地質(zhì)特點(diǎn),在基坑開挖施工前,應(yīng)先進(jìn)行坑內(nèi)降水,因此從施工安全技術(shù)、確保工期和工程質(zhì)量等方面綜合比較分析,宜采用懸掛式深攪樁止水帷幕(帷幕懸在透水層中)與坑內(nèi)井點(diǎn)降水聯(lián)合方案。

  由于基坑降水后,不可避免地造成基坑周圍地下水位的下降,從而使基坑周邊地面原有建筑物和地下構(gòu)筑物因不均勻沉降而受到不同程度的損傷。為了減少以上影響或損傷,應(yīng)在基坑與要保護(hù)的建(構(gòu))筑物之間采取回灌措施,根據(jù)本基坑的地層特點(diǎn),回灌措施采用坑外回灌井,此外為了解地下水位變化,及時(shí)調(diào)整回灌水量,還應(yīng)在基坑周圍設(shè)置水位觀測井。

  3、深基坑止水、降水技術(shù)措施的工藝和做法

  3.1 基坑壁防滲止水

  場地淺部填土松散且厚度較大,開挖深度內(nèi)地基土強(qiáng)度較低,地下水位埋深較淺,場地南、北、東三側(cè)均有密集的民宅分布。基坑開挖后坑壁上壓力和水壓力增大,坑壁土體極易向坑內(nèi)滑移,所以為保證基坑支護(hù)施工順利進(jìn)行和周圍建筑物的安全,基坑開挖前,宜在基坑開挖上口線外預(yù)先施工一排相互搭接的深攪止水帷幕樁。深攪止水帷幕樁設(shè)計(jì)和施工主要依據(jù)《建筑地基處理技術(shù)規(guī)范》JGJ79-2002及《巖土工程勘察報(bào)告》等要求進(jìn)行。根據(jù)巖土工程勘察報(bào)告,擬開挖基坑底之下均為很厚的圓礫層,該層為相對(duì)強(qiáng)透(含)水層,無隔防止水效果,深攪止水帷幕樁只能選擇懸掛式(即帷幕懸吊在透水層中),深攪止水帷幕樁繞基坑施工呈環(huán)形閉合狀,這樣不僅延長了坑內(nèi)降水時(shí)坑外地下水的深流路徑,而且有利于坑內(nèi)降水和坑外回灌工作的進(jìn)行,同時(shí)預(yù)設(shè)的環(huán)形閉合帷幕對(duì)深基坑的噴錨支護(hù)施工可起到兼顧支護(hù)的作用。

  本工程深攪樁主要設(shè)計(jì)參數(shù)為:樁徑500㎜,樁心距0.35m,樁間搭接15㎝,樁長9m,固化材料采用32.5MPa水泥摻入量≥70kg/m,水灰比0.5-0.6,28天水泥土無側(cè)限抗壓強(qiáng)度0.80-1.00MPa.

  3.2 基坑內(nèi)部降排水

  3.2.1 降水井

  設(shè)計(jì)依據(jù)及主要設(shè)計(jì)參數(shù):《巖土工程勘察報(bào)告》揭示:地下水埋深0.25-3.5m;孔隙型潛水具微承壓性;水位降至地面下5.5m;基坑面積(146×198)㎡,等效半徑為98m;基坑涌水量取值2425m3/d,降水半徑取值243m,滲透系數(shù)取值46.6m/d.降水井直徑為1m,井深7m,間距L=30m,單井出水量≥100m3/d.

  降水井做法:在基坑開挖前錢用人工挖掘成孔,配以相應(yīng)的提升運(yùn)土設(shè)備完成,在挖下0.8-1.2m支模澆一節(jié)砼護(hù)壁,邊挖邊護(hù)壁,間歇交替進(jìn)行,直至設(shè)計(jì)孔深。護(hù)壁砼厚100㎜、強(qiáng)度C20,最后一節(jié)砼護(hù)壁養(yǎng)護(hù)≥24h,用沖擊電鉆在護(hù)壁上(2m一下部位) 交錯(cuò)制成相應(yīng)數(shù)量ф10的出水口。

  降水井施工技術(shù)控制要點(diǎn):

  3.2.1.1 護(hù)筒上端應(yīng)高出地表25-30㎝,防止雨水和掉入異物。

  3.2.1.2 挖掘前必須向工人進(jìn)行技術(shù)、安全交底,注意抓好下挖、吊運(yùn)土、護(hù)壁、找區(qū)等幾個(gè)重要環(huán)節(jié),做好通風(fēng)、排水、照明、信號(hào)聯(lián)絡(luò)等準(zhǔn)備工作。

  3.2.1.3 必須在護(hù)壁砼凝固后方可拆模繼續(xù)下挖,校區(qū)、修直井筒。

  3.2.1.4 挖孔至圓礫層時(shí),要加強(qiáng)井內(nèi)抽排水和支模護(hù)壁工作。

  3.2.1.5 吊出的土方及時(shí)運(yùn)走,不得堆積在孔口周圍。

  3.2.1.6 當(dāng)井內(nèi)無人作業(yè)時(shí),井口必遮蓋,防止掉入異物或墜落事件。

  3.2.1.7 做好用于井內(nèi)抽排水的潛水泵等用電線路的檢查、保護(hù)工作,防止漏電、觸電現(xiàn)象的發(fā)生。

  3.2.2 排水溝

  為避免水浸泡軟化土體,及時(shí)排放地下水,利于基坑內(nèi)的作業(yè)施工,擬在基坑內(nèi)、外各設(shè)一排水溝?油馀潘疁喜加谏顢囜∧粯锻鈧(cè)距坑壁1.5m,呈環(huán)形封閉狀,用磚砌水泥砂漿抹面修筑,在基坑開挖前預(yù)先修好,水溝寬0.8m、深0.6m,并與市政排污管接通,根據(jù)現(xiàn)場具體情況,在適當(dāng)位置修筑沉淀池,基坑內(nèi)抽排出的地下水經(jīng)沉淀池沉淀后,排入市政排污管道。坑內(nèi)排水溝位于基坑壁底部,寬0.5m、深0.4m,即坑挖至底部時(shí)修筑,修筑時(shí)根據(jù)建筑物基礎(chǔ)外挑寬度做成的溝或盲溝。

  3.2.3 降排水設(shè)備配置:

  根據(jù)單井出水量大小、井深、降水井?dāng)?shù)量,每口降水井中安放一臺(tái)流量32.4~38.4 m3/d、揚(yáng)程大于16m的150QJ32型潛水泵,并備用4-6臺(tái),該工程150QJ32型潛水泵總配置數(shù)量為30臺(tái)。

  4 坑外回灌井和觀測井的設(shè)置

  為減少因基坑降水對(duì)周邊建筑物的不良影響,在建筑物分布密集的基坑?xùn)|、南、北三側(cè),共設(shè)置坑外回灌井8口,水位觀測井5口,在回灌井無法滿足回灌要求時(shí),水位觀測井也可兼作回灌井使用;毓嗑c水位觀測井可同排布設(shè),具體位置設(shè)在基坑外側(cè)距深攪止水帷幕6-10m處(距基坑盡可能遠(yuǎn)些)、回灌井與水位觀測井的主要設(shè)計(jì)參數(shù)相同,做法也同坑內(nèi)降水井。

  井徑D:1m、井深H≥3.5m(井深進(jìn)入穩(wěn)定地下水位1m以下),進(jìn)坑?xùn)|、南、北三側(cè)回灌井?dāng)?shù)量分別為4口、2口、2口,水位觀測井?dāng)?shù)量為別為3口、1口、1口。具體位置詳見方案設(shè)計(jì)圖。

  5 確保深基坑降排水施工技術(shù)措施正常運(yùn)行的管理要點(diǎn)

  5.1 降排水施工前按城市建設(shè)有關(guān)規(guī)定需提前到相關(guān)部門辦理市政排水排污手續(xù)。

  5.2 降排水設(shè)備配置應(yīng)滿足降排水設(shè)計(jì)方案要求。

  5.3 供電電源及供電線路要采取相應(yīng)的安全保護(hù)措施,配電箱需要編號(hào),加安全護(hù)欄、懸掛專業(yè)警示牌,并應(yīng)做好防雨防雷保護(hù)。

  保證降水期間抽水連續(xù)作業(yè),防止突然性停電造成水位回升而影響降排水效果、降排水施工現(xiàn)場需配有備用電源(如:發(fā)電機(jī)、二路供電),并配有自動(dòng)切換裝置。

  5.4 為確保施工安全和施工進(jìn)度、降排水施工現(xiàn)場需設(shè)置臨時(shí)圍擋設(shè)施,臨時(shí)圍擋要考慮其他機(jī)械的正常運(yùn)作。

  5.5 井口一定要高出地面0.3-0.5m,蓋好井口,設(shè)警示標(biāo)志、嚴(yán)防行人和異物掉入井內(nèi)。

  5.6 對(duì)降水運(yùn)行的水泵應(yīng)做好運(yùn)行日記,發(fā)現(xiàn)異常,及時(shí)更換組織維修。

  5.7 對(duì)基坑抽排出的地下水須作有效疏導(dǎo)、排除基坑(即坑內(nèi)降水井的地下水一定要抽排到地表排水溝),避免向基坑回流、回滲。

  5.8 回灌井的回灌水量應(yīng)通過水位觀測井中的水位變化進(jìn)行調(diào)節(jié)控制,既要防止回灌水量過大而滲入基坑影響施工,又要防止回灌水量過小,使地下水位失控而影響回灌效果。通;毓嗨坎灰顺^原有穩(wěn)定水位標(biāo)高。

  5.9 回灌井與降水井是一個(gè)完整的系統(tǒng),只有使他們共同有效地工作,才能保證地下水位出于某一動(dòng)態(tài)平衡,其中任何一方失效都會(huì)破壞這種平衡,因此回灌與降水在正常施工中必須同時(shí)啟動(dòng),同時(shí)停止,同時(shí)恢復(fù)。

  5.10 回灌水可直接用基坑抽出的地下水,但回灌前必須經(jīng)沉淀過濾后方可使用;用其他水源作回灌水時(shí),水質(zhì)要潔凈未受污染。

  5.11 降水施工前,必須對(duì)場地內(nèi)所有的水位觀測井內(nèi)的穩(wěn)定水位進(jìn)行測量、標(biāo)定和記錄;江水與回灌施工過程中應(yīng)加水位觀測工作,以指導(dǎo)和調(diào)整降水與回灌施工。

  6、工程小結(jié)

  深攪帷幕止水與坑內(nèi)降排水聯(lián)合方案,雖然在該工程得到成功應(yīng)用,比預(yù)定工期提前15天完成、施工造價(jià)控制在預(yù)算范圍以內(nèi)。但它不是深基坑降排水施工技術(shù)的唯一方案,深攪帷幕止水與坑內(nèi)降排水聯(lián)合施工技術(shù)方案也不是萬能的。各個(gè)工程的具體降排施工方案,必須依其水文地質(zhì)資料和周圍環(huán)境情況,認(rèn)真進(jìn)行深入細(xì)致地分析論證和設(shè)計(jì),方可得出合理、可行的深基坑降排水施工技術(shù)方案或措施。

  實(shí)施深基坑降排水的工程項(xiàng)目,不管其降排水方案多么周密、完善,在基坑土方開挖與支護(hù)的過程中,出現(xiàn)局部地質(zhì)變異性大、局部流沙或涌水、積水現(xiàn)象也是在所難免的,應(yīng)先充分考慮相應(yīng)的應(yīng)急預(yù)案或處理措施也是很有必要的。降排水方案是否妥當(dāng),在很大程度上也是決定著深基坑施工技術(shù)方案是否成功的主要因素之一。

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