高地下水砂土地基深基坑支護(hù)技術(shù)

劉 寧

（山東魯泰建筑工程集團(tuán)有限公司，山東 肥城271608）

1 工程概況

泰山鋁業(yè)有限公司五萬(wàn)噸鋁板帶技改工程冷軋車間為主廠房，地上一層，地下局部有地下室，總高度14m，采用鋼筋混凝土獨(dú)立基礎(chǔ)，地下室為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，地上主體工程為鋼結(jié)構(gòu)，總軸線尺寸為99m×246m，四跨廠房，最大跨度為30m，每跨均設(shè)吊車，最大噸位為50 噸。地下水為弱承壓水，穩(wěn)定水位1.8-2.90m，地下水對(duì)混凝土無(wú)侵蝕性，Kcp=59.6m/晝夜、Qcp=654.0/晝夜。

該工程有以下特點(diǎn)：1）基礎(chǔ)埋深較深，達(dá)到8.5～9m。2）自然條件復(fù)雜，地下水位較淺，1.9-2.9m 即為穩(wěn)定水位。地質(zhì)條件差，平均4.0m 以下為沙層，中密沙土基礎(chǔ)開挖深度在5m內(nèi)的基坑最陡坡度當(dāng)坡頂有動(dòng)荷載時(shí)為1：1.5，按此推算基坑開挖每邊的邊坡長(zhǎng)度為13.5m，既影響場(chǎng)地降水井的設(shè)置，又影響上部主體的施工。

2 方案確定

通過(guò)方案論證采用采用大孔徑管井降水，鋼微型樁鋼支撐支護(hù)的施工方案。第一步開挖，自地表按1：0.67 下挖4m，周邊各留3m 的工作面，然后自基礎(chǔ)邊緣留出0.5m，采用鋼微型樁內(nèi)支撐支護(hù)方案，支護(hù)樁，采用130 巖芯管成孔，然后插入89 厚壁鋼管，用泥漿將管芯及空壁間的空隙低壓注漿，待水泥強(qiáng)度達(dá)到70%后，對(duì)基坑進(jìn)行第二步開挖，開挖自一端開始一次性挖至基礎(chǔ)底標(biāo)高，內(nèi)支撐隨挖隨支，該方案的優(yōu)點(diǎn)是：土方量最少；施工方便；避免了重復(fù)開挖；縮短了綜合施工工期，綜合施工費(fèi)用低。

3 降水設(shè)計(jì)方案

3.1 布井

根據(jù)場(chǎng)地實(shí)際情況及設(shè)計(jì)要求，沿基坑上邊線外側(cè)1.50米布設(shè)降水井40 眼，井深22m，井距10m。

3.2 降水井結(jié)構(gòu)

所有水井成孔直徑為Φ800mm，濾水管采用內(nèi)徑Φ500mm，外徑Φ600mm 的無(wú)砂水泥濾管，濾料選用Φ5mm 干凈石子，以保證降水井內(nèi)不會(huì)產(chǎn)生大量涌砂，確保降水效果。

3.3 各區(qū)域降水方案

①B 軸C 軸降水方案，采用管井降水，￠700 井孔，濾水管￠600，單井涌水量1000m3/d，井深12m，水位降低3m。

②D、E 軸基坑開挖5.5-7 m 降水方案采用管井降水￠700井孔，濾水管￠600，單井涌水量600-800m3/d，井深18m，水位降低6.5m。

4 深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案

采用多支點(diǎn)支撐支護(hù)，設(shè)第一道支撐支點(diǎn)在-5.000m 處，第二道支撐支點(diǎn)在-7.000m 處，基坑設(shè)計(jì)深度9.000m。經(jīng)計(jì)算認(rèn)證，選擇每米寬度內(nèi)布置兩根89 厚壁鋼管。

5 基坑降水施工方法

5.1 工藝特點(diǎn)

沿建筑基礎(chǔ)或在地下水位以下的構(gòu)筑物基坑的四周采用泥漿護(hù)壁成孔，然后埋設(shè)一個(gè)無(wú)砂大孔混凝土管井，以單孔管井用潛水泵抽水至連續(xù)總管內(nèi)，然后排至沉淀池內(nèi)，再排送至下水道。

5.2 材料機(jī)械準(zhǔn)備

濾水井管、回旋式成孔鉆機(jī)、潛水泵、吸水管、空壓機(jī)、排水管、 水泵控制自動(dòng)系統(tǒng)、8～5mm 豆石、 木底座或混凝土底座、瀝青、麻布等。

5.3 施工準(zhǔn)備

首先了解地質(zhì)勘探資料、 掌握地下土質(zhì)和水位變化情況，特別是地下流砂情況，流砂層厚度，以便確定鉆孔工藝和準(zhǔn)備必要材料。根據(jù)總的平面布置和所開挖地下工程的面積，確定正式管井和觀測(cè)管井的數(shù)量、位置，排水管位置、流向，沉淀池位置以及與污水管道聯(lián)接地點(diǎn)。對(duì)設(shè)置井點(diǎn)位置進(jìn)行平整、放線，用白灰標(biāo)明其位置。

5.4 管井構(gòu)造

管井的濾管為無(wú)砂大孔混凝土，采用粒徑為8～5mm 的豆石加水泥按6：1 左右比例預(yù)制而成，強(qiáng)度大于2MPa，每節(jié)長(zhǎng)1m 左右。最下部一節(jié)為有孔濾管，其空隙率為20～25%。管接頭處用兩層麻布澆瀝青包裹，外夾竹片用10 號(hào)鉛絲扎牢，以免接縫處擠入泥砂淤塞管井，其內(nèi)徑為Φ500、Φ600。

5.5 工藝流程

施工準(zhǔn)備→放線→回旋式成孔鉆機(jī)就位→成孔→泥漿護(hù)壁→下管→下濾水層→上部用厚土填實(shí)→洗井→下潛水泵→抽水→排水總管→沉淀池→污水管井

5.6 工藝原理

管井采用鉆機(jī)成孔，孔的直徑約700mm 左右，泥漿護(hù)壁。待鉆孔到設(shè)計(jì)深度后，用吸管將其中泥漿吸凈，下底座，然后下管，外填塞濾水小豆石，上部用厚土填實(shí)，立即用壓縮空氣將泥漿吹出洗井，然后抽水。管井的有效降水深度取決于管井深度、降水面積、含水層滲透系數(shù)以及水泵揚(yáng)程。降水坡度環(huán)狀形為1：10。

5.7 應(yīng)注意的要求

①根據(jù)施工場(chǎng)地周圍建（構(gòu)）筑物結(jié)構(gòu)及水文地質(zhì)條件，實(shí)施合理的降水；

②周圍環(huán)境允許降水情況下，施工開挖前應(yīng)提前降水。當(dāng)分層開挖時(shí)要求水位降低到本開挖層底下0.5m；

③合理配置降水機(jī)具，使水位按設(shè)計(jì)要求連續(xù)不間斷下降，防止水位出現(xiàn)大的升降；

④嚴(yán)格控制水位，保證地面沉降不超過(guò)設(shè)計(jì)允許值。

6 微型鋼管樁施工方法

6.1 施工工藝流程

施工準(zhǔn)備→放線定樁位→樁孔鉆機(jī)就位→鉆孔→放鋼管→注水泥漿→樁頭清理→開挖基坑第一步→樁間安裝三合板→加設(shè)鋼支撐→開挖基坑第二步→樁間安裝三合板→加設(shè)鋼支撐抽水→開挖基坑第三步。

6.2 工藝要點(diǎn)

①定樁位，由測(cè)量人員復(fù)核；

②鉆機(jī)就位，垂直偏差小于1/100，樁位水平偏差小于±80；

③鉆孔時(shí)開孔給進(jìn)要適當(dāng)緩慢，當(dāng)鉆孔深度達(dá)到1.5～2m后可用正常速度鉆進(jìn)以確保鉆孔精度，終孔后要排除孔底土渣；

④鋼管制作與安放： 鋼管按設(shè)計(jì)圖紙現(xiàn)場(chǎng)加工成型，底部設(shè)出漿口，經(jīng)質(zhì)檢人員檢驗(yàn)后方可使用；

⑤樁體施工應(yīng)符合GB2002-83 地基與基礎(chǔ)工程施工及驗(yàn)收規(guī)范規(guī)定，樁位水平偏差小于100，垂直偏差小于1/100，標(biāo)高偏差小于100，樁底沉渣厚度小于300，水泥漿取試件兩組，每組三塊，經(jīng)養(yǎng)護(hù)7 天、28 天強(qiáng)度實(shí)驗(yàn)。

7 工程質(zhì)量保證措施

（1）施工前做充分的準(zhǔn)備工作，配齊設(shè)備，備好配件材料，待達(dá)到開工要求時(shí)方可開工。

（2）特別要重視技術(shù)交底工作，不僅包括設(shè)計(jì)方對(duì)施工方的交底，技術(shù)部對(duì)施工管理技術(shù)人員的交底，也包括人員對(duì)所有作業(yè)工人的交底，并對(duì)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行檢驗(yàn)和做好交底記錄。

（3）施工中的各種參數(shù)，必須符合規(guī)范和經(jīng)過(guò)批準(zhǔn)后方可進(jìn)行施工。

（4）嚴(yán)格按設(shè)計(jì)要求和制定的施工方案施工，嚴(yán)格控制各種工作參數(shù)，計(jì)量工作由專人負(fù)責(zé)，計(jì)量工具必須年檢合格（主要為：水準(zhǔn)儀、鋼圈尺）。

（5）認(rèn)真做好各種原始記錄，保證資料齊全、完整。

（6）施工質(zhì)量實(shí)行一票否決制，先質(zhì)量，后進(jìn)度，先質(zhì)量，后成本。

（7）嚴(yán)格執(zhí)行各道工序驗(yàn)收制度，每道工序需建設(shè)方驗(yàn)收時(shí)，必須以書面形式申請(qǐng)，并經(jīng)專檢合格后，請(qǐng)建設(shè)方及時(shí)驗(yàn)收、簽字，未通過(guò)書面驗(yàn)收、簽字的工序嚴(yán)禁進(jìn)入下一道工序。

8 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)精心施工，并在施工過(guò)程中采取動(dòng)態(tài)管理，基坑降水及支護(hù)效果良好，監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)表明未對(duì)周圍建筑及土體造成影響，確保了工程的順利開展。