疏港北路基槽開挖及降水施工技術措施

王順義

【摘 要】本文結合工程施工實例，就長江之濱道路工程基槽開挖與降水的方案，進行設計與計算，提出了輕型井點配合管井的布設方法，并闡述了關鍵控制點的施工措施。

【關鍵詞】基槽；開挖；降水；質量；控制

1 工程概況

項目位于泰州市高港區(qū)永安洲鎮(zhèn)，含疏港北路及明珠大道。其中，疏港北路改造段起點位于錦江路與疏港一路交叉口（K0+000），終點與明珠大道交叉（K2+187.39），全長2.187km，明珠大道改造段起點接疏港北路，終點位于益海糧油米廠北大門附近（LK0+184.8），路線長0.185km。

現(xiàn)施工疏港北路為錦江南路延段，北起錦江路與疏港一路交叉處，南至明珠大道相交，全長2.187km，既有現(xiàn)狀為水泥混路面，路面寬14m，路面標高為2.8～3.2m，明珠大道為高港區(qū)永安洲鎮(zhèn)東西向主干道，西起疏港北路，東至高港大道的給水管道、污水管道和雨水管道，三管道為統(tǒng)一基槽。

雨水管道直徑800～1500mm， 管道埋深1.6～3.56m。

污水管道直徑500～600mm， 管道埋深1.49～3.39m。

基槽平均開挖深度2.5～3.5m。

三管道中心情間距為3m，基底寬度6.0～6.5m，含基底工作面。

經(jīng)場地踏勘，基槽周邊有建筑物、高壓電線、地下管網(wǎng)線，不能采用自然放坡開挖。

排水設計說明：當溝槽內(nèi)有地下水時，必須將地下水降至槽底0.5m以下，做到干燥施工，應根據(jù)地質及開挖深度采用合適的井點降水或其它降水措施。

工程重要性等級為三級，場地復雜程度為二級（中等復雜場地）。

新建工程重要性等級為三級，場地等級為二級，地基等級為二級。

2 工程地質情況

（1）地形地貌：場地地處泰州高港區(qū)南部、長江之濱，距高港城區(qū)約6km，北接高港區(qū)口岸鎮(zhèn)，西依長江與揚中市相望，東、南與泰興市馬甸鎮(zhèn)接壤。

（2）地層：根據(jù)地層的沉積特點和物理力學特性自上而下共可劃分為4層，4層土描述如下：

①層：素填土 ：灰色～灰黃色，上部含植物根莖等有機質，局部夾碎瓦礫等，下部素填土以灰黃色粉土、粉質粘土為主。明塘和河道部位為灰黑流塑狀的粉質粘土。該層土場區(qū)普通分布，揭示層厚：0.70～3.50m。該層土質不均，結構松散，抗剪抗壓強度差，地表部位受季節(jié)氣候影響為干濕～潮濕類型，工程地質條件差。

②層：粉質粘土，灰黃色夾灰褐色，軟塑，少量鈣質結核及姜結石，無搖震反應，稍有光澤反應，干強度及韌性中等。該層土場區(qū)明塘和河道部位缺失，揭示層厚：0.70～1.80m。該層屬中等壓縮性，中低強度土，為潮濕類型，工程地質條件稍差。

③層：淤泥質粉質粘土，灰色，流塑為主，局部軟塑，夾灰色稍密狀土極薄層，無搖震反應，稍有光澤反應，干強度及韌性中等。該土層土場區(qū)普遍分布，揭示層厚：0.60～8.60m。該層屬高壓縮性，低等強度土，工程地質條件差。

④層：灰色～青灰色，飽和，中等密為主，局部稍密。主要成分為云母、肯德基石、石英，顆粒均勻。級配不良，粘粒含量4.30～6.70%。該層土場區(qū)普遍分布，未揭穿。該層土屬中等壓縮性、中等強度土，工程地質條件一般。

（3）水文地質條件

新擬建工程場地在勘察深度范圍內(nèi)地下水類型主要為淺部孔隙潛水，淺部孔潛水主要賦存于1～4層土中。地下水補給主要為大氣候降水和地表徑流，排泄方式主要為自然蒸發(fā)。

（4）場地土層滲透系數(shù)：

②K=6.0×10-5cm/S ③K=6.0×10-5cm/S。（參考值）

《地質報告》提供的資料，場地土層為軟弱土層。具有高含水低滲透且滯水的特征，場地2-3層有粉質粘土和淤泥質粉質粘土組成，這些砂性土和粉質粘土呈互層狀，影響基槽的降水效果。

3 基槽開挖和降水的施工建議

根據(jù)《地質報告》提供的地質情況基礎設計的要求，經(jīng)場地踏勘，場區(qū)內(nèi)地上地下管道和地下設施，根據(jù)基坑側壁安全為“三級”維護的要求。以污水管道開挖深度計算，開挖深度<5.0m為淺基坑槽。

基坑開挖深度：從自然地面起算基槽整體開挖深度內(nèi)的土層地質信息

①素填土，0.7～3.5m平均厚度2.0m；②粉質粘土，0.7～1.8m平均厚度1.2m；③淤泥質粉質粘土，0.6～8.6m平均厚度4.0m。

a基槽開挖邊坡的設置：

基槽邊坡上口長度取2180.0m計算，寬度12.0m。按《建筑邊坡工程技術規(guī)范》P8開挖深度H≤10.0m，土質邊坡?！斑吰滤瑓^(qū)或邊坡塌方影響區(qū)內(nèi)有主要建構筑物的邊坡工程，破壞后果不嚴重的邊坡工程安全等級可定為三級?！被凵罨硬课婚_挖深度2.5～3.5m，取邊坡穩(wěn)定安全系數(shù)ro=0.9m，坡比1：1.0；基坑底工作面0.5m。

采用二級放坡，坡寬1.0m～1.2m。

按《建筑邊坡工程技術規(guī)范》邊坡工程安全三等級。取邊坡穩(wěn)定安全系數(shù)Y 0=0.9。

《規(guī)范》5.2.3對邊坡穩(wěn)定性進行驗算。Ks=ΣR/ΣT

邊坡塌滑區(qū)估算：L=H/tgθ

設計施工邊坡寬度B=3.5m>邊坡塌滑區(qū)估算2.2m，符合施工要求。

b基槽降水布置

（1）在場地自然地面確定基坑位置后采用自然放坡，分層開挖，第①層土開挖1.5m；第②層土開挖至基底，同時進行基坑邊坡相應的防護措施。

（2）基槽施工前應進行降水，使地下水位降至基坑開挖面0.5m以下。基槽降水方法可采用輕型井點及管井配合降水。

4 降水類型的判定

（1）自然地面上部是透水層，無隔水地板，井點類型為無壓非完整井。

（2）涌水量計算公式的確定：

井點類型為無壓非完整井采用《建筑基槽支護技術規(guī)程》附錄E02、07。

5 降水設計方案

管井埋深長度計算HA：《建筑施工手冊》P87，基槽以開挖深度3.5m計算。

HA=h+S+iL+l

井管布置面至基坑底面深度

（l）基槽h=3.5m

基坑基底干燥厚度δ=0.5～l.0m，取0.5m《建支規(guī)程》

水力坡度i=l/8～1/10環(huán)形井點，i取1/10《建施規(guī)程》

管井中心至基礎中心的水平距離

L=12.0÷2=6.0m

管井濾管長度l 常規(guī)濾管長度l=l.0m 管井濾管長度L=2.0m

b、降水有效帶深度計算Ho《建施手冊》P880，降水有效深度H同Ho

H={2+lg[s/（s+L）]}×（s+L）

基槽S=3.5-1.0+0.5=3.0m L=1.0m H=7.5m

降水影響半徑計算：R=2S√HK =2×3.0√7.5*0.5=12.0m

管井深度按含水層厚度的1.5倍計算，管井采用12m深，間距為10m。

l.0m常年水位自然地面-l.0m

0.5m基底干燥系數(shù)

（1）目前，工程基礎處于冬季施工，屬于枯水位向常年水位發(fā)展，地下常年水位取自然地面-1.0m，開挖深2.5-3.5m，根據(jù)《地質報告》提供的地質情況及基礎設計施工的要求，本著“合理、安全、高效、節(jié)約”的原則。根據(jù)《地質報告》提供，經(jīng)現(xiàn)場踏勘場地有足夠的空間，基坑采用自然放坡1：1，設二級平臺，采用12m深管井降水，平臺寬度1.0m～1.2m。

基底工作面0.5m，內(nèi)設集水溝。

基槽上口工作面：

長度L=2180.0m 寬度B=12.0m

場地整體布局，定位放線后，在上工作的外側1.0m處開挖井點槽，自然地面-l.0m，在槽內(nèi)組裝一級井點，開機4天后，降水滿足開挖條件后，整體開挖至墓底。

基坑開挖深度范圍內(nèi)的土層③為弱透水，場地無隔水底板。為確保施工質量，基坑開挖時做好降水工作，以確保工程順利進行，配合基礎工程的施工。

6 基坑槽涌水量估算

目前該工程基礎處于冬季施工，屬于枯水位季節(jié)，根據(jù)《地質報告》提供，場地地下水位埋深在自然地面-1.0m以下，根據(jù)《地質勘察報告》提供的地質情況及基礎設計施工的要求，為確保施工質量及工程順利進行，采用一級井點降水配合基礎施工。按照《建筑基槽邊坡支護技術規(guī)程》和《施工規(guī)范》的要求對建筑物基槽涌水量計算，附錄F2-1、F07。

g、井點套數(shù)確定 場地第三層為軟弱土層，具有“高含水、低滲透、且滯水”的特征，為保證井點的降水能力，施工順利進行，每套井點設備總長度取50m/套。

一級井點2180/50m=44套

合計：井點降水設備44套

施工中采用分片降水，最終根據(jù)施工要求合理確定使用設備。根據(jù)降水實際情況，在基槽西側設置管井，配合井點降水以確保工程的順利進行，管井采用12m深，間距為10m布置。

7 井點系統(tǒng)的布置

根據(jù)井點降水計算結果，整體降水深度S=4.0m>基槽開挖深度2.5～3.5m，滿足施工要求。

（1）井點設備進入施工場地前須認真檢查井點設備，保證電機和集水箱的完好，主管和支管是否有損壞或濾管部分的濾紗完好。如有損壞即時更換，檢查主管和支管是否淤塞，如有即時疏通整理后使用。

（2）安裝順序：場地整體平整，定位放線（含基坑擴大面），在基槽外側1.0m處開挖井點槽自然地面-1.0m，在井點槽內(nèi)組裝一級井點使一級井點主管貼近地下水，在井點槽內(nèi)組裝主管→連接支管→安裝主機→試機，正式開機48小時后，整體開挖土方至基坑自然地面-3.5m處，設二級平臺，在二級平臺上組裝二級井點，組裝主管→連接支管→安裝主機→試機，開機48小時后，挖土至基坑底，預留30cm土作為人工修整基底和預留土。

（3）井管埋設：采用Φ50-70mm沖管（或管式高壓水沖槍）沖孔，孔徑一般300-400mm深度比濾管深 0.5-1.0，沖孔所需壓力可根據(jù)該土質情況而定，并作上下左右擺動，井管間距以1.5m為主，井管到達設計深度后，在井管與孔壁之間用潔凈的粗砂灌實，井點管應位于砂濾的中間，并作試驗；在裝好的井管內(nèi)注水，如果很快下降，則認為井管合格，砂濾層灌好后，所有井管上口填下 0.50-1.0m的粘土，防止漏握，粘土填實應當深至需控范圍內(nèi)0.5-1.0m，全部井點管埋設完畢后，應接通總管與抽水設備進行試抽水，檢查有無漏氣，漏水現(xiàn)象，出水是否正常，發(fā)現(xiàn)有異樣檢修后方可使用。

（4）井點使用時，應保持持續(xù)不斷地抽水，正常出水規(guī)律是“先大后小，先渾后清”，如不上水或水一直較渾，或出現(xiàn)清后又渾等現(xiàn)象，應立即檢查，及時修正，值班人員要經(jīng)常觀測井點的真空度，一般不應小于55.3-66.7kPa。如發(fā)現(xiàn)井點真空度不夠時，應先檢查管路是否漏氣，井管與總管連接是否牢固，并對之及時處理。另一方面，也要注意井管的淤塞情況，當井點管淤塞太多，嚴重影響井點的降水效果時，需用高壓沖洗井點管劃撥出重埋。

8 降水設備

本工程所用降水設備，輕型井點44套。

輕型井點：支管采用6m長，濾管長度1.0m，總長為6m，內(nèi)徑 Φ38mm的井點管，集水總管采用內(nèi)徑為Φ78mm的無縫鋼管。

支管可采用PP管，長度為3.0m，濾管長度為0.5m，總長度為3.5m，內(nèi)徑φ30mm的井點管，集水總管采用內(nèi)徑為Φ78mm的無縫鋼管。

支管安裝兩根PP管夾一根鋼支管。

整個工程分批施工，所需3BA-9型離心泵46臺，備用2臺。2.2KW潛水泵10臺。

為保證基坑無積水，及時排出坑內(nèi)的明水，在基坑基礎外邊設積水溝槽和積水坑，積水溝槽每30米設積水坑1個，i=2%用2.2KW潛水泵抽去基坑表面積水，隨基坑的加深同步實施。降水深度內(nèi)的含水層在1～3層，場地為軟弱土層，具有“高含水、低滲透、且滯水”的特征，單井必須擴孔，φ15-20cm，井點支管濾管部分必須填足粗砂濾層，已確保降水效果。

9 管井系統(tǒng)的布置

在基槽西側采用管井疏干，管井直徑400mm，管井深度12.0m，間距10m/座，合計約210座（根據(jù)實際使用確定）。

管井主材：

a、井管：由濾水管、集水管二部分組成，管井采用Ф400mm，壁厚δ=50mm的無砂砼濾管。

濾水管：采用外徑400mm，壁厚50mm，砼無砂濾管，每節(jié)長度1m，計210座×9節(jié)/座=1890節(jié)。

集水管：計210座×3節(jié)/座 =630節(jié)。采用與濾水管同直徑的混凝土管制成。

b、水泵：根據(jù)單井出水量，采用QY-25型，2.2KW深井泵，流量10m3/h。240m3/d>150m3/d，揚程大于20m。所采用的深井泵要比井管內(nèi)徑小0.10m。

吸水管采用PP硬塑Ф50管。

中粗砂計630噸。

c、輔助材料40目塑料網(wǎng)1200m2，60目塑料網(wǎng)1200m2。

14號鐵絲210kg。

管井底座采用Ф0.4m有底砼管計210個。

10 管井施工

（1）管井設備進入施工場地前須認真檢查所有施工設備的完好，保證鉆孔機械的正常使用，所有砼濾管部分檢查質量是否完好，濾管外層包裹濾紗兩層，吊裝機械安裝就位，施工用水電就緒。

（2）安裝順序：

a井位放樣，平整場地后在自然地面上定位放線，在基槽的邊坡上作面的西側1.0m處按要求布置210座管井，間距10m/座。

b按已定的管井位置做井口，人工開挖井口坑自然地面-1.0m。

c機械就位，采用鉆機和人工高壓水沖式鉆孔，鉆孔至設計深度要求12m。（管井11m， 井底底座濾層1m）

d回填井底過濾層中粗砂，碎石厚度1m。

e吊放井管，井管連接采用篾竹綁扎插入式，安裝井管時保證井管的垂直度，確保管井的深度。

f井管安裝入井孔后，回填管壁與井孔壁間的過濾層，采用中粗砂填實11m，井孔剩余1m采用粘土封口。

g安裝抽水設備及控制電路。采用Ф50-70mm沖槍或潛水泵對管井沖洗，直至出清水為止。每井一臺并在深井泵出水口固定綁扎吸水帆布水龍帶，水龍帶長度需滿足出水要求。每一井配一個控制井內(nèi)水位的自動開關。

h管井出清水后放入2.2KW的深井泵，放入深度8～9m，開機試抽水，在管井處圍1.0m處開挖排水溝。

i管井降水正常工作，抽出的地下水采用集中排水，通過輸水總管排出施工場地，以保證場地的干燥。

11 質量標準

一般控制

①排水溝坡度：檢查要求：允許值為1～2%。檢查方法：目測，溝內(nèi)不積水，溝內(nèi)排水暢通。

②井管垂直度：允許值為1%。檢查方法：插管時目測。

③井管間距：檢查要求：與設計相比≤150mm，檢查方法：用鋼尺量。

④井管插入深度：檢查要求：與設計相比≤200mm，檢查方法：現(xiàn)場用水準儀測量。

⑤濾礫料填灌：檢查要求與設計相比≤5%，檢查方法：檢查回填料用量。

12 特殊工藝、關鍵控制點的控制方法

（1）孔位、孔數(shù)、孔深，排水量大于涌水量，理論計算和實際檢測相結合；

（2）洗井，符合清洗的規(guī)范要求，現(xiàn)場檢測；

（3）管井使用過程中，因管井淤塞造成潛水泵抽水困難，必須采用高壓沖槍配合污水泵進行排污，完成后方可繼續(xù)使用。

（4）井管拆除，基礎施工完，并回填、夯實到地下水位以上后，方可拆除觀測和記錄深井內(nèi)的水位下降值，測量回填標高值。

13 安全技術措施

1）安全措施：

（1）進入施工現(xiàn)場，必須戴好安全帽；

（2）井點和管井電路必須有組織鋪設，不得亂拉亂接，井點線和照明線必須分開；

（3）組裝井點支管和管井埋設井管時，行人一律不得靠近扒桿及機械；

（4）在施工過程中，若遇暗溝、電纜線、下水道管，應及時通知甲方協(xié)商解決；

（5）施工時應用專人指揮，力爭不損壞降水設備及管井，如有損壞。立即更換補打，保證正常降水出水。

（6）施工中應防止天氣的突發(fā)情況，在基坑道路四周設排水明溝，保證流水的暢通，不影響基坑邊坡的安全。

（7）基坑邊坡土方進行硬化處理，有施工方根據(jù)施工的要求自行確定硬化措施，使流水及時進入基坑底積水溝槽，及時用潛水泵排出基坑積水。

2）技術措施：

（1）基坑邊坡留10cm厚的土層作為人工修整，并隨之將說有邊坡維護施工。部分邊坡維護施工采用土方放坡，放坡為1：1（按施工要求由業(yè)主根據(jù)實際情況實施）。

（2）K1+900-K2+187段直徑300mm的給水管道在道路西側，基槽西側有為益海糧油建筑區(qū)域，井點降水不可避免的對益海糧油的建筑物產(chǎn)生影響，采用鋼板樁加以保護。

[責任編輯：朱麗娜]