基于黃淮沖積平原砂土地基降水處理的探討

趙路　劉飛　張靜　裴千里　彭慶陽

【摘 要】建筑工程施工中，最開始的是對建筑地基的施工處理，地基基坑施工是建筑工程的重中之重，基坑降水處理的好壞與否直接影響著基坑施工的質(zhì)量。本文結(jié)合筆者實際工作經(jīng)歷與經(jīng)驗，就黃淮沖積平原某建筑工程在進(jìn)行地基降水處理時遇到的各種問題進(jìn)行相關(guān)分析，并綜合參考工程前期的各種勘察方案，并提出相對應(yīng)的解決措施；以期在以后工作中遇到類似問題，為廣大同行提供相關(guān)建議。

【關(guān)鍵詞】黃淮沖積平原 砂土 地基降水 處理

1 工程概況

某大型建筑工程項目屬于綜合性保障住房建設(shè)項目，項目位于河南省鄭州市東部新城區(qū)，項目場區(qū)內(nèi)擬建住宅樓、服務(wù)中心、物業(yè)、商業(yè)樓、地下車庫、幼兒園等建筑物，如表1所示。

根據(jù)《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》（GB50011-2010）及《建筑抗震設(shè)防分類標(biāo)準(zhǔn)》（GB50223-2008）規(guī)范根據(jù)其使用功能的重要性的劃分標(biāo)準(zhǔn)，建筑場地內(nèi)建筑物幼兒園屬乙類，其它均屬丙類。

根據(jù)《巖土工程勘察規(guī)范》（GB50021-2001）（2009年版），本工程商業(yè)、地下車庫、幼兒園工程重要性等級為三級，其余為二級，地基復(fù)雜程度等級為二級中等復(fù)雜，場地復(fù)雜程度為二級中等復(fù)雜，勘察等級為乙級。

2 前期工程勘察對基坑施工的影響

2.1 地下水腐蝕性對設(shè)計、施工影響

分析區(qū)域環(huán)境條件及本場地水文地質(zhì)資料，綜合判定地下水對混凝土結(jié)構(gòu)具微腐蝕性，在長期浸水條件下對鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中的鋼筋具微腐蝕性；在干濕交替的情況下對鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中的鋼筋具微腐蝕性。

2.2 基坑降水

建議采用管井或管井輕型井點結(jié)合的降水方案，降水應(yīng)根據(jù)場地水文地質(zhì)條件、降水深度及降水面積等綜合確定。降水深度應(yīng)根據(jù)施工時的實際水位確定，降水施工參數(shù)應(yīng)根據(jù)基坑場地的實際情況、場地的水文地質(zhì)條件和降水深度及降水面積綜合確定。不論采用何種降水方案，都應(yīng)進(jìn)行專門的降水設(shè)計。

3 實際降水施工過程中出現(xiàn)的各種問題

結(jié)合前期勘察設(shè)計單位的相關(guān)勘察設(shè)計報告，在實際施工中，由于該工程地下水位高于基礎(chǔ)設(shè)計標(biāo)高，故施工時需對場區(qū)進(jìn)行降水。

（1）最初降水方案為集水井降水，基本可以滿足施工需要；但忽略了電梯井部位，因此造成此處基坑無法開挖。（2）強(qiáng)制進(jìn)行開挖時，由于土層屬粉砂層，造成基坑塌陷；于是經(jīng)研究決定，提出“在電梯井部位需開挖的基坑邊緣四周采用輕型井點降水”的方案，但此方案仍然不能滿足降水的需要。（3）根據(jù)地質(zhì)勘查資料顯示，地下土層有一層不透水層，地下水為上層滯水?？紤]到此種情況，最終確定方案為：在電梯井基坑中采用人工挖空的方法布設(shè)兩口集水井，在集水井中放置水泵進(jìn)行降水。綜合考慮到該區(qū)域地質(zhì)土層為粉砂層，又富含地下水，人工成孔時采用鐵皮護(hù)筒的方法。（4）成孔之后將水泥質(zhì)濾管放入護(hù)筒中央，用細(xì)石碎料填滿濾管與護(hù)筒之間的空隙；然后提出護(hù)筒，進(jìn)行下個孔開挖；同時在濾管中放置抽水泵進(jìn)行降水。在一個電梯基坑挖掘兩個集水井，對集水井內(nèi)水位進(jìn)行實時測量，當(dāng)發(fā)現(xiàn)水位滿足開挖需要條件時，便進(jìn)行此處基坑開挖。（5）由于電梯井部位北側(cè)緊鄰基坑邊坡，此面地下水位更高，開挖時造成基坑北側(cè)形成流砂，導(dǎo)致北側(cè)基坑塌陷，導(dǎo)致了在開挖過程中又出現(xiàn)了新的問。如圖1、2所示。

4 對實際降水施工過程中出現(xiàn)的各種問題的分析

4.1 該區(qū)域的地理地貌地質(zhì)情況分析

該建筑場地地貌單元為黃淮沖積平原，地形基本平坦，地層沉積連續(xù)穩(wěn)定，工程場地及附近無對工程有影響的活動斷裂通過；又通過勘察，勘探范圍深度內(nèi)未發(fā)現(xiàn)不良地質(zhì)作用，也不存在影響地基穩(wěn)定性的古河道、溝浜、墓穴、防空洞、孤石及其它人工地下設(shè)施等對工程不利的埋藏物，施工場地是穩(wěn)定的，適宜建筑。

4.2 該區(qū)域的降水水文情況分析

但是，因為該場地地下水為第四系潛水，主要受大氣降水補(bǔ)給，人工排泄為主要排泄方式?？辈炱陂g場地地下水位埋深1.74m～7.45m，水位標(biāo)高為絕對標(biāo)高79.16m左右；水位年變化幅度為2.0～3.0m，場地內(nèi)50年一遇地下水最高水位約為現(xiàn)地面下2.0米，絕對標(biāo)高為82.00m，抗浮水位標(biāo)高按82.00m考慮，鄭州市的氣候干燥度指數(shù)小于1.5，在判定水土對混凝土結(jié)構(gòu)的腐蝕性時，環(huán)境類型為Ⅱ類。

4.3 具體試驗分析

本次試驗在工程場地采集6份砂土土樣，采用液塑限聯(lián)合測定儀來測定所取土樣的液限和塑限；由表2可知，該工程場地的土樣含水量比較大，比率在9.4%～16.1%之間波動，該區(qū)域多為淺表地下水，地下水位埋深1.74m～7.45m。因此粉砂土的天然含水率比較高，含水量也比較大，即使在表層的粉砂土，含水率也接近10%。詳情如表2。

簡而言之，該區(qū)域原來為黃河故道，河床河道地下砂土較深，且砂土經(jīng)年累月就形成了粉砂土；粉砂土一旦飽和之后極易存水，存水自然也比較深，進(jìn)而形成上流層，存水不易滲透，并最終形成流沙，以致在實際降水施工過程中出現(xiàn)的各種各樣的問題，不易進(jìn)行降水施工。

5 針對降水施工中出現(xiàn)的實際問題所應(yīng)采取的措施

綜合該區(qū)域的水文、地質(zhì)、自然情況特征，并結(jié)合上述對實際降水施工過程中出現(xiàn)的各種問題的分析，經(jīng)研究決定：

（1）靠近北側(cè)一面先不進(jìn)行開挖，對情況最好的一面南側(cè)進(jìn)行開挖，如圖3所示；（2）當(dāng)南面開挖完成之后立即進(jìn)行支護(hù)，支護(hù)方式采用磚砌240墻，如圖4所示；（3）南面支護(hù)完成之后，在進(jìn)行東西兩面開挖及支護(hù)，如圖5所示；此時，三面的地下水位已對基坑施工、開挖影響甚微，如圖6所示；（4）在進(jìn)行北側(cè)基坑的開挖施工過程中，我們采取“分段開挖，開挖一段支護(hù)一段”的方法，并最終完成了工程的施工，如圖7所示。

6 結(jié)語

綜上所述，在不同的工程項目的基坑降水施工過程中，不同的水文、地質(zhì)、自然情況與環(huán)境，肯定會帶來不同的問題甚至難題，只要我們實事求是的對所遇到的問題、難題進(jìn)行分析，并認(rèn)真地對前期的相關(guān)數(shù)據(jù)結(jié)果、研究報告、評價影響進(jìn)行研究，最終能夠解決各種問題。

參考文獻(xiàn)：

[1] 《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》（GB50011-2011）.

[2] 《建筑地基處理技術(shù)規(guī)范》（JGJ 79-2012）.

[3] 《建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)范》（JGJ120—2012）.

[4] 《建筑地基基礎(chǔ)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范》（GB50202—2002）.

作者簡介：趙路（1988—），河南通許縣人，大專，畢業(yè)于洛陽理工學(xué)院，現(xiàn)任助理工程師職稱，主要從事工程管理方向。