盲溝排水系統(tǒng)在降低坡地地下室抗浮水位的應(yīng)用研究

卯穎

摘要： 對(duì)于需要采取抗浮措施的地下室，抗浮水位的高低是技術(shù)難度、工期、成本等控制因素。本文以曲靖某坡地建設(shè)項(xiàng)目為例，探討了采用盲溝排水系統(tǒng)降低坡地地下室抗浮設(shè)防水位的技術(shù)可行性。研究結(jié)果表明：采用盲溝排水措施后，坡地地下室施工工期縮短，建設(shè)成本降低，經(jīng)濟(jì)效益明顯，值得推廣應(yīng)用。

Abstract： For anti-floating basement， the level of anti-floating water level is the control factor of technical difficulty， construction period and cost. Taking Qujing slope construction project as an example， this paper discusses the technical feasibility of using blind ditch drainage system to reduce the anti-floating waterproofing position in the basement of slope. The results show that： With blind ditch drainage measures， the construction period of basement in sloping field is shortened， the construction cost is reduced， and the economic benefits are obvious， so it is worth popularizing and applying.

關(guān)鍵詞： 坡地;地下室抗浮水位;盲溝排水;水位監(jiān)測(cè)

Key words： slope;anti-floating water level in the basement;blind ditch drainage;water level monitoring

中圖分類(lèi)號(hào)：TU92 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-4311（2018）07-0125-03

0 引言

近幾年，我國(guó)的建筑行業(yè)蓬勃發(fā)展，樓層越建越高，配套越來(lái)越完善，建筑體量越來(lái)越大，造成了大量的地下建筑出現(xiàn)，地下室體量和深度也越來(lái)越大，地下水對(duì)地下建筑物的影響顯得尤為突出?？垢≡O(shè)計(jì)水位的合理確定直接關(guān)系到地下室的結(jié)構(gòu)安全及使用功能、成本控制。

本文就如何有效利用坡地有利條件，采取可靠工程措施將坡地建筑地下室周邊地下水位控制在較低水平，達(dá)到取消或減少抗浮措施，降低地下室建造成本的目標(biāo)及方法進(jìn)行粗淺的闡述。

1 概述

1.1 項(xiàng)目概況

該項(xiàng)目位于曲靖市麒麟北路，西鄰50m城市主干道，南鄰42m城市干道，東臨25m城市次干道，北側(cè)有15m規(guī)劃支路，擬建總建筑面積約54萬(wàn)m2，主要由22幢高層建筑群及配套用房組成，設(shè)有1～2層地下室，地下室占地面積約10萬(wàn)m2，地下室層高為3.9m。塔樓基礎(chǔ)為旋挖樁和人工挖孔樁，無(wú)塔樓部分地下室采用天然地基就可以滿足承載力要求。

由于場(chǎng)地屬坡地，根據(jù)地下室周邊道路標(biāo)高，地下室埋深變化較大，約3.0～11.0m。

擬建場(chǎng)地地處珠江水系南盤(pán)江流域，場(chǎng)地及周邊無(wú)地表水體，南盤(pán)江之流白石江位于場(chǎng)地南面約1.6km處，地表水主要通過(guò)地表徑流，向南排泄到白石江中。勘察時(shí)為旱季，勘察期間水位較深，測(cè)得的混合穩(wěn)定水位一般埋深約為4.0～8.1m左右，絕對(duì)標(biāo)高約在1877.79～1884.52m。場(chǎng)地地下水類(lèi)型為潛水，局部分布上層滯水，主要為第四系松散堆積層中的孔隙水及下伏基巖中的裂隙水，主要賦存于黏性土、粉土及下伏基巖裂隙中，屬弱透水、弱含水層，水量較小，受大氣降水及周邊生產(chǎn)、生活用水補(bǔ)給，由于場(chǎng)地處于盆地邊緣地勢(shì)較高位置，地表水易于排泄。

1.2 地下室埋深及以下一定深度土層分布情況

①雜填土：雜色，以混凝土塊、磚塊、碎石、建筑垃圾、生活垃圾組成，成分雜亂，結(jié)構(gòu)松散，均勻性差，孔隙大，高壓縮性，層厚一般約0.5～1.7m，擬建場(chǎng)地均有分布。

②1黏土：褐黃、褐黃夾灰、黃灰等色，稍濕，可塑狀態(tài)，局部為粉質(zhì)黏土，偶夾腐物;高壓縮性，干強(qiáng)度及韌性中等，無(wú)搖振反應(yīng)。標(biāo)貫實(shí)測(cè)錘擊數(shù)為5～7擊，平均為5.9擊。層頂埋深為0.5～1.7m，厚約0.7～8.2m，場(chǎng)地普遍分布。

②黏土：褐黃、褐黃夾灰、黃灰等色，稍濕，硬塑狀態(tài)，偶夾腐物;中壓縮性，干強(qiáng)度及韌性中等，無(wú)搖振反應(yīng)。標(biāo)貫實(shí)測(cè)錘擊數(shù)為7～10擊，平均為8.5擊。厚約0.5～3.7m，為②1層中的透鏡體，分布無(wú)規(guī)律。

③1黏土：灰色、褐灰色，稍濕，可～硬塑狀態(tài)，中壓縮性，巖芯切面光滑，干強(qiáng)度高、韌性強(qiáng)，無(wú)搖振反應(yīng)，偶夾腐物，夾薄層粉質(zhì)黏土。標(biāo)貫實(shí)測(cè)錘擊數(shù)為7～13擊，平均為11.3擊。層頂埋深為1.0～17.8m，厚約0.9～18.9m，場(chǎng)地普遍分布。

③泥炭質(zhì)土：黑灰，深灰褐等色，濕，硬塑狀態(tài)，孔隙大，中～高壓縮性，干強(qiáng)度、韌性低，夾腐木。標(biāo)貫實(shí)測(cè)錘擊數(shù)為8～12擊，平均為9.8擊。厚約0.6～1.0m，為③1層中的透鏡體，僅少數(shù)孔揭露，分布無(wú)規(guī)律。

2 地下室周邊地下水位控制措施

2.1 目的

結(jié)合地下室周邊地面高差較大的地形特點(diǎn)，采用沿地下室周邊的盲溝排水系統(tǒng)控制地下室周邊地下水位，將地下室周邊地下水位控制在較低位置，有效降低設(shè)計(jì)水位，節(jié)約地下室抗浮措施費(fèi)用。endprint

2.2 設(shè)計(jì)思路

①本場(chǎng)地地層以黏性土為主，屬弱含水層，弱透水層，地下水量小，局部地下水位降低對(duì)周邊環(huán)境不會(huì)產(chǎn)生不利影響，不會(huì)引起次生危害。

②本項(xiàng)目水位控制系統(tǒng)排泄的水主要為沿基坑周邊地層中側(cè)滲的地下水和地下室外墻周邊回填區(qū)域可能產(chǎn)生的少量地表水下滲。

③本項(xiàng)目地下室平面呈方形，周邊道路標(biāo)高為：東北角1877.63m，西南角為1877.46m，西北角為1887.31m，東南角為1882.08m。場(chǎng)地現(xiàn)狀高程如圖1所示。根據(jù)地下室底板標(biāo)高及地形條件，將東北角、西南角兩個(gè)低點(diǎn)確定為盲溝排水系統(tǒng)排水口，與市政雨水管連接，排水口標(biāo)高按照道路以下1m考慮（1876.5m）。盲溝平面布置與排水方向如圖2所示?？垢≡O(shè)計(jì)水位分區(qū)如圖3所示。

盲溝排水系統(tǒng)主要由細(xì)紗、土工布、瓜子石、碎石、排水管、水位觀測(cè)井等構(gòu)成，如圖4所示。盲溝排水系統(tǒng)各部分作用如下：

①細(xì)砂，主要起反濾作用;

②瓜子石，主要起反濾作用;

③土工布，主要起反濾作用，過(guò)濾地下水中的泥沙，阻止泥沙進(jìn)入盲溝及管道內(nèi)，保證盲溝內(nèi)地下水滲流通暢;

④碎石反濾層，主要起滲水及反濾作用，要求空隙大，使盲溝內(nèi)地下水滲流阻力小，滲流通暢，速度快;

⑤HDPE排水管為耐久性較好的材料，使盲溝內(nèi)形成一個(gè)連通的地下水排泄徑流管道，使流入盲溝的地下水能迅速排走;

⑥水位觀測(cè)點(diǎn)，可隨時(shí)觀察地下水位的變化，直觀、簡(jiǎn)便，提高盲溝排水的可靠性及安全度。

3 施工具體要求

3.1 材料要求

①盲溝濾料選用純凈且級(jí)配良好的粒徑10～40mm碎石鋪設(shè)而成，碎石含泥量小于3%，濾料外用300g/m2的土工布包裹，土工布搭接長(zhǎng)度不小于0.5m。

②盲溝管道采用成品HDPE排水管，排水管外徑為140mm，壁厚為5mm，管壁采用機(jī)械打孔，排水管外包300g/m2的土工布兩層。如圖5所示。

3.2 施工要求

①施工工序：測(cè)量放樣→開(kāi)挖溝槽鋪設(shè)→土工布鋪→排水管底部碎石→布置排水管→填實(shí)碎石濾料 回填土方。如圖6所示。

②素土夯實(shí)，局部地段因盲溝設(shè)計(jì)標(biāo)高高于地下室底板標(biāo)高，盲溝需布置與回填土上，回填土應(yīng)分層夯實(shí)，分層厚度不應(yīng)大于300mm，壓實(shí)系數(shù)不小于0.94。

③盲溝溝槽開(kāi)挖采用人工開(kāi)挖，開(kāi)挖過(guò)程中應(yīng)注意溝槽的坡度、斷面尺寸、深度，溝槽挖好后，必須對(duì)土溝進(jìn)行檢測(cè)、檢測(cè)內(nèi)容包括：溝槽斷面尺寸、溝底標(biāo)高及縱坡。經(jīng)監(jiān)理工程師檢測(cè)合格后方可進(jìn)行下一道工序施工。

④碎石鋪設(shè)采用人工鋪設(shè)方法，人工鋪設(shè)的外觀應(yīng)整齊順適，平面幾何尺寸應(yīng)滿足設(shè)計(jì)要求。碎石鋪設(shè)完畢后應(yīng)經(jīng)監(jiān)理工程師檢驗(yàn)合格后方可進(jìn)行下一道工序施工。

⑤盲溝管連接采用熱熔對(duì)接方式連接，連接必須符合相關(guān)規(guī)范要求，確保在使用年限內(nèi)不斷裂。

⑥土工布包裹碎石反濾層及排水管要保證有效包裹，嚴(yán)禁泥土進(jìn)入反慮層和排水管，搭接長(zhǎng)度確保不小于500mm。

⑦在出水口位置安裝止回閥，避免出現(xiàn)市政管網(wǎng)內(nèi)的水倒流進(jìn)入地下排水盲溝。

3.3 原理及維護(hù)

在盲溝施工完成后，回填土方時(shí)應(yīng)該嚴(yán)格土方回填要求，認(rèn)真檢測(cè)，確保密實(shí)度達(dá)到0.94，避免以后土方下沉造成排水管斷裂。

在建成使用后，安排專(zhuān)人定期從觀測(cè)孔觀測(cè)地下水位。并做記錄。

4 成本分析

根據(jù)地勘報(bào)告水文地質(zhì)條件分析，地下室基礎(chǔ)擬采取天然地基和長(zhǎng)螺旋鉆孔樁基礎(chǔ)以下兩種方式。如果采用天然地基，必須采用盲溝排水措施降低地下水位;采用樁基礎(chǔ)即可以采用抗拔樁?，F(xiàn)對(duì)兩種基礎(chǔ)的經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行比較。

4.1 方案一

采用抗浮樁，采用？準(zhǔn)500鋼筋混凝土長(zhǎng)螺旋鉆孔壓灌樁，長(zhǎng)度L=20m的2434根，L=15m的3650根，總造價(jià)為4903萬(wàn)元。

抗浮樁施工，按20臺(tái)樁機(jī)、每臺(tái)樁機(jī)每天施工6根計(jì)算，不受影響的情況，最少要51天，樁基檢測(cè)30天，總工期約81天。

4.2 方案二

采用盲溝排水，即可采用筏板基礎(chǔ)，筏板作為抗壓構(gòu)件，經(jīng)計(jì)算，筏板厚度約增加50mm，鋼筋含鋼量增加約10kg/m2。盲溝總長(zhǎng)約1553m，造價(jià)為87.2萬(wàn)元，造價(jià)約560萬(wàn)元，總造價(jià)約647萬(wàn)元。

盲溝排水可分段施工，由于受場(chǎng)地影響，施工不能采用大型機(jī)械開(kāi)挖，工期約30天，但不會(huì)影響總工期。

經(jīng)過(guò)對(duì)兩個(gè)方案的對(duì)比，采用盲溝排水系統(tǒng)降低抗浮水位較采用抗浮樁節(jié)約投資4300余萬(wàn)元，節(jié)約施工總工期約80天，本工程的實(shí)踐充分說(shuō)明，在地形，地質(zhì)條件合適的情況下，采取地下水控制措施，較傳統(tǒng)的抗浮措施具有明顯的經(jīng)濟(jì)、工期優(yōu)勢(shì)，且措施更簡(jiǎn)單、施工更方便。

5 結(jié)論

本坡地工程地下室采用盲溝排水措施后，縮短了施工工期，降低了建設(shè)成本，產(chǎn)生了很好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。通過(guò)本工程實(shí)踐，總結(jié)的工程經(jīng)驗(yàn)如下：

①是否可以采取盲溝排水措施，要看場(chǎng)地地形、地質(zhì)、環(huán)境等因素是否適宜，不能盲目采用，以免造成次生危害。

②采取排水措施控制局部地下水位原理清楚、措施簡(jiǎn)單，特別在坡地上易于實(shí)現(xiàn)，效果明顯，經(jīng)濟(jì)效益可觀。

參考文獻(xiàn)：

[1]中國(guó)建筑科學(xué)研究院.JGJ120-2012，建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程[S].北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2012.

[2]建設(shè)部綜合勘察研究設(shè)計(jì)院.JGJT 111-1998，建筑與市政降水工程技術(shù)規(guī)范[S].北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，1998.

[3]中華人民共和國(guó)建設(shè)部.GB50021-2001，巖土工程勘察規(guī)范[S].北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2009.endprint