臨沂魯商鳳凰城A5樓基坑降水設(shè)計(jì)方案與施工

趙青海

隨著高樓大廈的不斷崛起，與之相應(yīng)的基坑開挖深度也在不斷加深，在基坑開挖的過程中，不可避免地會(huì)遇到地下水對(duì)基坑的影響，為了防止地下水對(duì)基坑造成侵害，確?；臃€(wěn)定、安全，就要降水或堵水，本文根據(jù)我公司在臨沂市設(shè)計(jì)與施工的降水工程，介紹了在砂層中降水方案的設(shè)計(jì)、降水施工以及安全生產(chǎn)，提出生產(chǎn)中的應(yīng)急預(yù)案。

1 工程概況

根據(jù)《臨沂魯商鳳凰城規(guī)劃總平面圖》，A5樓盤位于臨沂市涑河北路中段，南側(cè)緊鄰涑河，A5樓盤基坑深約6.9 m?；壮至訛榈冖蹖哟稚皩印?/p>

2 場(chǎng)地工程地質(zhì)概況

1)巖土分布及工程特征。據(jù)《巖土工程勘察報(bào)告》，各(巖)土層性質(zhì)自上而下為:

①雜填土，層底標(biāo)高為62.15 m～65.43 m，厚度為 2.30 m～6.3 m，褐黃色～灰褐色，稍濕，松散，主要由砂土和細(xì)砂組成，含碎石、磚塊、瓷片、煤渣、混凝土塊等雜物，回填時(shí)間1年～2年以上。②中砂，層底標(biāo)高為59.23 m～61.54 m，厚度為1.7 m～5.3 m，褐黃色～灰褐色，稍濕～飽和，松散，均粒，長(zhǎng)英質(zhì)，分布均勻。③粗砂，層底標(biāo)高為50.54m～52.41 m，厚度為7.8 m～11.0 m，黃褐色，飽和，稍密，密實(shí)度不均勻，長(zhǎng)英質(zhì)，混粒，分布連續(xù)。④強(qiáng)風(fēng)化安山巖，未揭穿，灰褐色～褐紅色，斑狀結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，巖芯呈土柱狀，堅(jiān)硬，風(fēng)化呈黏土混碎石狀，巖芯用手可折斷，進(jìn)尺不均勻。

2)水文地質(zhì)簡(jiǎn)況。勘察期間，地下水位距自然地面4.0 m～5.1 m。主要含水層為第②，③層砂土，按埋藏條件屬潛水。地下水主要來源于大氣降水及涑河側(cè)向滲透的補(bǔ)給。

3 設(shè)計(jì)依據(jù)及設(shè)計(jì)方案

3.1 設(shè)計(jì)依據(jù)

1)甲方提供。a.《臨沂魯商鳳凰城規(guī)劃總平面圖》;b.甲方提供的有關(guān)本工程技術(shù)圖紙。2)規(guī)范規(guī)程。a.GB 50007-2002建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范;b.GB 50021-2001巖土工程勘察規(guī)范;c.《巖土工程治理手冊(cè)》;d.JGJ/T 111-98建筑與市政降水工程技術(shù)規(guī)范;e.JGJ/T 100-98管井工程施工技術(shù)規(guī)范。3)方案編制原則。a.保證施工質(zhì)量;b.技術(shù)優(yōu)化;c.施工安全可行;d.滿足工期要求;e.造價(jià)合理;f.充分考慮建設(shè)方后續(xù)工程的銜接。

3.2 降水設(shè)計(jì)

本工程降水采用管井降水，降水井布置位于基坑坡口外側(cè)0.5 m～1.0 m?；娱_挖深度約6.9 m，場(chǎng)地內(nèi)現(xiàn)地下水埋深4.0 m，為保證強(qiáng)夯地基的順利進(jìn)行，基坑地下水需降深至8.0 m。本方案按地下水降深4.0 m設(shè)計(jì)。

1)降水井深度。

依據(jù)本場(chǎng)地其他樓盤基坑降水經(jīng)驗(yàn)，為確保降水效果，降水井深度按13 m考慮(自然地坪算起)。

2)涌水量。

a.單井涌水量(q):

其中，q為單井涌水量，m3/d;rs為過濾器半徑，m，取 rs=0.225 m;l為過濾器進(jìn)水部分長(zhǎng)度，m，取 l=1.0 m;k為滲透系數(shù)，m/d，取 k=35.0 m/d。計(jì)算得 q=279.7 m3/d。

b.基坑涌水總量。據(jù)JGJ 120-99建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程附錄F，基坑涌水量計(jì)算公式:

其中，Q為基坑總涌水量，m3/d;k為滲透系數(shù)，k=5.0 m/d;s為基坑水位降深，m，s=4.0 m;r0為 基 坑等 效 半 徑，r0=31.2 m;l為過濾器進(jìn)水部分長(zhǎng)度，m，取 l=1.0 m;b為距補(bǔ)充水體的距離，m，取b=56 m;M為含水層底板到過濾器中點(diǎn)長(zhǎng)度，m，取 M=5 m。計(jì)算得基坑涌水量為3 987 m3/d。

3)抽水井?dāng)?shù)量。

據(jù)JGJ 120-99建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程第8.3.3條，降水井?dāng)?shù)量計(jì)算公式:

其中，n為降水井?dāng)?shù)量，眼;Q為基坑總涌水量，m3/d;q為單井涌水量，m3/d;n=1.1×3 987/279.7=15.7眼，取16眼。

綜合考慮涌水量、地層滲透性，結(jié)合基坑形狀(矩形)，各角點(diǎn)需有井點(diǎn)的控制原則，本工程共需降水井16眼。

本工程降水井?dāng)?shù)量大于設(shè)計(jì)井?dāng)?shù)，而且抽水能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于基坑涌水量，能滿足設(shè)計(jì)及施工要求。

具體布置方法:在基坑南側(cè)布置8眼降水井，降水井間距8 m～10 m，東側(cè)布置3眼井，北側(cè)布置5眼井，井間距 12 m～15 m，西側(cè)無施工空間，不布置降水井。

4 降水及排水系統(tǒng)施工

4.1 降水井施工及措施

1)降水井采用反循環(huán)成孔，成孔直徑600 mm，中間安裝外徑400 mm的無砂混凝土井管。2)使無砂混凝土井管居中，在底節(jié)和中間井管的周圍固定三塊100 mm厚的木塊。井管間用竹片固定，防止井管錯(cuò)位影響使用。3)填礫厚度100 mm，礫料粒徑宜為6倍～10倍的含水層標(biāo)準(zhǔn)粒徑，礫料填入井內(nèi)前要篩凈，不能含粉末。填完礫料即刻抽水洗井。4)井位一般距基坑1.0 m左右，遇障礙物可適當(dāng)調(diào)整。井深誤差控制在±0.5 m內(nèi)。

4.2 排水系統(tǒng)

基坑北側(cè)、南側(cè)設(shè)排水總管，各降水井抽水集中注入排水總管，經(jīng)沉淀池澄洗后排入南邊涑河，排水管道坡度不小于1‰。

4.3 基坑降水的運(yùn)行與管理

1)基坑降水過程的管理設(shè)專人負(fù)責(zé)，每天在固定時(shí)間進(jìn)行水位和水量觀測(cè)。項(xiàng)目經(jīng)理和技術(shù)負(fù)責(zé)人每天對(duì)觀測(cè)記錄及有關(guān)情況進(jìn)行檢查。2)設(shè)有備用水泵，若有損壞，及時(shí)更換。更換水泵時(shí)間不得超過15 min，防止地下水位上升。3)開工前對(duì)有關(guān)人員進(jìn)行質(zhì)量安全教育，并進(jìn)行技術(shù)安全交底。

5 應(yīng)急預(yù)案

1)土方開挖時(shí)，應(yīng)重點(diǎn)保護(hù)降水井及觀測(cè)井，防止其被破壞或被掉土卡死。2)基坑開挖后，若坑底有明水或因下雨原因造成坑內(nèi)積水，應(yīng)備足污水泵進(jìn)行明排。3)基坑開挖后，若地下水降不下去，應(yīng)在基坑內(nèi)進(jìn)行補(bǔ)井。4)降水工期應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)要求進(jìn)行計(jì)算，停水前應(yīng)計(jì)算復(fù)核已施工結(jié)構(gòu)荷載是否滿足抗浮要求。

6 安全生產(chǎn)和文明施工保證措施

1)成立安全管理領(lǐng)導(dǎo)小組，建立安全生產(chǎn)管理網(wǎng)絡(luò)。公司以主管副經(jīng)理、安全科科長(zhǎng)為主，項(xiàng)目部以項(xiàng)目經(jīng)理、專職安全員為主成立安全委員會(huì)，制定安全措施并組織落實(shí)，做好安全交底工作，保證生產(chǎn)安全。2)做好開工前安全培訓(xùn)和新工人上崗前的安全教育工作。3)做好開工、開孔前的安全檢查工作。4)配齊各種安全防護(hù)設(shè)施。遵守操作規(guī)程，進(jìn)入施工現(xiàn)場(chǎng)必須戴安全帽。5)電工、電焊工必須持證上崗，嚴(yán)禁無證上崗或串崗操作。6)施工場(chǎng)地竣工井孔等危險(xiǎn)區(qū)域應(yīng)設(shè)警戒標(biāo)志，并有遮蓋措施，嚴(yán)禁下井作業(yè)。7)現(xiàn)場(chǎng)用電較多，要由專業(yè)電工負(fù)責(zé)供電，其他人員不得隨意拉設(shè)線路和動(dòng)用電氣設(shè)備。8)施工用電必須使用符合要求的配電箱、漏電保護(hù)器。電氣設(shè)備要有接地線。9)露天配電柜、開關(guān)箱、攪拌機(jī)等應(yīng)加防雨設(shè)施。10)現(xiàn)場(chǎng)夜間要有足夠照明。

[1] GB 50007-2002，建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范[S].

[2] GB 50021-2001，巖土工程勘察規(guī)范[S].

[3] 林宗元.巖土工程治理手冊(cè)[M].北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社，1993.

[4] JGJ/T 111-98，建筑與市政降水工程技術(shù)規(guī)范[S].

[5] JGJ/T 100-98，管井工程施工技術(shù)規(guī)范[S].