如何解决深大基坑降水是基础工程施工中最

如何解决深大基坑降水是基础工程施工中最棘手的问题[Ci7。降水的设计、施工以及降水所引起的其他岩土工程问题，对基坑工程和周边环境的安全至关重要图，而大口径管井降水却能较好地解决深大基坑降水的问题。大口径深井井点降水是在井点降水的基础上演化而来的一项易操作、效果好、造价低、适用范围广的降低地下水的施工技术团。本文通过对济南西客站地铁6号线基坑工程的分析研究，详细阐述了地铁车站深基坑工程大口径管井降水的设计与施工。1工程概况地铁6号线基坑工程属于济南西客站整个枢纽中的一部分，整个枢纽通过地下1层大通道实现各种交通工具之间的换乘，地下2层沿东西轴线引入地铁1号线，地下3层南北方向平行于进站高架桥东侧引入地铁6号线(见图1)。根据设计图纸，整个基坑工程竖向分两级，一级基坑为轨道交通换乘厅，二级基坑为轨道交通6号线。6号线车站建筑而积为10930m2，基坑深度为23.81m(局部2)其中第①层素填土稍湿，稍密，成分为}S'h'上，偶见煤渣;第②层粉土稍湿，稍密，呈瓢性，偶少某渣;第③层中砂稍湿，细度模数为2.6;第④，⑤③层瓢性土可塑，局部硬塑，无摇震反应，干强度2刃性高，含铁锰氧化物及结核;第⑧层卵石饱和，毛关，卵石成分为灰岩，含量约}o%，粒径为2一Scm暴大约lOcm，呈亚圆状、圆状，硬塑状瓢性土充填。1)本次试验共布置2个抽水试验井，每个井布置2个观测孔。主井采用SPJ300型钻机成孔，于2008年12月28日至2009年1月8日完成。观测孔利用己有的勘察钻孔。2)抽水试验1}2号井的井深分别为30.0035.OOm，钻孔直径600mm;滤水管采用外径SOOmm,内径400mm的水泥管，管外用60目尼龙网包扎，外侧填入5一lOmm的滤料(见图2)观测孔的孔径为110mm，分别将钻孔清孔至30.00}35.OOm，用清水洗井后下入直径70mm塑料管，且四周填入5一lOmm的滤料;塑料管均带有以梅花形布置的、间距为50}100mm、直径为Smm的透水孔。3)步由水试验井经洗井后，现场抽水。1号抽水井做2次降深,2号抽水井做3次降深。抽水试验结果如表2所示。抽水设备用潜水电泵，水泵流量为80m3/h，扬程为SOm，功率为12kW，水泵下入深度为1号抽水井25.00m,2号抽水井32.OOm，流量用水表测量，降水井施工采用反循环150型或塔式180型钻机钻井成孔，钻井过程中自造泥浆护壁，按设计要求钻至设计孔深后，调浆捞渣，清刷井壁，下入井管，在井管外均匀地填入滤料，洗井抽水。具体施工措施如下。1)按照施工平而图及现场实际情况，采用全站仪测放出井位。2)钻机就位。钻机开孔时，在深度Sm范围内应用中速钻井，防比开孔时孔斜，钻井过程中，保证钻架在垂直状态下钻井，成井垂直度,1%。3)所有井成孔直径为600mm，井管采用无砂混凝土滤水管，滤水管外径为SOOmm，内径为400mmo4)钻至设计深度后，应及时调浆并空转一段时间，保证孔内泥浆上下均匀，然后自上而下破除泥皮，同时，边破壁边调浆，保证下管前孔内泥浆相对密席在1.15一1.20，孑I底沉渣30cmo5)钻井成孔结束，应采用托盘法及时下入井管，井管接头之间使用防雨布封严，防比泥砂进入井内，造成淤井，井管外壁包扎60目尼龙网，滤料均匀地分布在井管四周，管井反滤层厚度为100mm反滤层采用0.5一1.Ocm的碎石。6)填完滤料后，及时下泵洗井抽水，潜水泵量应大于单井出水量，采用自上而下的方法洗井抽水，洗井结束，及时向井管外填补滤料并用:^x土填实。7)步由水时，控制井内水位在井底向上1.0m处，并保持此水位至抽水结束，集水管将抽上来的水集中由排水口排出。软土层具有含水量大、强度低、收缩性高、渗透系数小地下水位较高等特征。这种土层容易使工程基础产生不f9匀沉降，墙体开裂，危及结构安全，故工程施工前的软土翅基处理相当重要。新源县肖尔不拉克地质条件非常不理想，多年来，建筑物郎地基都需要进行处理，才能达到设计要求。肖尔不拉克地区地厄的普遍条件表现为:在钻孔所达深度范围内，场地地层属于第四系冲一洪积层现分述如下:(1层:杂填土，杂色;稍湿;不均;包含碎砖、砾石等;层T0.3-0.6m，该层场地内均有分布。(2)层:淤泥质粉土，黄色一灰色;稍密;稍湿一饱和;上部羊肉眼可见的大孔隙，垂直节理;该层场地内均有分布，地基承载丈fk一60kPa(3)层:粉土，黄色;稍密;很湿一饱和;夹薄层粉质粘土和细砂层，该层场地内均有分布，未穿透。地基承载力fk=lOSkPao地下水水位在1.0一1.2m之间，对混凝土无侵蚀性。我们在基槽开挖后，地基未处理之前，经常会遇见下而情况:地基进行夯打振动，不仅夯不实，，强度将迅速下降。这时的夯击就象揉而团一样，使土层产生弹性颤动，并且越夯击，颤动现象越严重，结构越不稳定，形成橡皮泥土，这种土是不宜做为房屋的地基土。1降低水位法当基槽底位于地下水位线以下时，在开挖基槽前应在基槽四周设置排水沟或采用井点降水，降低地下水位后，方可进行基槽的开挖工作。开挖后，当岩土工程勘察单位提供的人工地基承载力标准值满足设计要求，即可进行上部基础工程施工，我们施工的肖尔布拉克锅炉房就用此方法。地基冻胀问题是多年冻土地区对建筑危害比较大的一个问题。其中，冰锥冻胀是具有一定承压性的地下水在地基某处起冰锥(丘)引起建筑物的冻胀破坏。由于地基土的冻胀和融沉造成房屋裂缝、倾斜和变形，严重影响着房屋的正常使用，有的甚至使房屋倒塌，造成严重的经济损失。为了抵御这种破坏，国内外的许多工程技术人员进行了大量的试验研究，取得了许多可喜的成果，但其解决措施仍不十分完善。我们通过对大兴安岭地区建筑物冻害的多年考察，尤其是对古莲河煤矿4栋住宅楼基础冻胀的处理，提出了以人工降低地「水水位法解决多年冻土地区地基冻胀，取得了一定的成果，并经过将近两年的观察，效果比较稳定。根据本区的水文地质条件，综合各方面的因素进行分析，可以认为形成该基础冰锥的主要原因是:本区地层粘土含量不均，造成地下水具有线性富集的特点。在粘土含量少的地方，地下水径流量大且具承压性质。同时，住宅楼基础的开挖使该处成为地层的薄弱地带，为地下水的排泄创造了条件，地下水就直接排向基坑，加上本区地下水虽为两层，但在无多年冻土区是连通的，具有水力联系。这样，下层的地下水就可以源源不断地补给上层水，使该基础可以持续不断地涌水，负温后，冰锥可以越鼓越大。针对这种情况，我们决定采取降低地下水水位的方法进行处理。第二年7月，在冰锥以北约15m的地方施工一抽降孔，开孔420mm，终孔180mm，深120m，根据钻探情况看，该孔地下水主要有3m以_L第四纪松散层孔隙潜水，7-10m处的风化层孔隙一裂隙水和70-90m之间的基础裂隙、构造裂隙水。8月13日开始进行地下水抽降，每日抽降12h，涌水量33t/h(图1，表1)。经过3个月的抽降，在孔周围形成了一个南北向约300m，东西向约100m的线性抽降漏斗，中心处水位降深约为25m。抽水时，观测井壁水的补给，我们发现，在9,10月，第四纪松散层孔隙潜水比较丰富，补给量比较大;I1月以后，变为以7-10m的风化层孔隙一裂隙水和深层裂隙水补给为主。这次抽降，在住宅楼周围形成一个巨大的抽降漏一斗，有效地控制了地下水的排泄，切断了冰锥的补给水源，使冰锥不再形成。同时，由于水位的降低，减少了土体的含水量和水分补给，含水帚由原来的17-24%降为12%左右，大大减少了土体的冻胀景(图2)0两层，但在无多年冻土区是连通的，具有水力联系。这样，下层的地下水就可以源源不断地补给上层水，使该基础可以持续不断地涌水，负温后，冰锥可以越鼓越大。针对这种情况，我们决定采取降低地下水水位的方法进行处理。第二年7月，在冰锥以北约15m的地方施工一抽降孔，开孔420mm，终孔180mm，深120m，根据钻探情况看，该孔地下水主要有3m以_L第四纪松散层孔隙潜水，7-10m处的风化层孔隙一裂隙水和70-90m之间的基础裂隙、构造裂隙水。8月13日开始进行地下水抽降，每日抽降12h，涌水量33t/h(图1，表1)。经过3个月的抽降，在孔周围形成了一个南北向约300m，东西向约100m的线性抽降漏斗，中心处水位降深约为25m。抽水时，观测井壁水的补给，我们发现，在9,10月，第四纪松散层孔隙潜水比较丰富，补给量比较大;I1月以后，变为以7-10m的风化层孔隙一裂隙水和深层裂隙水补给为主。这次抽降，在住宅楼周围形成一个巨大的抽降漏一斗，有效地控制了地下水的排泄，切断了冰锥的补给水源，使冰锥不再形成。同时，由于水位的降低，减少了土体的含水量和水分补给，含水帚由原来的17-24%降为12%左右，大大减少了土体的冻胀景(图2)0随着城市化的建设，土地越来越稀少，人们开始更多的运用地下空间，大部分的高楼建筑都会建造地下室。对于建设在地下水位较高地区的地下室，其抗浮措施是设计中必须解决的重要问题之一。目前在抗浮设计中常用的方法有自重抗浮、压重抗浮、基底配重抗浮、打抗拔桩抗浮或打锚杆抗浮等多种，降低地下水位法由于其特殊的降水措施近年来得到越来越多的应用。这些方法各有特点，针对不同的建设场地和不同结构体型的地下室选用不同的抗浮措施，会对结构受力和工程造价产生较大的影响。该处以“某地地下室抗浮工程”为例，对降低地下水位法在具体工程实例中的运用进行分析。工程概况:该工程地下室为地下一层，而积约25000m'，主要作为地下车库使用。地下室(地下车库区域)为框架结构，采用柱下独基，底板建筑标高一5.700m，结构标高一5.750m，建筑士0.000标高为高程31.40m。目前该地下室未建设，场地地下水为赋存于第(1)层杂填土中的上层滞水和基岩中的裂隙水。上层滞水水位为地表下1.0^-2.2m02)利用建筑要求设置的排水沟和在靠近外墙内侧设置的排水沟，形成排水系统。在排水沟和外墙上布置泄水孔，并在孔内安装滤水装置，使进入基底的地表水经过泄水孔后通过排水系统抽排出去，避免在基底形成水浮力。排水系统和泄水孔布置见图2，泄水孔设置见图303)为避免上层滞水大量渗至地下室底板底，导致在使用中经常性排水回填粘性土，并分层夯实。处理方法见图40图2泄水孔及集水井的设置，地下室周边杂填土应挖除，重新摘要根据工程实际情况，应用真空井点降水联合加固软土地基的施工方法，通过施工沉降观测和理论分析，对真空井点降水联合预压加固软土地基的施工技术及加固有效深度、有效应力的变化问题进行了研究。验证了真空井点降水联合预压加固施工方法在寒区环境的适用性，分析了在该条件下，本施工方法的加固效果和沉降变化规律，为基础设计和工程施工提供参考依据。1现场条件在哈尔滨呼兰区利民经济开发区修建的某高层建筑，地下为三层。其地貌单元为典型的松花江漫滩，天然含水量大，压缩性高，承载力低，透水差，且地下水位高于基坑底而。对此应进行基坑降水，防}卜基坑坡而和基底渗水，增加边坡和坡底的稳定性，并提高土体固结程度，增加地基抗剪强度。经过研究比较，采用真空井点降水联合加固方法处理地基更加经济，且能大大缩短工期。本研究在观测施工现场的基础上，对真空井点降水联合加固软土地基加固效果进行了分析。现场地基土的物理力学性质指标见表1}为了准确测出加固过程中应力的变化情况，控制好沉降速率，了解和验证地基加固程度和处理效果，埋设了孔隙水压力计、地而沉降板、分层沉降仪、真空度测定仪和水位管。在整个施工过程中，真空预压密封性良好，膜下真空度维持在80kPa随时观测土体的固结度。在试验地基两侧各设置一套轻型真空井点，现场试验布置如图2所示，井点埋深7tn4配置W一4机械真空泵，训一划持续降水90c}在地而铺设一层03m厚砂垫层，土工布导流层，坡度500，厚度40mm;打设袋装砂井，砂井长12tn4井点降水设备于2004年3月25日埋设完毕，3月28日开始降水，并在降水区外侧设一条注浆隔离带，以切断松花江丰水期的水源补给。密封系统主要由两层聚氯乙烯密封薄膜封闭构成。自开始抽水后，真空度逐渐稳定在80kP}此时气温在0一10狱地基表而至冻深处，未采取保温措施时，土体冻