摘要:本工程在復(fù)雜的地質(zhì)條件,且當(dāng)前的降水技術(shù)僅能將地下水降低至中風(fēng)化泥巖層以上2m左右的情況下,通過采取管井降水+明排+盲溝的技術(shù)措施進(jìn)行降水,高質(zhì)、高效地完成了某國際廣場深基坑工程的施工。

關(guān)鍵詞:巖土;地質(zhì)條件;基坑

  1 工程概況

  某國際廣場位于天津市濱海新區(qū)。由五星級國際酒店(37層)、超甲級寫字樓(39層)、酒店式公寓(41層)3幢塔樓組成,采用框架-核心筒結(jié)構(gòu)(部分樓層柱采用鋼骨混凝土柱),筏板基礎(chǔ),總建筑面積238465.78m2,其中地下53005.83m2,高168m的水晶造型建筑群將成為成都新中心地標(biāo)性建筑。本工程地質(zhì)條件情況為:土體主要是人工填土、黏性土、粉土、砂層、卵石層、強(qiáng)風(fēng)化及中風(fēng)化泥巖。場地地下水主要為第四系孔隙潛水類型,砂卵石層為主要含水層。場地部分地段受生產(chǎn)生活用水影響存在上層滯水。場地潛水穩(wěn)定水位在-9.1m~-7.8m左右,地下水有隨季節(jié)變化的特點,根據(jù)本區(qū)域地質(zhì)水文資料,在正常情況下,場地年最高潛水位在-4.0m左右。

  2 降排水設(shè)計

  2.1 管井降水+明排+盲溝方案

  基坑裙樓大面積開挖深度為-22.0m,主樓開挖深度為-24.0m,主樓電梯深坑最大開挖深度為-28.0m。由于基巖埋藏深度約-12m~-13m,基巖為弱透水的泥巖,目前的降水技術(shù)僅能將地下水降低至基巖頂板以上2m左右,即地下水位降低至地表下11m左右,管井降水施工需結(jié)合明排及盲溝措施,來解決地下水對工程施工的影響。

 。1)降水方案:本工程基坑開挖深度和基坑護(hù)壁支護(hù)樁深度均進(jìn)入下覆基巖,地下水采用重型井點(管井)降水方案。即在基坑周邊布置降水井,降水距間距約13.0m~17.0m(砂層分布區(qū)降水井間距取小值),降水井深度20.0m,共布置降水井31口。

 。2)明排水:設(shè)置降水井后,基巖頂板上-11.0m以下的地下水無法通過降水井降低至作業(yè)面,該深度范圍挖基坑開挖采用明排方式解決,當(dāng)基坑開挖至基巖面時,應(yīng)在場地周邊設(shè)置排水溝和積水坑并采用水泵抽排地下水。

 。3)盲溝排水:當(dāng)設(shè)置降水井及明排排水后,裙樓開挖深度范圍可順利施工。但主樓范圍的開挖及墊層均屬水下作業(yè),無法正常操作,所以須在主樓范圍設(shè)置盲溝,把地下水有組織排至電梯深基坑部位,集中抽排。

  2.2 降水井結(jié)構(gòu)

  開孔鉆頭φ580mm;終孔鉆頭φ560mm;降水井采用內(nèi)徑為300mm的鋼筋混凝土井管。設(shè)計過濾器為填礫過濾器,填礫規(guī)格4mm~10mm的礫石,填礫厚度大于100mm;礫石填至距地面3.00m時,用黏土封孔。井管結(jié)構(gòu)設(shè)計如下:20.00m深降水井。

  2.3 抽水設(shè)備和排水系統(tǒng)

  (1)抽水設(shè)備采用QY型潛水泵,額定流量為30m3/h,揚(yáng)程不小于30.00m。

 。2)排水系統(tǒng)分為:①明排水系統(tǒng):基坑開挖后現(xiàn)場十分狹窄,加之基坑坡頂附近有一定變形,明溝容易開裂滲漏,影響基坑的穩(wěn)定性,因此,降水井至沉淀池之間采用鋪設(shè)排水鋼管形成主排水管,降水井排水管接入主管,排入沉淀池中;基坑頂部四周設(shè)置排水溝,排水溝與沉淀池相連,用于地表水的有組織排放;隨著土方開挖過程,在開挖四周設(shè)置臨時排水溝及集水井,并用水泵抽排至沉淀池。沉淀池的設(shè)置根據(jù)現(xiàn)場市政管網(wǎng)分布情況,設(shè)置在坑4個角部位置。沉淀池采用紅磚砌筑,內(nèi)外面1:2水泥砂漿抹面。沉淀池長約4.5m,寬約2.0m,深度1.2mm~1.4m,沿長度方向分隔成3個沉淀池,抽出來的水經(jīng)三級沉淀后排入城市雨水管中。這是為了保證排水順暢,不對基坑和周邊環(huán)境造成不利影響。②盲溝排水系統(tǒng):分為主樓深基坑降水、排水盲溝、潛水泵等。主樓深基坑降水:在原設(shè)計的消防集水坑(電梯深基坑)部位設(shè)置小型降水井,深度約2.0m,φ400mm。根據(jù)現(xiàn)場實際情況,在酒店、公寓筏板各設(shè)置2個降水井,辦公樓筏板設(shè)置4個降水井。排水盲溝:因基底泥巖透水性較差,所以在筏板墊層底應(yīng)設(shè)置200mm×200mm排水盲溝,坡向深基坑降水井。潛水泵:采用WQS-20-40-7.5型潛水泵,一次性投入使用。排水管:采用DN50鋼管,上口標(biāo)高離筏板面約300mm,在筏板中部焊接φ200mm×2mm鋼板止水環(huán),距離管端100mm設(shè)置止水閥,混凝土澆筑至止水閥位置,關(guān)閉閥門。堵水裝置:在澆筑筏板混凝土?xí)r先直接填滿深基坑降水井,然后利用DN50排水管上的止水閥門,堵住地下水,最后用混凝土直接封閉排水管。

  3 降排水施工

  3.1 井管降水

  為確保降水井的直徑符合設(shè)計要求,開孔鉆頭的直徑應(yīng)不小于580mm,終孔鉆頭的直徑應(yīng)不小于560mm。成井時,應(yīng)圓整垂直,井管焊接牢固,安裝垂直。洗井采用活塞和空壓機(jī)聯(lián)合洗井,以確保洗井質(zhì)量,要達(dá)到正常抽水時含砂率小于1/10000之要求,以保證抽水設(shè)備正常運(yùn)行。施工工藝流程:測量井位→鉆機(jī)就位→鉆孔成孔→校核深度,終孔→安裝井管→填礫→洗井。

 。1)測量放線:根據(jù)現(xiàn)場給定基礎(chǔ)軸線測放出各井位,打入木樁,并涂上紅油漆作標(biāo)記。

 。2)成孔(關(guān)鍵過程):鉆機(jī)就位安裝好后,核對井位。為防止破壞場地內(nèi)地下管線,應(yīng)人工開挖1.50m深,埋好護(hù)壁管(φ700mm),護(hù)壁管埋設(shè)完畢后開始鉆進(jìn)成孔,然后對鉆孔采用泥漿護(hù)壁,施工時保持孔內(nèi)泥漿高度,以防止孔內(nèi)垮孔,最終檢查孔深達(dá)到設(shè)計深度后終孔。

 。3)吊裝井管:用抽筒清孔,吊裝井管。要做到井管之間焊接牢固、安裝垂直。

 。4)填礫:在井管外填入規(guī)格4mm~10mm的礫石濾料,填至距地面3m左右,填入黏土封井。

 。5)洗井(質(zhì)量控制點):采用空壓機(jī)、活塞聯(lián)合洗井,空壓機(jī)洗清之后再用活塞洗井;然后再用重復(fù)以上洗井過程,直至滿足設(shè)計要求。每井活塞洗井不少于兩次,每次提拉活塞不少于2h,空壓機(jī)洗井不少于2個臺班,以確保洗井質(zhì)量,達(dá)到正常出水時含砂率少于1/10000的要求。

  3.2 明排水

  (1)地表有組織排水:在基坑四周用磚砌300mm×400mm排水溝,內(nèi)側(cè)1:2水泥砂漿抹面,按1%的坡度流向沉淀池,以保證上部地表水不會沿基坑護(hù)壁滲入基坑內(nèi)。

 。2)基坑內(nèi)明排水:隨著基坑開挖的同時,在基坑底部四周開挖臨時排水溝與臨時集水坑;當(dāng)開挖至裙樓筏板深度(即-22.0m)時,在基坑四周緊靠基坑外邊線安放寬360mm×360mm的成品排水溝,坡度約0.5%坡向集水井,排水溝設(shè)在基坑四角,同時每隔30m~50m設(shè)置1個,集水井尺寸為寬460mm×800mm×1000mm;再采用潛水泵抽排到基坑上周邊的沉淀池,充分沉淀后用于綠化、沖洗車輛等。

  3.3 盲溝排水

  主樓基坑開挖至設(shè)計深度后,人工打鑿200mm×200mm排水盲溝,盲溝用卵石回填,上鋪密目網(wǎng),覆蓋薄膜,避免水泥漿賭塞,并按1%坡度坡向主樓深基坑的降水井,最后用水泵抽排至基坑周邊集水井。根據(jù)實際情況,在酒店及公寓筏板各設(shè)置2個降水井,辦公樓筏板設(shè)置4個降水井,每個降水井用1臺WQS-20-40-7.5型潛水泵抽排水。降水井φ400mm,深度:2.0m,填卵石過濾,厚度大于1500mm,卵石上面用鋼絲網(wǎng)濾器,以方便清理濾渣。

  排水管設(shè)置:采用DN50鋼管,長約4m,先用φ16mm鋼筋三腳架點焊牢固,焊接高度約1.5m處,上口標(biāo)高離筏板面約300mm,然后在筏板中部焊接φ200mm×2mm鋼板止水環(huán),距離管端100mm處設(shè)置止水閥;當(dāng)混凝土澆筑至止水閥位置,再關(guān)閉閥門,以保證地下水不再上涌。

  參考文獻(xiàn)

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