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摘 要:随着高层建筑的增多,建筑高度也不断增高,为满足使用要求以及有关规范规定的最小埋深的要求,基坑深度越来越深。某高层商住楼基坑施工,根据基坑降水的具体要求和场地地质条件,设计了合理的降水方案,介绍了管井降水的设计方案及施工过程。
关键词:深基坑施工降水
中图分类号:TU7 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2011)08(b)-0112-02
随着高层建筑不断增多,建筑高度不断增高,为满足使用要求以及有关规范规定的最小埋深的要求,基坑深度越来越深。基坑施工中,为避免产生流砂、管涌、坑底突涌,防止坑壁土体的坍塌,保证施工安全和减少基坑开挖对周围环境的影响,基坑降水便成为一个重要问题。
基坑降水一般主要有:(1)井点降水法:单层轻型井点、多层轻型井点、喷射井点、电渗井点、管井井点、深井井点、无砂混凝土管井点以及小沉井井点等(2)普通明沟和集水井排水法:在开挖基坑的一侧、两侧或四侧,或在基坑中部设置排水明沟,在四角或每隔20～30m设一集水井,使地下水流汇集于集水井内,再用水泵将地下水排出基坑外。采取何种方案主要取决于水文地质条件及周边环境的要求。
1 工程概况
某高层建筑工程为地上26层、地下2层的条状建筑,建筑面积78600m2,建筑物总长27.06m,宽53.30m。在基坑边东侧离多层民居只有7m,而基坑开挖深度却过10.44m。
地质构造情况见表1:
针对施工场地狭小,周边环境条件复杂,地下水较为丰富的情况,在土方开挖前,需进行深层降水处理。依据地质情况,本工程深基坑降水措施采用轻型点降水方法。深基坑坑壁保护采用钢板传支护结构。
2 轻型井点施工
2.1 基坑涌水量的确定
按照承压含水层完整井计算基坑涌水量:
式中:0一－基坑涌水量;
k－－渗透系数,k=20.00;
H一－潜水含水层厚度,H=10.40m;
S一－基坑水位降深,S=7.64m;
R－－降水影响半径,R=27.00m;
－－基坑等效半徑,=l1.30m。
经计算,基坑总涌水量为221m3。依此确定降水井深17m,孔径为600mm,井径300mm,滤水管采用水泥砾石管,根据含水层粒径,管外滤料选用3～5mm砾石。
2.2 井点布置
深基坑轻型井点降水,井点为矩型布置,井点管埋6.4m,其中滤管长1.5m,井点间距为1m左右,降水水位标高比基坑底标高低0.5m。矩形单排水井点降水,其降水曲线坡度(依据土质渗水率,地下水流量等因素)选择1/12。
2.3 井点施工工艺程序
测量定位放线→铺设总管→冲孔→安装井点管→添砂砾→上部口添粘土密封→井管与井管联通→安装抽水设备总管接通→安装集水箱和排水管→接通电源,开真空泵排气→开启离心泵抽水→测量观测井店中地下水变化。
2.4 成孔
深井的造孔施工方法同灌注桩施工造孔,但质量要求更严。首先造孔要求孔位准确,并要防止孔壁坍塌。成孔后,清孔泥浆浓度低。
其次要确保成孔的垂直度,成孔钻机底座必须牢固、基础强度高,开钻时,应精确检查钻杆的垂直度,这样成孔垂直度好,安装的井管和成孔同心。本工程管井造孔为泥浆固壁法。由于泥浆固壁法在一定程度上将影响成井后的出水量,故在施工时,宜采取加快钻进速度、控制护壁泥浆比重、成孔后加强洗孔的方式,洗孔后泥浆比重应小于1.05g/cm3,并在地基造浆时掺用澎润土,以防止坍孔。
2.5 井点管,埋设
井点管埋设方法,可根据土质情况、场地和施工条件,选择水冲方法和机具成孔,基本工艺方法基本都是用高压冲刷土体,用冲管扰动土体助冲,将土层冲成园孔后埋设井点管。
所有井点管在地面.以下0.5m的深度内,用粘土填实封闭,以防漏气。井点管埋设完毕,应接通总管与抽水设备,所有接头要严密,并进行试抽水,检查有无漏气、堵塞等情况,出水是否正常,如有异常情况,应检修好方可正常运转使用。
2.6 井点管使用
井点管使用,应保证连结不断地抽水,并备用双电源,以防突然停电。抽水时期,必须派有专业人员值班操作和观测,并且作好降水变化情况记录正常出水规律,“先混后清”,观测真空度不够,管上口漏气,通过听管内水流声,手扶管壁感到震动,手摸管子冷热、潮干等简便检测方法进行检查,判定抽水是否正常。每组井点降水必须设置1～2个观测井管,以便观测地下降水动态,观测每隔1～2小时检测一次,降水水位满足施工要求可以每隔4小时检测一次,日夜不能间断。地下构筑物竣工后并进行回填土后,方可拆除井点系统,拨管可借助于倒链或杠杆式起重机具。所用孔洞用砂或土堵塞。
2.7 地面水防护措施
基坑上边口或者轻型井点管网外侧距1m,土坝0.3～0.7高度,防止雨天地面水流入基坑内,土坝必须四周封闭设置。(或者挖排水明沟,阻止地面水流入基坑)。
基坑底四周设置明沟排水,明沟人工挖土沟,沟宽为300mm,沟深300～500mm,流水方向每隔20m设置集水坑,坑尺寸为600～1000,深度1m,,每个集水坑备一台潜水泵(或污水泵),坑内水满抽水之用。
2.8 基坑施工安全措施
基坑上部边缘安装安全栏杆,栏杆上涂刷安全标设。基坑施工人员上下设置安全梯1～2座,梯双面设扶手栏杆。操作人员下坑施工必须带好安全帽,不允许把安全帽放在旁边操作。基坑上下运送材料及工具,不允许向下抛送,必须传运或机吊运输。机具电源电线经常检查,凡是脱皮、裂缝等电缆线必须修理完整,一防止漏电。机械挖基坑土方,挖至桩顶标高部位,留余100～200mm厚土方配合人工处理,挖土机不能冲击桩头和桩身。挖基坑土方时必须有专业施工人员现场直接指挥,配合测量人员,严格控制基坑标高,超挖标准用松土回填。
根据观测结果,降水期间未对周边环境造成影响。
3 结语
正式抽水于4月21日开始,至5月3日基坑水位降至-10.61m,但基坑周边有渗水(基坑开挖与抽降同步进行),到5月4日-10.61m基坑已干燥,水位已降到-10.61m以下,使基础施工正常进行,抽水延续至5月16日,筏板基础已浇注完毕,防水已做至地下水位以上,降水工作全部结束。
参考文献
[1] 建筑地基基础设计规范,GB50007-2002.
[2] 黄文亮.武汉地铁范湖站深基坑降水技术应用[J].隧道建设,2009(1).
[3] 冯文辰,刘欣,王永跃,刘绪广.基坑及周边建筑物变形监测方案[J].测绘与空间地理信息,2009(1).
关键词:深基坑施工降水
中图分类号:TU7 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2011)08(b)-0112-02
随着高层建筑不断增多,建筑高度不断增高,为满足使用要求以及有关规范规定的最小埋深的要求,基坑深度越来越深。基坑施工中,为避免产生流砂、管涌、坑底突涌,防止坑壁土体的坍塌,保证施工安全和减少基坑开挖对周围环境的影响,基坑降水便成为一个重要问题。
基坑降水一般主要有:(1)井点降水法:单层轻型井点、多层轻型井点、喷射井点、电渗井点、管井井点、深井井点、无砂混凝土管井点以及小沉井井点等(2)普通明沟和集水井排水法:在开挖基坑的一侧、两侧或四侧,或在基坑中部设置排水明沟,在四角或每隔20～30m设一集水井,使地下水流汇集于集水井内,再用水泵将地下水排出基坑外。采取何种方案主要取决于水文地质条件及周边环境的要求。
1 工程概况
某高层建筑工程为地上26层、地下2层的条状建筑,建筑面积78600m2,建筑物总长27.06m,宽53.30m。在基坑边东侧离多层民居只有7m,而基坑开挖深度却过10.44m。
地质构造情况见表1:
针对施工场地狭小,周边环境条件复杂,地下水较为丰富的情况,在土方开挖前,需进行深层降水处理。依据地质情况,本工程深基坑降水措施采用轻型点降水方法。深基坑坑壁保护采用钢板传支护结构。
2 轻型井点施工
2.1 基坑涌水量的确定
按照承压含水层完整井计算基坑涌水量:
式中:0一－基坑涌水量;
k－－渗透系数,k=20.00;
H一－潜水含水层厚度,H=10.40m;
S一－基坑水位降深,S=7.64m;
R－－降水影响半径,R=27.00m;
－－基坑等效半徑,=l1.30m。
经计算,基坑总涌水量为221m3。依此确定降水井深17m,孔径为600mm,井径300mm,滤水管采用水泥砾石管,根据含水层粒径,管外滤料选用3～5mm砾石。
2.2 井点布置
深基坑轻型井点降水,井点为矩型布置,井点管埋6.4m,其中滤管长1.5m,井点间距为1m左右,降水水位标高比基坑底标高低0.5m。矩形单排水井点降水,其降水曲线坡度(依据土质渗水率,地下水流量等因素)选择1/12。
2.3 井点施工工艺程序
测量定位放线→铺设总管→冲孔→安装井点管→添砂砾→上部口添粘土密封→井管与井管联通→安装抽水设备总管接通→安装集水箱和排水管→接通电源,开真空泵排气→开启离心泵抽水→测量观测井店中地下水变化。
2.4 成孔
深井的造孔施工方法同灌注桩施工造孔,但质量要求更严。首先造孔要求孔位准确,并要防止孔壁坍塌。成孔后,清孔泥浆浓度低。
其次要确保成孔的垂直度,成孔钻机底座必须牢固、基础强度高,开钻时,应精确检查钻杆的垂直度,这样成孔垂直度好,安装的井管和成孔同心。本工程管井造孔为泥浆固壁法。由于泥浆固壁法在一定程度上将影响成井后的出水量,故在施工时,宜采取加快钻进速度、控制护壁泥浆比重、成孔后加强洗孔的方式,洗孔后泥浆比重应小于1.05g/cm3,并在地基造浆时掺用澎润土,以防止坍孔。
2.5 井点管,埋设
井点管埋设方法,可根据土质情况、场地和施工条件,选择水冲方法和机具成孔,基本工艺方法基本都是用高压冲刷土体,用冲管扰动土体助冲,将土层冲成园孔后埋设井点管。
所有井点管在地面.以下0.5m的深度内,用粘土填实封闭,以防漏气。井点管埋设完毕,应接通总管与抽水设备,所有接头要严密,并进行试抽水,检查有无漏气、堵塞等情况,出水是否正常,如有异常情况,应检修好方可正常运转使用。
2.6 井点管使用
井点管使用,应保证连结不断地抽水,并备用双电源,以防突然停电。抽水时期,必须派有专业人员值班操作和观测,并且作好降水变化情况记录正常出水规律,“先混后清”,观测真空度不够,管上口漏气,通过听管内水流声,手扶管壁感到震动,手摸管子冷热、潮干等简便检测方法进行检查,判定抽水是否正常。每组井点降水必须设置1～2个观测井管,以便观测地下降水动态,观测每隔1～2小时检测一次,降水水位满足施工要求可以每隔4小时检测一次,日夜不能间断。地下构筑物竣工后并进行回填土后,方可拆除井点系统,拨管可借助于倒链或杠杆式起重机具。所用孔洞用砂或土堵塞。
2.7 地面水防护措施
基坑上边口或者轻型井点管网外侧距1m,土坝0.3～0.7高度,防止雨天地面水流入基坑内,土坝必须四周封闭设置。(或者挖排水明沟,阻止地面水流入基坑)。
基坑底四周设置明沟排水,明沟人工挖土沟,沟宽为300mm,沟深300～500mm,流水方向每隔20m设置集水坑,坑尺寸为600～1000,深度1m,,每个集水坑备一台潜水泵(或污水泵),坑内水满抽水之用。
2.8 基坑施工安全措施
基坑上部边缘安装安全栏杆,栏杆上涂刷安全标设。基坑施工人员上下设置安全梯1～2座,梯双面设扶手栏杆。操作人员下坑施工必须带好安全帽,不允许把安全帽放在旁边操作。基坑上下运送材料及工具,不允许向下抛送,必须传运或机吊运输。机具电源电线经常检查,凡是脱皮、裂缝等电缆线必须修理完整,一防止漏电。机械挖基坑土方,挖至桩顶标高部位,留余100～200mm厚土方配合人工处理,挖土机不能冲击桩头和桩身。挖基坑土方时必须有专业施工人员现场直接指挥,配合测量人员,严格控制基坑标高,超挖标准用松土回填。
根据观测结果,降水期间未对周边环境造成影响。
3 结语
正式抽水于4月21日开始,至5月3日基坑水位降至-10.61m,但基坑周边有渗水(基坑开挖与抽降同步进行),到5月4日-10.61m基坑已干燥,水位已降到-10.61m以下,使基础施工正常进行,抽水延续至5月16日,筏板基础已浇注完毕,防水已做至地下水位以上,降水工作全部结束。
参考文献
[1] 建筑地基基础设计规范,GB50007-2002.
[2] 黄文亮.武汉地铁范湖站深基坑降水技术应用[J].隧道建设,2009(1).
[3] 冯文辰,刘欣,王永跃,刘绪广.基坑及周边建筑物变形监测方案[J].测绘与空间地理信息,2009(1).