探析深基坑施工中的降水技术.doc

探析深基坑施工中的降水技术 摘要：结合工程实践，笔者介绍了工程地质及水文地质条件，确定了基坑降水处理方案及参数设定，最后，阐述了降止水效应以及降水过程中应注意的问题及应对措施。实践证明，应用效果良好，有效保证了工程的顺利进行。 关键词：深基坑真空井点降水止水帷幕监测 1.工程概况 某小区场地原始地貌单元属珠江冲积阶地，后经人工整平，现场地势平坦。该小区为一综合大楼，共4个塔楼，塔楼15层(裙楼4层)，高度为47.00m，占地面积29657.38m2，总建筑面积116822 4m2。拟建工程有3层地下室，其负一层建筑面积14638.64m2，负二层建筑面积18796m2，负三层建筑面积7424m2，建筑占地面积14638.64m2，城市广场面积5640m2，建(构)筑物等级为二级，框架结构。 该工程设计地坪绝对标高为35.30m(即相对标高0.00m，支护设计按照此标高控制)，现自然地面标高约为32.65m。基坑开挖底标高：基坑一为-9.60m(即绝对标高25.70m)，基坑二为-11.25m(即绝对标高24.05m)。基坑开挖深度：基坑一约为6.95m、基坑二约为8.60m。基坑工程安全等级为二级。 2.工程地质及水文地质条件 2.1工程地质条件 该工程场地地形地貌概述为：场地原始地貌单元属珠江冲积阶地，后经人工整平，现地势平坦。地层岩性为：场地基坑开挖深度内埋藏的地层由人工填土、第四系淤积层，第四系残积层，场地内1125m深处下伏基岩为泥盆系白云质灰岩。场地内各地层的特征自上而下依次描述如下： 人工填土(Qm1)：褐黄色或褐灰色，杂填土为主，层厚1.207.50m。 第四系淤积(Q1)含有机质粉质粘土：灰黑色，含少量有机质，稍具腐臭味，摇震无反应，光泽反应稍有光滑，干强度中等，韧性中等，呈湿饱和、可塑一软塑状态。层厚0.502.9m。 粉质粘土：褐黄加灰白色，摇震无反应，光泽反应稍有光滑，干强度及韧性中等，呈稍湿一湿，可塑一硬塑状态，层厚1.506.10m。 含有机质粉质粘土：灰黑色，含少量有机质，局部含有1030的中细砂，摇震无反应，光泽反应稍有光滑，干强度中等，韧性中等，呈湿一饱和、可塑一软塑状态，均匀性差。层厚0.402.50m。 中细砂：褐黄色、褐灰色，成分为石英质，混2030粘性土，呈饱和，松散一稍密状态。层厚1.208.00m。 圆砾：褐黄、灰白色，成分为石英质，混1030粘性土及中粗砂，不均匀含少量卵石，呈亚圆形。粒径大小混杂，一般粒径为220mm，最大粒径为60mm，饱和，稍密一中密状态。层厚0.805.60m。 第四系残积(Qe1)粉质粘土：棕褐、褐黄色，由白云质灰岩风化残积而成，原岩结构较清晰，含少量岩块及2030砂、砾石，摇震无反应，光泽反应稍有光滑，干强度及韧性中等，呈湿一稍湿、可塑一硬塑状态，在局部接近基岩顶面处呈软塑状态。层厚0.5011.70m。 泥盆系(D)中风化(r2)白云质灰岩：为场地内下伏基岩。紫红、灰白、深灰色，矿物成分主要有方解石及白云石构成，细晶结构，厚层状构造，溶蚀裂隙发育，岩心呈块状、长短柱状，属较硬岩，岩体较完整，岩体基本质量等级为级。场地内钻孔均钻至该层，揭露厚度3.0014.00m。 2.2水文地质条件 基坑开挖范围内，勘察场地各钻孔均遇见地下水，地下水类型属上层滞水、潜水和岩溶裂隙水类型。上层滞水主要赋存于人工填土、含有机质粉质粘土、粉质粘土中，受大气降水和地表水补给，水量不大，地下水水位随季节变化而变化；潜水主要赋存于中细砂和圆砾中，其水量大，地层渗透系数约为4.54md，水源与珠江有一定联系，且此层全部揭穿，基坑开挖至该层肘极易形成管涌；受大气降水、上层地下水及地表水补给等影响，地下水水位随季节变化而变化；岩溶裂隙水赋存于白云质灰岩中的岩溶裂隙和溶蚀孔洞内，受大气降水、上层地下水和区域地下水补给，其水量大小和补给、排泄受岩石中岩溶裂隙和溶蚀孔洞的发育程度和发育方向控制，主要受大气降水及地表水等补给，水量变化大，水位一般较稳定。场地地下水略具承压性，承压水头高度约6m。地下稳定水位埋深0.31.8m，相当于标高30.9932.68m。 3.处理方案及参数设定 本基坑工程以真空井点降水作为主要的降止水方案，并在基坑顶、底分别设截水沟和排水沟，坡面设泄水孔等措施。 本工程基坑一设计基底-9.600m，基坑二设计基底11.250m，采用二级真空井点降水分。一级降水在基坑开挖完成前进行，二级降止水在基坑开挖支护至6m深度后进行。 (1)设计参数：含水层厚度H-20.2m，基坑等代半径r=114m，综合渗透系数K-4.54md，降水710d的影响半径R=140m，降水井动水位降深Sw=10m(指井壁外水位)，降水井的等代半径rw=0.2m，降水面积F-28000m2。设计降低深：一级降深，S=6.5m；二级降深，S=7.0m。经计算检验后，Q涌Q排。设计真空井点降水的参数见表1。 (2)真空井点布置：本工程在坡顶线外侧1m处布置一级真空降水井点，在基坑坡面上离坑顶6.0m高处1m平台上布置二级真空降水井点。井点间距按1.5m布置。真空井点沿基坑形状封闭埋设，共设13套主机。 4.降止水效应 4.1止水帷幕作用 在基坑周围布设的真空井点形成一个封闭区，利用真空井点连续不断抽取地下水，使之降低到基坑底部以下，可保持基坑无集水，便于施工。真空井点系统形成的真空连续墙截流基坑外流向基坑的地下水，起到止水帷幕的作用。 4.2克服地下水的不良作用 真空井点布设在基坑外1.00m处，消除了基坑内、外壁之间的地下水渗透压力即水头差，从根本上避免了地下水造成的流砂、管涌和基坑突涌等不良地质现象。真空井点降水止水不仅降低了渗流水力梯度，还改变了渗流方向，使基坑内土体的渗流方向向下并流向真空井点.增加了边坡土体的有效应力，提高边坡支护的有效性能。 4.3真空轻型井点降水止水 方法影响范围小，可保障基坑周边安全。真空轻型井点主动抽吸土层中的孔隙水，负压的作用使地下水在滤水管附近下降。根据施工过程中实地观测，采用真空井点降水止水的方法施工，基坑周边地下水位变化大。基坑外侧降水漏水较陡，其影响半径约5m。 5.降水过程中应注意的问题及应对措施 (1)为防止降水引起临近建筑物及路面、管线出现过大沉降，在降水井点管与建筑物、管线、路面间设置了回灌井点，持续用清水回灌，补充该处的地下水，使降水井点的影响半径不超过回灌井点的范围，使地下水保持基本不变； (2)冬期施工时，在井点联结总管上覆盖上保温材料以防止管道被冻坏； (3)井点管应保持连续抽水，并设备用电源，以避免泥渣沉淀总管相连； (4)夏季施工时，由于连遭暴雨，边坡产生流砂、坍方、坑内严面用重积水现象，工程采用如下应急预案：用塑料薄膜在下雨前将边坡覆盖保护好，并备好足够的抽水设备(潜水泵、泥浆泵、水泵、电箱)及人员，及时将雨水排出坑外；及时清理排水明沟及沉淀池内的淤泥。由于措施得力，基坑未出现开挖坡面大面积坍方现象； (5)降水过程中个别井点管不能正常工作，经检查后发现井点管下部的滤管没有绑扎好，重新绑扎后该井点管恢复正常工作； (6)降水过程中个别机组抽水量过小，经检查后发现是管路的密封性不好，有漏气现象，重新安装后该机组恢复正常工作。 6.监测手段及效果检测 6.1监测手段 (1)在基坑四周布设水平位移观测点； (2)在基坑周围布设沉降观测点； (3)在基坑靠近道路和建筑物的方向布设地下水位观测外，并在基坑开挖前测得初始值； (4)以上各项监测的具体监测次数、测量时间间隔根据现场施丁进度决