深基坑輕型井點(diǎn)降水及支護(hù)

楊 軍 王緒勝 劉 英

(肥城礦業(yè)集團(tuán) 菏澤聚隆能源有限公司，山東 菏澤274000)

0 概述

通過(guò)對(duì)施工場(chǎng)地的水文地質(zhì)分析、基坑涌水量計(jì)算，確定采用輕型井點(diǎn)降水與深水井降水相結(jié)合的降水方案，基坑支護(hù)采用間斷錨噴支護(hù)的方式，能有效縮短工期，解決涌水量大的難題，改善了工作條件，防止了流砂發(fā)生，減少了土方開(kāi)挖量，降低了降水費(fèi)用，加快了施工進(jìn)度。

1 地質(zhì)情況

在勘探揭露深度范圍內(nèi)有地下水分布，水位埋深在-2.8 米，隨著雨季的到來(lái)地下水位還將抬高。含水層為粉土及粉細(xì)砂和中砂，透水性較強(qiáng)，富水性較弱。地下水水質(zhì)類(lèi)型為HCO3′-Mg 和HCO3′-Mg-(K·+Na·)-Ca 型水，對(duì)砼和砼中的鋼筋無(wú)腐蝕性，對(duì)鋼結(jié)構(gòu)有弱腐蝕性。

場(chǎng)區(qū)地下水類(lèi)型為孔隙潛水層滯水，主要含水層為素填土、粉質(zhì)黏土和粉質(zhì)黏土中。

2 降水方案選擇

深井井點(diǎn)降水是在深基坑的周?chē)裰蒙钣诨椎木?，使地下水通過(guò)設(shè)置在井管內(nèi)的潛水泵將地下水抽出，使地下水位低于坑底。本井點(diǎn)具有排水量大，降水深（＞18m），不受吸程限制，滲水面積大，排水效果好；井距大，對(duì)土層的干擾小；可用于各種情況，不受土層限制；成孔（打井）用人工或機(jī)械均可，較易于解決；井點(diǎn)制作、降水設(shè)備及操作工藝、維護(hù)均較簡(jiǎn)單，施工速度快；如水管采用鋼管、塑料管，可以整根拔出重復(fù)使用；單位降水費(fèi)用較輕型井點(diǎn)低（80～120 元／m）等優(yōu)點(diǎn)；但一次性投資大，成孔質(zhì)量要求嚴(yán)格。

輕型井點(diǎn)系在基坑外圍埋設(shè)井點(diǎn)管深入含水層內(nèi)，井點(diǎn)管的上端通過(guò)連接彎管與集水總管連接，集水總管再與真空泵和離心水泵相連，啟動(dòng)抽水設(shè)備，地下水便在真空泵吸力的作用下，經(jīng)濾水管進(jìn)入井點(diǎn)管和集水總管，排出空氣后，由離心水泵的排水管排出，使地下水位降低到基坑底以下，使基坑保持干燥狀態(tài)，可以改善工作條件，防止流砂發(fā)生，邊坡系數(shù)可增大，從而減少了土方開(kāi)挖量。本法具有機(jī)具設(shè)備簡(jiǎn)單，使用靈活，裝拆方便，降水效果好。可提高邊坡的穩(wěn)定，防止流砂現(xiàn)象的發(fā)生，降水費(fèi)用較低等優(yōu)點(diǎn)。

因擬建工程周?chē)鸁o(wú)大型建筑物，場(chǎng)地開(kāi)闊，能夠滿足放坡開(kāi)挖條件，同時(shí)此基槽施工時(shí)定在3、4、5、6 月份（雨季為6、7、8 月份），（6 月份）正趕上雨季故考慮采用大放坡，坡度系數(shù)按1：1，根據(jù)該地段的施工經(jīng)驗(yàn)首先在基槽外圍先設(shè)25 口管井井點(diǎn)法降水，井深22米，直徑500mm，內(nèi)置管徑80 的潛水泵。后采用二級(jí)輕型井點(diǎn)降水，一級(jí)輕型井點(diǎn)布置在基坑外測(cè)約8.5 米處，采用?50 鋼管作為濾管，管長(zhǎng)5 米，濾管間距1.5 米，待水位降至-6 米以下時(shí)，開(kāi)挖第一層基槽土方，然后布置二級(jí)井點(diǎn)，間距1.5 米，待水位降至基槽底以下時(shí)，開(kāi)始開(kāi)挖第二層基槽土方。并在四面槽邊1.5 米處采用M5 水泥砂漿砌0.3 米高，0.24 厚擋水墻，防止其他水源（如雨水）進(jìn)入基槽。

管道安裝應(yīng)先沿井點(diǎn)管線外側(cè)，鋪設(shè)集水總管，并用膠墊螺栓連接水箱水泵，各井點(diǎn)管用塑料透明管或膠皮管與總管連接好，再用10# 鐵絲綁好，防止管路不嚴(yán)漏氣而降低整個(gè)管路的真空度。

圖1 汽車(chē)受煤坑降水剖面圖

3 流沙層深基坑降水量計(jì)算

R——降水影響半徑

S——水位降低值10m

K——土壤的滲透系數(shù)，此處1.5m/d

H——含水層厚度，此外取11m（第⑥層粉土底標(biāo)高為-14.1m，現(xiàn)地下水位取3m） 經(jīng)計(jì)算R=79.17m

（2）基坑等效半徑，計(jì)算公式r0=0.29(a+b)

a——基坑長(zhǎng)度140m b——基坑寬度45m

經(jīng)計(jì)算r0=53.65m

（3）基坑涌水量計(jì)算：根據(jù)水井理論，采用均質(zhì)潛水非完整井涌水量計(jì)算公式：

式中：Q—基坑日涌水量

K—土壤滲透系數(shù)取1.5m/d

H—潛水含水層厚度，根據(jù)地質(zhì)勘探報(bào)告取11m

S—基坑水位降深值10m

R—降水影響半徑，計(jì)算值為79.14m

r0—基坑等效半徑，計(jì)算值為53.65

每根井管最大進(jìn)水量q=120×3.14×0.04×0.8×0.79=4.7m3/d，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況和類(lèi)似基坑施工經(jīng)驗(yàn)，布置井點(diǎn)一級(jí)井點(diǎn)井距1.5m，周長(zhǎng)約270m，井點(diǎn)數(shù)為180 根；二級(jí)井點(diǎn)井距1.5m，周長(zhǎng)約210m，井點(diǎn)數(shù)為140 根。

4 流沙層深基坑的支護(hù)方案

按照支護(hù)結(jié)構(gòu)安全可靠、施工工期短、造價(jià)低，經(jīng)濟(jì)合理、有利于土方工程開(kāi)挖，土方施工工期短的原則設(shè)計(jì)本支護(hù)方案。

本基坑開(kāi)挖深度最深處9.92m，屬較復(fù)雜基坑工程。目前常用的支護(hù)型式有土釘墻、樁錨結(jié)構(gòu)及土釘墻與樁錨結(jié)構(gòu)聯(lián)合支護(hù)，其中支護(hù)造價(jià)最低的支護(hù)型式土釘墻或設(shè)置加強(qiáng)措施的復(fù)合型土釘墻，其次是土釘墻與樁錨結(jié)構(gòu)聯(lián)合支護(hù)，樁錨結(jié)構(gòu)相對(duì)造價(jià)最高。但是，支護(hù)方案的選擇除了保證經(jīng)濟(jì)外，還必須考慮其與實(shí)際工程的實(shí)用性。根據(jù)本場(chǎng)地的工程地質(zhì)條件、基坑開(kāi)挖深度及周邊情況，結(jié)合以往類(lèi)似工程施工的成功經(jīng)驗(yàn)，本基坑根據(jù)放坡不同，采用復(fù)合土釘墻支護(hù)方案。

基坑西側(cè)開(kāi)挖深度9.92m，采用1：0.4 放坡，為A 類(lèi)基坑支護(hù),實(shí)施支護(hù)到頂方案。

面層施工參數(shù)：土釘支護(hù)的面層作用主要是限制土釘之間土體的變形，將土體側(cè)向壓力有效地傳遞給土釘，并調(diào)整相鄰?fù)玲數(shù)氖芰顟B(tài)。根據(jù)全長(zhǎng)注漿土釘?shù)氖芰Ψ治黾肮こ虜?shù)據(jù)測(cè)試，土釘端部和面層受力較小，面層厚度不必太厚。面層網(wǎng)筋采用φ6.5 鋼筋編網(wǎng)，雙向間距300×300mm，噴射砼厚度為80mm 強(qiáng)度C20,土釘采用φ20 鋼筋，并與加強(qiáng)橫向梁鋼筋與土釘端部相焊接，土釘長(zhǎng)度9m 至13m 之間。

坡頂噴射1.0m 反坡，網(wǎng)筋間距為400×400mm，綁扎第一層面層網(wǎng)筋預(yù)留反坡網(wǎng)筋長(zhǎng)度，待第一層護(hù)坡坡面施工完成后，開(kāi)始反坡施工。

坡頂設(shè)置地錨加固，與第一層橫壓筋相連接。在有水層面設(shè)置排水管以排出坡體內(nèi)水，以保證坡體穩(wěn)定性。

基坑南側(cè)、北側(cè)開(kāi)挖深度9.92m，采用三級(jí)放坡加二緩步臺(tái)。為B類(lèi)基坑支護(hù)，上部支護(hù)到-4.5m.采用1:1 放坡，下部采用土釘支護(hù)，設(shè)三排土釘，主筋為Ф20 長(zhǎng)度6～12m，上部-4.5m 以上不做支護(hù)，降低造價(jià)，采用防水布覆蓋防止明水滲透影響邊坡穩(wěn)定。

面層施工參數(shù)：土釘支護(hù)的面層作用主要是限制土釘之間土體的變形，將土體側(cè)向壓力有效地傳遞給土釘，并調(diào)整相鄰?fù)玲數(shù)氖芰顟B(tài)。根據(jù)全長(zhǎng)注漿土釘?shù)氖芰Ψ治黾肮こ虜?shù)據(jù)測(cè)試，土釘端部和面層受力較小，面層厚度不必太厚。面層網(wǎng)筋采用φ6.5 鋼筋編網(wǎng)，雙向間距300×300mm，噴射砼厚度為80mm，強(qiáng)度C20,每層土釘采用φ20 鋼筋做加強(qiáng)筋與土釘端部相焊接。

東側(cè)土方開(kāi)挖采用1:3 放坡，大放坡開(kāi)挖能滿足要求，不做防護(hù)處理

5 結(jié)論

通過(guò)對(duì)深基坑降水方案的選擇及支護(hù)方式的確定，有效縮短工期，解決降水的難題，改善了工作條件，防止了流砂發(fā)生，減少了土方開(kāi)挖量，降低了降水費(fèi)用。

［1］GB50300-2001 工程施工質(zhì)量驗(yàn)收統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)[S].

［2］深基坑降水對(duì)鄰近建筑物的影響[J].西北地質(zhì)，1994(03).