【摘要】本文通過分析深基坑開挖過程中,降水出現(xiàn)的問題,通過解決降水的措施,使土方開挖順利進(jìn)行。
【關(guān)鍵詞】降水;排水(滲水)通道;水頭差
在開挖基坑時(shí),地下水位高于開挖底面,地下水會(huì)不斷滲入坑內(nèi), 為保證基坑能在干燥條件下施工,防止邊坡失穩(wěn)、基礎(chǔ)流砂、坑底隆起、坑底管涌和地基承載力下降必須做好降水工作?,F(xiàn)在降水采用較多的是深井降水法。
1、降水的作用
(1) 防止基坑底面與坡面滲水,保證坑底干燥,便于施工。
(2) 增加邊坡和坑底的穩(wěn)定性,防止邊坡或坑底的土層顆粒流失,防止流砂產(chǎn)生。
(3) 減少被開挖土體含水量,便于機(jī)械挖土、土方外運(yùn)、坑內(nèi)施工作業(yè)。
(4) 有效提高土體的抗剪強(qiáng)度與基坑穩(wěn)定性。對(duì)于支護(hù)開挖,提高被動(dòng)區(qū)土抗力,降低主動(dòng)區(qū)土體側(cè)壓力,從而提高支護(hù)體系的穩(wěn)定性和強(qiáng)度保證,減少支護(hù)體系的變形。
(5) 減少承壓水頭對(duì)基坑底板的頂托力,防止坑底突涌。
2、深基坑開挖實(shí)例
工程概況,項(xiàng)目位于杭州市,濱臨錢塘江。土地總面積為53601.8平方米,擬建總建筑面積為187400平方米,其中西區(qū)面積約為18433.5平方米,擬建建筑面積為64400平方米,東區(qū)面積為35168.3平方米,擬建建筑面積為123000平方米。建筑物主要為6棟14~18層高層辦公主樓及3層的輔樓組成,地下室二層。結(jié)構(gòu)類型:高層為框架-核心筒結(jié)構(gòu),輔樓及地下室為框架結(jié)構(gòu)。
地質(zhì)情況,根據(jù)勘察揭示的地層,將基坑深度影響范圍的土層劃分為下面幾個(gè)工程地質(zhì)層,自上而下分述如下:
①0-1雜填土(mlQ4):雜色,稍濕,松散。主要由碎石、磚塊、混凝土塊等建筑垃圾組成,硬物質(zhì)含量20~50%,顆粒最大直徑大于10cm。主要分布場(chǎng)地東側(cè)、南側(cè)原民房區(qū)域。層頂高程4.65~6.53m,層厚0.30~4.40m。
①0-2耕土(mlQ4):灰黃色,松散,稍濕,以粉土為主,含有少量植物根莖。場(chǎng)地西側(cè)苗木地及菜地分布為主。層頂高程4.68~5.22m,層厚0.30~0.60m。
①1粘質(zhì)粉土(al-mQ43):灰黃、灰色,稍密,濕。含少量粘性土,刀切面粗糙,干強(qiáng)度及韌性低,搖振反應(yīng)迅速。全場(chǎng)分布,層頂高程2.02~5.31m,層厚0.90~5.30m。
①2砂質(zhì)粉土(al-mQ43):灰黃、灰色,中密,濕。干強(qiáng)度低,搖振反應(yīng)迅速。局部混粘質(zhì)粉土。全場(chǎng)分布,層頂高程-0.91~3.23m,層厚2.40~8.20m。
②1粉砂(al-mQ42):灰色、青灰色,中密,局部密實(shí),飽和。顆粒形狀以圓形或亞圓形為主,礦物組成較雜,以石英、云母為主,顆粒級(jí)配一般。局部為砂質(zhì)粉土。全場(chǎng)分布,層頂高程-5.94~-1.67m,層厚0.90~12.40m。
地質(zhì)勘探情況適宜做深井降水。
3、施工出現(xiàn)的問題
本工程采用的基礎(chǔ)形式為鉆孔灌注樁,。本基坑圍護(hù)為鋼筋混凝土鉆孔灌注樁排樁結(jié)合一道鋼筋混凝土支撐圍護(hù)體系,其中止水帷幕及被動(dòng)土加固為三軸水泥攪拌樁,擋土及垂直支撐樁為混凝土灌注樁?;娱_挖深度在10米左右。降水采用深井降水法,深井深16米。
基坑開挖期間,前期正常。開挖至8米多時(shí),坑內(nèi)土壤變得濕潤(rùn)了,在坑壁樁間土也是潮濕的,坑底土方挖不下去。深井泵出水流量變小。
經(jīng)檢查,很多深井的水泵處于-8米(自然地平為0標(biāo)高)位置。再往下積滿淤泥,井泵放不下去了。檢測(cè)孔水位不再下降。
4、原因分析
(1)深井成孔采用的是高壓水沖法,沖水成孔后直接井管插入孔內(nèi),井管與孔壁沒有隔離填充。
(2)深井做好后,沒有設(shè)置保護(hù),開挖土方時(shí),泥漿流入孔內(nèi),泥塊,垃圾調(diào)入井內(nèi)。
(3)井水泵位置不正確,降水水頭差不足。
采取措施
根據(jù)檢查后的情況,深井下端有淤泥,或出水小的18口深井全部換位重打,全部深井做井口保護(hù)。繼續(xù)降水后挖土施工正常進(jìn)行。并在后期趕回了拖后的工期。
深井降水的關(guān)鍵點(diǎn)首先在于從土壤到出水口滲水通暢。其次,水泵的位置,也就是最終降水的水頭差。
5、深基坑深井降水工程施工質(zhì)量控制措施
5.1深井施工工藝流程
工藝流程:準(zhǔn)備工作 ——鉆機(jī)進(jìn)場(chǎng)——定位 ——開孔——鉆孔換漿——下井管——井孔填砂——下泵洗井 ——正式抽水——降水記錄.
5.2保證滲水通道暢通的措施
采用鉆機(jī)成空,鉆孔直徑比井管直徑大30—50cm,孔深按設(shè)計(jì)孔深。
井管、砂料到位后才能開工,孔斜不超過1:100l。鉆井中保持泥漿比重在1.05—1.1,鉆進(jìn)中對(duì)地層要記錄各層情況,確定降水含水層的確切層位。每鉆進(jìn)一根鉆桿應(yīng)重復(fù)掃孔,再接新鉆桿,鉆孔鉆進(jìn)至設(shè)計(jì)標(biāo)高后,在提鉆前將鉆桿提至離孔底0.50m,進(jìn)行沖孔清除孔內(nèi)雜物,同時(shí)將孔內(nèi)的泥漿密度逐步調(diào)至1. 05,孔底沉淤小于30cm,返出的泥漿內(nèi)不含泥塊為止,排出的泥漿含砂量小于5%后提鉆。
下井管。按設(shè)計(jì)井深事先將井管排列,下管時(shí)所有深井的底部標(biāo)高嚴(yán)格控制,并且保持井口標(biāo)高一致。井管應(yīng)平穩(wěn)入孔,完整無隙。下管要準(zhǔn)確到位,自然落下,最后稍加轉(zhuǎn)動(dòng)落到位,不可強(qiáng)力壓下以免損壞過濾結(jié)構(gòu)。
埋設(shè)井管要求垂直井管與孔壁填充骨料,骨料用粒徑3mm的粗砂(綠豆砂)和粒徑5-10mm的石子(瓜子片)。稀釋泥漿比重在 1.05 時(shí)關(guān)小泵量填入骨料。井管與孔壁之間填滿骨料。
下泵試抽。進(jìn)行井口密封,連接好排水管、電纜、潛水泵管道。洗井時(shí),用空壓機(jī)連續(xù)抽水,直到能抽出清水,并且抽清水保持2-4h 為止。
洗井經(jīng)驗(yàn)收合格后,在井底安放水泵,水泵要保證連續(xù)抽水。及時(shí)測(cè)量觀察井的水位,降水保持基坑底干燥。水位降至基坑底以下不宜大于1m。水泵安放在井內(nèi)水面下一定深度處,當(dāng)降水深度(水頭差)不能滿足要求時(shí),可降低水泵位置。可調(diào)整水泵位置控制出水量,降水量太小,水泵可稍深放;降水量太大,水泵可稍淺放。
若水井出現(xiàn)抽不上水或抽出的水逐漸變得渾濁的情況,應(yīng)立即檢查處理,或重新打井以保證降水順利。
平時(shí)要保護(hù)井口,砌筑專門的井口,以防雜物落入井中。在基坑開挖過程中,保護(hù)好井口,防止井口被挖土機(jī)挖壞或被土掩埋。
結(jié)論:
深基坑的降水工程非常重要,降水從施工水井開始,就要保證排水通道(包括土壤滲水的通道)的順暢,保持降水與開挖基坑底的水頭差,土方和基坑工程才能順利進(jìn)行。