中建二局第三建筑工程有限公司西南分公司四川省成都市610000
摘要:基坑将排水是建筑工程基础施工的前提,如何有效的进行基坑地下水的降水及排水施工,如何控制其施工质量是其研究重点,本文通过昆明地区某具体工程的降排水施工,对基坑降水排水施工技术进行简要的阐述,对施工的重点要求等进行总结,以积累不同区域的施工降排水经验数据。
关键词:深基坑;地下水;地表水
水对基坑的危害
(1)地下水渗透会引起基坑开裂坍塌。
(2)基坑突涌导致基坑底土开裂出现管涌。
(3)暴雨袭击中基坑长期受雨水浸泡引起地基强度降低。
(4)基坑周围水管破裂漏水及生活用水渗入基坑引起岩土力学性质发生变化。
(5)降低地下水位引起地面沉降及周围建筑倾斜开裂。
降排水的重要性
合理进行基坑降排水后,可以减少施工事故的发生,可以提高施工质量和进度。
降排水的分类
通常情况下,降排水的做法的分类大致可以分为两种:
1、集水明排
集水明排根据部位选择分为基坑外侧集水明排和基坑内集水明排。其中,为避免基坑外地表水或雨水流入基坑,排水系统需布置在止水帷幕外侧。基坑内的排水沟具有临时性,在土方开挖过程中根据需要进行适时调整。
集水明排适用条件:1)不易产生流砂、流土、潜蚀、管涌、淘空、塌陷等现象的粘性土、砂土、碎石土地层。2)基坑上层滞水或水量不大的潜水,降水深度小于5m。
2、井点降水
井点降水需根据场地的实际情况选择合理的降水井类型、设备和方法。其中,轻型井点降水、多级轻型井点降水可能降低的水位深度为3~6m、6~12m,喷射井点可能降低的水位深度为8~20m,此外还有电渗井点、深井井管等,但都应根据实际情况进行距离布置。
井点降水适用条件:1)黏土、粉质黏土、粉土地层。2)基坑(槽)边坡不稳定,易产生流土、流砂、管涌等现象的场地。3)地下水位埋藏深度小于6.0m,宜用单级真空点井;当地下水位埋藏大于6.0m时,场地条件有限宜用喷射点井、接力点井;场地条件允许宜用多级点井。4)基坑场地有限的工程,根据需要可采用水平、倾斜点井降水方法。
降排水的优点
对于土方工程以及地基基础工程来说,降排水是主要技术措施,合理的降排水能:
(1)防止基坑底面与坡面渗水,保证坑底干燥,便于施工。增强边坡和坑底的稳定性,防止边坡或坑底的土层颗粒流失,防止流沙产生。
(2)减少被开挖土含水量,便于机械挖土、土方外运、坑内施工作业。
(3)有效的提高土体的抗剪度与基坑的稳定性,对于放坡开挖而言,可提高边坡的稳定性。对于支护开挖,可增加被动区抗力,减少主体区土侧压力,从而提高支护体系的稳定性。
实例论证
1、工程概况
西山区3号片区城中村改造项目基坑设计开挖深度10.75m,总支护长度600m场地不规整,基坑周边环境复杂。北侧:该侧用地红线外道路宽度为15m,道路外为砖混2~3层居民住宅楼。南侧:该侧用地红线外为已建混7层左右居民住宅楼,浅基础。西侧:道路宽度为22m,道路外为混7层居民住宅小区。东侧:该侧用地红线外为砖2层住宅楼,还有一个加油站(浅基础)。管线分布情况:基坑四侧均分布有大量管网。场地内也存在管网,情况较为复杂。基础形式筏板基础独立基础,筏板基础,支护结构紧贴筏板边缘,筏板厚2m。抗震设防烈8度,抗震等级3级。
2、水文地质条件
地下水主要赋存于人工杂填土、粉土、粉砂、中砂、砾砂的孔隙中,经统计、分析大致分为两层地下水:
第一层为赋存于地表人工填土层中的上层滞水,在整个场地雨季时临时分布。
第二层为赋存于场地下部的粉土、粉砂、中砂、砾砂中的潜水,由于地层中有几个沉积旋回,存在几层粘性土隔水层,粉土为弱含水层,含水量较小,且钻进过程中未发现明显的水头压力,属潜水类型,微具承压性。
3、土质情况
基坑影响范围内主要分布地层为第四系人工堆积(Qml)人工杂填土、素填土、第四系冲洪积(Qal+pl)粘土,第四系冲湖积(Qal+l)粘土、粉质粘土、粉土、粉砂及有机质土(泥炭质土)等,共三类四个大层,十八个亚层。
4、降水方案与施工方法
根据水文地质状况,基坑侧壁大部分为透水层,基坑周边为建筑物及道路,考虑地基土失水对周边环境的不利影响,绕基坑四周设置截水帷幕。基坑采取随挖随降的降水形式,在基坑开挖过程中根据积水量大小设置一定数量的降水井,保证土体干燥以便支护施工,基坑见底后,沿基坑周边布置一定数量的集水井与排水沟。
(1)本工程共设计一定数量的集水井及排水沟,基础内外设置。基础外沿地下室基坑底四周设置400~700mm宽降排水沟,并设置集水井,设置于筏板外与基坑支护间。基础内排水沟设于后浇带内,并设置集水井。基础外集水井及排水沟贯通整个地下室筏板外围;排水沟最浅点为该位置筏板垫层底部标高下600mm;基坑外集水井深度为相连最深排水沟底标高下600mm,基础内集水井井顶标高为抗水板垫层底标高,深度为1800mm。
(2)基础土方开挖前应提前挖好集水井及排水沟,做好盲沟。沟底宽度为400mm,沟顶宽度为600mm。基坑外降水沟沟底坡度为2%。
(3)集水井及排水沟的开挖顺序根据甲方场地移交的位置临近开挖。开挖前应先定出降水井标高,再进行排水沟开挖。
(4)排水沟及集水井底部直接开挖至沟底标高,然后回填碎石,埋置PVC排水管(PVC管钻孔,孔眼ф6mm,横向孔距100mm,纵向孔距200mm),将排水沟施工完成,最后开挖基础土方,以免基础土体浸泡。
(5)坑外降水沟排水排入相应集水井,然后用水泵抽入沉淀池后排入市政管网或用于喷淋降尘。
(6)纯地下室基础内沿后浇带位置设置一系列排水沟,有组织排至相应集水井内,然后用水泵将水抽入沉淀池排入市政管网或用于喷淋降尘。降水井位置可根据实际情况调整。
(7)每个集水井里放置一台深井抽水泵进行抽水,抽水泵使用自动感应控制开关。
(8)基础外部集水井,基坑肥槽回填时采用DN600波纹管留置,留作预备防尘用水取水口。垫层标高位置以下的井内设置钢筋笼且做滤水网,固定波纹管,波纹管应钻孔眼,起到滤水作用,孔眼ф6mm,间距300mm。
(9)基坑内集水井使用至后浇带封闭时,随之一起浇筑。基坑外降水井,至少使用至底板封闭完成,地下室底板封闭完成后可根据实际情况对井封闭。
(10)降水井周边应设置不低于1200mm防护栏杆。
5、现场保证措施
(1)熟悉现场总平面布置、现场排水平面布置以及临水、临电的布置,确保施工安全和后续工序的施工。
(2)保证昼夜有人值班并做好值班记录,同时要安排天气预报收集,负责收听和发布天气情况,防止暴雨突然袭击,合理安排每日的生产工作。
(3)疏通排水渠道,清理排水口,使场地内排水通畅。施工前对现场所有的配电箱、闸箱、电缆临时支架等仔细检查,需加固的及时进行加固,缺盖、罩、门的及时补齐,确保用电安全。
(4)实行信息化运行管理及时提供各集水井水位、流量数据,各种机械的运行情况,协调好各分包施工单位关系,保护好降水设备。
(5)为确保降水施工后顺利进行,现场成立降水施工管理领导小组,尤其是夜间施工作业时,应安排相关技术人员值班,做好抽水记录。
结束语
综上所述,建筑工程基坑的降水类型多样,其优势与特点不同,施工过程中应结合实际情况进行设计与施工。对举例工程而言,当降水井设置对周边建筑有一定影响时,通过做排水明沟及盲沟进行有组织排水。基坑肥槽回填时,将基坑周边的集水井转变为降水井。既满足了水资源回收利用,又为项目节约了经济成本。
参考文献:
[1]中国建筑科学研究院.《建筑基坑支护技术规程》JGJ120-2012.中国建筑工业出版社,2012
[2]郑伍.建筑工程中基坑降水技术的应用.江西建材,2014
[3]张嘉强.深基坑开挖降排水设计.上海铁道科技,2008
[4]某工程岩土工程详细勘察报告.某设计研究院,2016