[12-11 17:00:56] 来源:http://www.tmgc8.com 建筑设计 阅读:3711次
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11~25m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:
①人工填土(Qm1):褐黄色或褐灰色,杂填土为主,层厚1.20~7.50m。
②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0.50~2.9m。
③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1.50~6.10m。
④含有机质粉质粘土:灰黑色,含少量有机质,局部含有10%~30%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0.40~2.50m。
⑤中细砂:褐黄色、褐灰色,成分为石英质,混20%~30%粘性土,呈饱和,松散一稍密状态。层厚1.20~8.00m。
⑥圆砾:褐黄、灰白色,成分为石英质,混10%~30%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2~20mm,最大粒径为60mm,饱和,稍密一中密状态。层厚0.80~5.60m。
⑦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20%~30%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0.50~11.70m。
⑧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Ⅲ级。场地内钻孔均钻至该层,揭露厚度3.00~14.00m。
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4.54m/d,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⑧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0.3~1.8m,相当于标高30.99~32.68m。 www.tmgc8.com
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-4.54m/d,降水7~10d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。
设计真空井点降水的参数见表1。
项目 孔深S(m) 孔距D(m) 井点管长L1(m) 滤水管长L2(m) 孔径R(mm) 井点管直径d(mm) 一级降水 7.5 1.5 7.2 1 110 48 二级降水 8.0 1.5 7.7 1 110 48
(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;www.tmgc8.com
(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定,当变形超过有关标准或场地条件变化较大时,加密监测;当大雨、暴雨或基坑荷载条件改变时加密监测。
6.2效果检测
通过以上的监测方法,在整个基坑工程施工过程及后期的观测中,未发现因真空井点降水引起邻近的建筑物出现沉降过大的现象,也未发现邻近的道路路面出现沉降和管路变形等现象,可以说该工程采用真空轻型井点降水完全达到了预期的目的。