基坑降水措施探討

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摘要：通過對培訓中心基坑現(xiàn)場水文地質條件分析，確定施工方案，進行降水設計，論述了管井降水施工工藝控制措施，供同類工程參考借鑒。

關鍵詞：水文地質條件；施工方案設計；工藝控制措施

一、培訓中心工程概況

太原市殘聯(lián)職業(yè)教育培訓中心，建設場地位于太原市西羊市街與半坡東街交叉路口的東北角，北側、西側與原有建筑物緊緊相鄰，施工地形相對受限。新建培訓中心工程占地總面積3249m2,工程總面積23875m2。其中：住宅樓面積5825m2，培訓主樓面積16200m2，二層停車區(qū)面積1850m2。由太原市建筑設計院設計，基坑開挖土方10835m3,基礎施工工期60天。

二、基坑場地巖土水文地質條件

（一）巖土地質情況

根據(jù)太原市建筑設計院巖土工程地質勘探報告，場地地質情況主要由新近堆積的填土（Q2ml4），第四系全新統(tǒng)（Qal+pl 4）沖洪積形成的粉土、碎石類土、砂類土與晚更新統(tǒng)（Qal+pl3）沖洪積形成的粉土與碎石類土等構成，各層地質情況分述如下：

第（1）層，粉土（Qal+pl 4）：黃褐色，中濕，稍密。含云母、煤屑、氧化鐵等。該層埋深在0m-4.50m之間。

第（2）層，粉土（Qal+pl 4）：黃褐色，中濕，稍密。含云母、煤屑、氧化鐵、混有細砂，偶夾零星卵礫石。該層埋深在4.7m-12.20m之間。

第（3）層，圓礫（Qal+pl 4）：稍密。顆粒級配較差，磨圓度較好，母巖成份，主要為灰?guī)r與砂巖，充填物為粗礫沙，并夾有卵石塊。該層埋深在12.20m-21.00m之間。

第（4）層，粉土（Qal+pl 4）：黃褐色，濕，中密。該層埋深在21.00m-27.00m之間。

（二）水文地質情況

 培訓中心施工場地內地下水類型屬于第四系松散巖類孔隙水，在地表以下1.0m~12.00m范圍內，含水層以粉土為主；在12.00m~24.00m范圍內，地層主要為圓礫，是太原市區(qū)內分布穩(wěn)定的良好含水層。地下靜止水位埋深在1.0m~1.50m左右。施工場地內地下水的補給來源主要由大氣降雨的垂直入滲，汾河地表水的側向涇流補給，來水方向為東北方向。

三、基坑降水施工方案

（一）選取各類地質參數(shù)

依據(jù)施工圖說明和《巖土工程地質勘察報告》，含水層綜合經(jīng)驗滲透系數(shù)k值為0.5m/d,粉土滲透系數(shù)k值為0.3m/d,圓礫滲透系數(shù)k值為50m/d。

（二）確定基坑降水施工方案

培訓中心主樓基礎埋置深度為4.0m，基坑開挖基底斷面為東西向22m，南北向為60m，邊坡坡率為1:0.5。根據(jù)現(xiàn)場水文地質條件及含水層的滲透系數(shù)，結合施工工期和太原市區(qū)鄰近建筑同類成功的降水經(jīng)驗，確定采用深井管井方案進行降水施工，降水孔孔徑為60cm?；娱_挖后對坑壁邊坡進行掛網(wǎng)噴錨簡易支護。降水后為了確保周圍建筑物的安全，減少因降水施工造成的地基壓縮變形，在基坑支護外1m處布設注水井，通過靜壓注水，阻止降水漏斗的無限擴張，維持西北方向原有建筑物地基基礎水文地質條件的穩(wěn)定平衡。

（三）深井管井降水設計

  基坑降水量按照規(guī)范采用大口井計算公式，基坑降水深度以基底以下1.0m進行計算，水位降深為5.0m，基坑影響半徑R=60m，基坑引用半徑r=37.2m，H為含水層厚度（m），K為地層綜合滲透系數(shù)(m/d)，基坑涌水量Q(m/d)通過下面公式進行計算：

Q=1.366k (2H－S)S  lg(1＋R/r)

  經(jīng)上式計算，培訓中心基坑總涌水量Q=2600m/d，單井涌水量按照經(jīng)驗值選用168m/d，依據(jù)《建筑基坑支護技術規(guī)程》JGJ102-99要求進行管井井數(shù)n值的計算，采用系數(shù)為1.1，深井數(shù)n值為17。

（四）降水施工工藝程序

  按照降水設計計算，深井降水孔孔徑為60cm，依據(jù)規(guī)范選用外徑為40cm的無砂混凝土管，井深為16m?，F(xiàn)場采用60型沖擊鉆機進行鉆孔，施工工藝程序如下：

井點定位——鉆機就位——鉆進成孔——清孔——驗收——排管——吊放井管——回填井管與孔壁間砂礫過濾層——洗井——井管內下安潛水泵——安裝抽水控制電路——試抽水——降水井驗收。

鉆孔過程中應按照規(guī)范要求，用比重為1:1的泥漿進行護壁，成孔清孔驗收吊放井管后立即采用抽水法進行洗井，直到將地下出水洗清為止。管井過濾器為無砂管過濾器，孔隙率要求大于15%，混凝土井管外側采用外包過濾網(wǎng)，包裹深度為6m-16m。井管與鉆孔孔壁之間用人工填入粒徑2mm左右的水洗砂礫料，保確地下水能夠通暢滲入井管中。

施工現(xiàn)場共設置降水井17個（見上圖），其中J1-J3和J9-J11的井間距為11m，J3-J9的井間距為10m，J11-J14和J15-J17的井間距為15m。在基坑外側東南角處設置沉淀池及揚水泵站，用集水管系統(tǒng)將各管井內的地下水收集至沉淀池內，由2臺50t/h的揚水泵將水抽提至現(xiàn)場外，排至排水井內?，F(xiàn)場施工人員要嚴格按照《建筑地基基礎工程施工質量驗收規(guī)范》GB50202-2002進行操作，確保各降水井運行正常，加強值班，做好降水記錄、觀測井水位記錄。

（五）注水施工控制措施

本項目注水井成井200mm，采用外徑為50mm，長度為11m的鐵管，下入井深11m，采用靜壓注水方式進行施工。注水壓力約0.5kg/cm，即在高出注水井地面2米處設常壓水箱一個，注入清水，并保持水頭1米。從水箱底部接注水管一根，又分支到各注水井管制連接，中間安裝流量水表以及控制閥門。

第一步：注水初期6小時為小流量。采用滲入法將水注入井內，逐步放大注入量，目的是用壓力貫通水線，同時觀察井口封閉情況。如井口漏水，應立即停止該井注水，重新封孔。

第二步：待6小時后，將閥門全部打開，靜壓注水開始，前三天，每小時觀測水表一次，同時測量觀測井水位情況，做好記錄。根據(jù)觀測井的水位及時調整注水量，必要時再增加一個注水箱。待觀測井水位和注水調整相互匹配后，每12小時測量觀測井水位一次，以及注水井各井注入量一次，直到降水施工全部竣工。

四、施工結論

   太原市殘聯(lián)培訓中心基坑降水，采用深井管井施工方案，在現(xiàn)場施工深井17個，注水井6個，觀測井4個。通過6天的鉆井施工，10天后達到了預期的降水目標，保證了基坑開挖和基礎施工的順利進行。