袁超雄
中国电建集团贵州工程有限公司 贵州贵阳550000
摘要:轻型井点的造价约为管井的一半,但若采用轻型井点,降水效率远远跟不上工程进度,通过测算降水效率仅为管井的30%。且轻型井点埋深较浅,对成井质量、填砂量、气密性要求较高,几百套的轻型井点需要很多人员连续不断地检查管井是否漏气、真空泵是否损坏等,人力资源消耗较大。但管井的施工深度是轻型井点无法比拟的,若加上真空,出水量完全可以满足土方开挖的要求。在复杂条件下的超大深基坑内,“化整为零”“围追堵截”的降水思路是正确的。在工程利润为上的大环境下,如何合理选择技术经济效果最佳且安全快捷的止水、降水、土方开挖组合控制技术,仍然是相关人员不断学习、研究的方向。本文对复杂施工条件下软土地质超大深基坑综合降水技术的应用进行分析,以供参考。
关键词:复杂施工;软土地质;深基坑降水
引言
现阶段随着城市化发展,教育行业不断提升,国家投资成本不断加大。教育基建工程越来越多,如何在强透水地层顺利、有效地开挖基坑,并兼顾工程成本,成为建设工程项目实施阶段攻坚的关键所在。
1基坑降水难特点分析
1)基坑开挖范围广,开挖深度大,本工程基坑周长约为1009m,地面标高26.5-36.00m,基底标高18.85-27.80m,基坑开挖深度为0.0-10.65m。基坑开挖过程中,降水施工较为困难。
2)基坑采用桩锚支护、土钉墙支护、坡率法支护,根据不同地质条件,有效采用不同支护方式施工。
3)该项目位于李沧区的核心区域,紧邻李沧区政府,周边配套齐全,住区密集,人口量巨大。北侧毗邻在建工地,南侧为居住区及民生市场,西侧为幼儿园,东侧为深圳路,交通便利。
相关资料表明勘察深度范围内含水层主要为场区地下水类型主要为上层滞水、第四系孔隙潜水及承压水,地下水稳定水位埋深1.5~16.0m。稳定水位标高24.17-26.68m,厂区水位年变化幅度约2.00m,历史最高水位标高约28.00m。为保证基坑施工过程的安全性,需保持连续不间断降水作业。
2工程降水方式的选择
基坑开挖范围广,开挖深度大,工程基坑周长约为1009m,地面标高26.5-36.00m,基底标高18.85-27.80m,基坑开挖深度为0.0-10.65m。
基坑开挖周围无重要建筑物。综合经济、施工效率、对周围环境的影响等因素后,决定在基坑底部采用井管降水的方式,在基坑上部采用轻型井点降水的方式,同时进行排水沟明排水施工。
3工程地质和水文地质条件
根据勘察资料,拟建场地基坑侧壁及基底以下影响范围内地层自上而下分为:
①层杂填土(Q4ml): 黄褐色、杂色,稍湿,松散~稍密,主要以粘性土为主,含大量碎石及建筑垃圾,局部含较多植物根系,建筑垃圾以砖块、碎石、砂土为主,粒径0.5-4.0cm不等,回填时间不超过10年。场区普遍分布,厚度:1.30~14.20m,平均7.67m;层底标高:19.05~29.81m。
⑦层粉质粘土(Q4pl+al):黄褐色,可塑,切面光滑,干强度高,韧性高,含少量铁锰氧化物结核,含较多高岭土条带,局部混有少量粗砂颗粒及风化岩碎屑,无摇振反应,具中等压缩性。场区普遍分布,厚度:0.70~6.80m,平均3.54m;层底标高:16.87~26.79m;层底埋深:6.80~17.90m,平均11.27m。
⑨层粗砾砂(Q3pl+al):黄褐色,饱和,中密,矿物成分以长石、石英为主,级配一般,磨圆度一般,局部含较多砾石,砾石直径约2-4cm。场区局部分布,厚度:0.40~4.10m,平均1.70m;层底标高:14.41~24.89m;层底埋深:8.20~19.40m,平均13.42m。
层强风化花岗岩(Υ53):黄褐色,中~粗粒结构,块状构造,以长石、石英为主要矿物成分,结构构造基本破坏,裂隙发育,矿物蚀变较强烈,取芯呈砂土状~碎块状,锤击易碎。场区广泛分布,厚度:0.40~2.90m,平均1.51m;层底标高:13.11~23.57m;层底埋深:7.40~21.10m,平均14.27m。
4技术要求
4.1工艺
1定位:根据井点降水平面布置图及施工现场情况,确定井点布置方位。
2开沟:按基坑线外1m处环四周布置轻型井点管,从自然地面挖宽0.8米,深0.8米左右,为排放冲孔用水,若表面杂填土较厚,必须清除杂填土至原土,便于井点管插入。
3冲孔:用高压冲孔枪,孔径约0.3米,孔深超过支管(过滤头)长度0.5米:井点管管距为1.2m,孔深为6m。
4置管:成孔后迅速放入井点管。
5填砂:支管放入后及时填砂,回填用洁净中粗砂为宜。
6安装:支管和总管用三通PVC管连接,两端用12#铁丝扎紧,以防漏气。总管和机组连接:机组位置以放在总管中部为好。若考虑排水位置或场地具体情况,亦可放在端处。
7铺设排水管道(排放口应有沉淀池)。
8开机抽水:井点抽水真空泵真空度须达到650mm汞柱以上;排出的水须排放至基坑影响范围以外,经沉淀后排入市政排水系统。
9基坑降水坑内水位观测:一套井点降水长度约15米,在基坑降水期间每套井点需设置2个降水观测孔,并详细记录基坑降水水位情况,观测孔可设置于每套井点的两端或中部,观测井构造同降水井;
4.2施工技术措施
1冲水管冲井点孔之前,由挖掘机先行开挖埋设井点管的沟槽。
2井点降水设备进场,在埋设井点管之前,必须逐根检查井点管及集水总管,发现损坏,立即更换,保证滤网完整无缺。井管埋设之前,用布头或麻丝塞住管口,以免埋设时杂物掉入管内。
3井孔冲成后,应立即拔除冲管,插入井点管,并在井点管与孔壁之间填砂滤层,以防孔壁塌土,砂宜用粗砂。
4每根井点管埋设后,应及时检验渗水性能。井点管与孔壁之间填砂滤层时,井口应有泥浆冒出,或向管内灌水时,能很快下渗方为合格。
5井点系统安装完毕后,必须及时试抽,并全面检查管路接头质量、井点出水状况和抽水机械运转情况等,如发现漏气和死井,应立即处理。
6开始抽水后,一般不应停抽,时抽时止,滤网易堵塞,也易抽出土粒,正常抽水应细水长流,出水澄清。
4.3降水设备安装要求
降水设备安装要求包括:(1)对降水管井的孔口标高及静水位进行测量,并做好记录;(2)抽水电泵下设距孔底1.0~2.0m为宜,以防止井内沉淀淤埋抽水设备;(3)降水井及真空泵采用一机一闸,防止某个井孔出现问题影响整体降水效果。
4.4降水实施应注意的问题及应对措施
在建筑物、供排水管线、通讯电缆等设置监测点,当临近建筑物及路面、管线沉降接近临界值时,可启用回灌井点,进行回灌,抬高其附近的地下水水位,以阻止和减缓地面沉降。冬期施工时,对于真空井点,井点联结管和总管要进行保温,防止温差过大造成管道开裂影响降水效果。
5降水施工注意事项
5.1降水施工的持续性
结构施工过程中,需保证地下水位始终处于底板50cm以下。因此,施工过程中轻型井点降水和管井降水需持续施工,尤其是保证降水施工过程所需电源的稳定,必要时可配置柴油发电机应急。
5.2降水施工的整体性
针对本工程基坑面积大及开挖土层的地质特点,开挖后的土层基本为粉质黏土,此类土在遇水后极易流动且土体的液限值较高,如果在施工过程中地表水不能及时排除,则很有可能造成土层向已开挖较低区域流动,带来清理困难。因此,施工过程中尤其需要注意及时排除地表积水。
结束语
该工程作为一类特殊型式"坑中坑"基坑,在开挖深度大、工期要求紧等因素影响下顺利完成。在深基坑的建设过程中,坑中坑出现越来越多,两者存在一定的相互作用。外围大基坑不仅只作为超载部分作用于内坑,还可以考虑大基坑支护体系及施工荷载对坑中坑的影响,以此来更合理的优化坑中坑设计。
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