深基坑卵石與砂巖交接層二次降水技術(shù)

摘要：甘肅省地質(zhì)構(gòu)造十分復(fù)雜，甘肅某深基坑降水項目由于水位賦存于卵石層與砂巖層中，其部分主樓筏板、集水坑、電梯井等部分基礎(chǔ)標(biāo)高低于卵石與砂巖交接層標(biāo)高，且現(xiàn)場部分強(qiáng)分化砂質(zhì)泥巖中含砂量較大，局部含砂量較大區(qū)域為全分化砂巖，薄層狀構(gòu)造，泥質(zhì)膠結(jié)。泥質(zhì)砂巖頂部均分布有較厚約2-3.5米的全分化砂巖。卵石層滲透系數(shù)大，全分化砂巖層滲透系數(shù)較低，單純依靠管井降水無法滿足降水設(shè)計要求，根據(jù)現(xiàn)場實際情況，采用外圍管井降水將卵石層中水降至砂巖層面后，通過外圍截水、內(nèi)部布置輕型井點等措施有組織疏排基坑內(nèi)滲出的地下水，解決卵石層與砂巖層交接面坑底二次降水問題，保證該項目的基坑施工干作業(yè)。

關(guān)鍵詞：深基坑、卵石與砂巖交接層、二次降水

中圖分類號：U655.54+3

0、引言

依據(jù)當(dāng)?shù)厮牡刭|(zhì)與專業(yè)的地勘報告，在地下水位高于建筑物地基基礎(chǔ)時，則需提前對該地下水位進(jìn)行降水措施，以保證坑內(nèi)水位低于基坑坑底，保證正常的施工干作業(yè)。甘肅省地質(zhì)構(gòu)造十分復(fù)雜，在建筑基坑開挖過程中，經(jīng)常遇到卵石、砂巖層同時存在情況下的降水問題，卵石層滲透系數(shù)大，砂巖層滲透系數(shù)較低，普通的管井降水無法降砂巖層中滲水，故一般在卵石層與砂巖層交接面需采取二次降水措施，解決交接層二次降水。為相同地層且遇到同樣施工難題的項目提供技術(shù)支持。

一、工程概況

本工程由1#樓～7#樓（26F）、8#樓（23F）、9#樓～10#樓（25F）十棟高層住宅、11#樓（幼兒園）、12#樓（社區(qū)綜合服務(wù)中心）兩棟多層公共建筑及地下車庫組成。1#～10#樓單體在地下部分由車庫連為一個整體，地面以上分為獨(dú)立的結(jié)構(gòu)單元。該項目開挖基底標(biāo)高1862.6m-1864.6m，基坑平面總圖如圖1所示：

二、地質(zhì)概況

依據(jù)該項目地勘報告從上至下土層分布為：

①層，雜填土（Q4ml）

該層分布于整個場地， 該層層厚0.2～3.4m，層頂面高程為1868.87～1874.33m。雜色，主要成分為回填卵石、細(xì)砂及粉土，混有大量磚塊、砼塊等建筑垃圾，局部含植物根系，均勻性差，稍濕，稍密。

②層，粉土（Q 4al+pl ）

該層分布較連續(xù)，黃褐色，土質(zhì)較均勻，局部夾條帶狀細(xì)砂薄層，孔隙較發(fā)育，無光澤，切面粗糙，搖振反應(yīng)迅速，干強(qiáng)度低，韌性低，稍密，稍濕。該層層厚為0.2～1.6m，層面埋深0.2～2.1m，層頂面高程為1868.39～1874.01m。

③層，卵石（Q 4al+pl ）

分布于整個場地，層厚為4.0～11.0m，層面埋深0.2～3.4m，層頂面高程為1867.40～1873.83m。青灰色，骨架顆粒粒徑以 2～8cm 為主，大于 2cm 的顆粒約占總重量的60%～75%，含有大量的漂石，粗顆粒母巖成分以花崗巖、砂巖及變質(zhì)巖等為主，顆粒級配一般，磨圓度較好，多呈亞圓形，顆粒之間無膠結(jié)，充填物以礫石顆粒及細(xì)砂為主，含少量的粉質(zhì)粘土充填物，回轉(zhuǎn)取芯鉆進(jìn)困難，鉆孔孔壁較易坍塌，稍密～中密，以稍密為主。

④砂質(zhì)泥巖（N）

褐色或棕紅色，原巖成分主要為粉細(xì)砂及粗砂，巖芯呈短柱狀或碎塊，泥質(zhì)膠結(jié)，膠結(jié)程度一般，暴露在空氣中易風(fēng)化崩解該層最大勘察層厚為11.1m（未揭穿），層面埋深4.7～12.0m，層頂面高程為1861.65～1866.73m。

場場地地下水屬孔隙潛水類型，主要賦存于卵石層與強(qiáng)風(fēng)化砂巖層中，主要受大夏河、紅水河側(cè)向滲流和大氣降水補(bǔ)給。流向東北，在勘探深度范圍內(nèi)場地所有勘探孔均出露地下水，測得勘探孔內(nèi)水位埋深2.8-9.3m，相應(yīng)水位高程1863.69-1868.29m。

三、二次降水措施

按照本工程主體設(shè)計及JGJ120-2012《建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程》要求，現(xiàn)場水位降至坑底0.5m，即本次降水后設(shè)計水位標(biāo)高為1862.6-0.5=1862.1m。該項目現(xiàn)狀水位標(biāo)高為1863.69m～1865.4m，高于坑底標(biāo)高1862.6m～1864.6m，采用基坑周邊布置降水管井+坑底設(shè)置截排水明溝、降水井進(jìn)行降水。

場場地地下水屬孔隙潛水類型，主要賦存于卵石層與全風(fēng)化、強(qiáng)風(fēng)化砂巖層中，降水分為大量抽排基坑內(nèi)卵石層中的地下水和有組織疏排基坑內(nèi)滲出的地下水。大量抽排基坑內(nèi)卵石層中的地下水：采用沿基坑四周按照設(shè)計要求布置一定數(shù)量的管井井點降水，在每個井點降水井內(nèi)設(shè)置潛水泵抽水，使地下水位降至全分化、強(qiáng)分化砂巖層面以下一定深度，對卵石層與砂巖層交接面采取坑底二次降水措施如下：

1、有組織疏排基坑內(nèi)滲出的地下水：由于管井井點降水存在一定的間距，砂巖層面存在起伏以及砂巖層具有一定的隔水性，基坑周邊分布的降水井無法排干凈砂巖內(nèi)及砂巖層面降水井滲出的地下水，為防止?jié)B出的地下水浸泡基坑底板下的地基砂巖，在卵石層底與砂質(zhì)泥巖層交接面設(shè)置泄水孔，疏排地下滲水，然后有組織收集并集中疏排至基坑外。

2、泄水孔采用管徑不小于25mm的PVC管或DN40鋼管，泄水孔依據(jù)實際滲水量間隔一定距離（暫定為2.0m）在樁間設(shè)置，降水井區(qū)域可不設(shè)或適當(dāng)調(diào)整距離，基坑開挖至砂巖時，開始設(shè)置泄水孔，邊實施泄水孔，邊實施樁間土封閉措施。

泄水孔流出的地下水收集在支護(hù)樁上掛設(shè)的PVC排水管中匯集后疏排出基坑。泄水孔大樣圖如圖2所示：

3、由于目前現(xiàn)場水位基本在卵石層以下，存于下部砂質(zhì)泥巖夾層中，依據(jù)現(xiàn)場情況，對該細(xì)砂層中滲水暫考慮以下措施：

基坑四周支護(hù)完成具備開挖條件后盡快挖到基坑底，延基坑坑底周邊和建筑外墻外挖連通的排水明溝或盲溝（寬0.3m，溝深0.3m），將水從外部截斷，外部滲水全部截至排水溝后按坡度10%坡向集水坑（間距40m設(shè)置一個，深度低于基坑底板-1.0m），再用排污泵將水排出;

待外部將水隔斷后，此時基坑內(nèi)則為少量積存水，可在基 坑內(nèi)挖數(shù)道小溝將水引至周邊排水溝，再行排出。

考慮現(xiàn)場施工的先后順序或工期要求，可在實施外圍截水溝的同時，先實施哪棟樓就在該樓周邊開挖一圈截排水溝，將水慢慢滲入排水溝，考慮細(xì)砂滲透性較低，排水效率與排水溝數(shù)量基本成正比，考慮盡量避免基坑基礎(chǔ)原地層的擾動，故也不宜增設(shè)過多。

因現(xiàn)場泥質(zhì)泥巖層面層頂高程為1861.65～1866.73m，泥巖起伏較大，高差約5.1m，局部卵石層或細(xì)砂層中水被泥巖隔斷在凹型槽內(nèi)無法靠坡度排出，故只能根據(jù)現(xiàn)場開挖情況，發(fā)現(xiàn)一處處理一處，無法一次性排凈。施工完成后對坑內(nèi)影響范圍內(nèi)基底下排水溝實施C20 素混凝土澆筑填充，以保證原有基層承載力。

4、為防止豐水期到來地下滲水的二次回灌，具備筏板基礎(chǔ)施工條件后，應(yīng)調(diào)整計劃工期，盡快實施基礎(chǔ)筏板并在基坑周邊實施外墻磚模，進(jìn)一步阻止地下水的滲入。

5、對局部泥巖層中裂隙水確實無法靠排水溝及時排出的情況則根據(jù)基坑開挖情況，在泥巖層設(shè)置輕型井點，間距為1.5*1.5m正方形布置，開挖深度控制3.0m范圍內(nèi)，井深不大于 4.0m，輕型井點降水施工可采用分區(qū)施工，分區(qū)開挖，真空泵控制數(shù)量暫按 40-50 口井設(shè)置一個真空泵，真空泵控制輕型井點數(shù)量待現(xiàn)場抽水過程中根據(jù) 抽水情況各方現(xiàn)場確認(rèn)。真空泵外部接入總管，井管采用? 25mmPVC 軟管，井管與總管連接，總管采用? 50mm 焊管，總管與真空泵之間用? 50mm 鋼絲波紋管或鋼管連接，輕型井點管抽出的水經(jīng)真空泵排入基坑內(nèi)沉淀池，再從基坑內(nèi)沉淀池排入基坑上口沉淀池。

輕型井點分層、分段、分區(qū)域施工，土方開挖應(yīng)配合施工，必須保證抽出的水有組織收集，直接排出坑外，不得落入坑底。井管底端包裹3層濾網(wǎng)，輕型井點成孔采用鉆機(jī)引孔或采用水沖法進(jìn)行施工。集水坑、電梯井部位輕型井點降水如圖3所示：

四、其他措施

1、基坑頂部防排水

沿基坑周邊布置直徑不小于200mm的鋼管作為主排水管，經(jīng)三級沉淀池沉淀處理后，有組織排入臨近且相關(guān)部門批準(zhǔn)的城市下水管網(wǎng)。

三級沉淀池不得少于2個，可為鋼板制作，也可用37磚墻砌筑防水砂漿抹面，長3m，寬1.5m，高1.5m。沉淀池具體位置根據(jù)市政下水口位置確定。

基坑四周支護(hù)坡頂范圍內(nèi)與場地周全混凝土硬化地面結(jié)合，并在結(jié)合處設(shè)置適宜的坡度形成倒坡，增加排水措施，避免地表雨水向下浸入基坑周圍土體，影響基坑土質(zhì)力學(xué)性質(zhì)從而影響基坑安全。

2、預(yù)防措施

基坑開挖前提前施工降水管井進(jìn)行降水，降水井按照規(guī)范要求運(yùn)行一段時間，待出水穩(wěn)定后，核對降水井單井出水量是否滿足設(shè)計要求，降水井單井出水量不滿足合計要求時可在基坑中部根據(jù)主體集水坑、電梯井等位置增加適當(dāng)降水井，增加基坑總涌水量以滿足設(shè)計要求。

降水井降水運(yùn)行初期，部分大量的砂巖顆粒會隨水泵抽水流出坑外，應(yīng)通過測量水質(zhì)含砂量分析數(shù)據(jù)，采取增加過濾網(wǎng)厚度、孔目或減小水泵功率、降低抽水速度等措施減小泥沙含量滿足相關(guān)要求，避免大量泥沙帶出導(dǎo)致周邊環(huán)境影響。

五、結(jié)語

現(xiàn)場管理人員根據(jù)現(xiàn)場施工的先后順序或工期要求，根據(jù)現(xiàn)場實際定人定責(zé)任，落實以上措施，自2020年5月15日開始基坑筏板以及主樓基礎(chǔ)開始施工，保證了操作面的干燥，避免了強(qiáng)風(fēng)化砂巖層的浸泡，2021年5月該項目現(xiàn)場車庫筏板全部完成。

本次通過在卵石層與砂巖層交接面實施通過外圍截水、內(nèi)部布置輕型井點等措施有組織疏排基坑內(nèi)滲出的地下水，解決卵石層與砂巖層交接面坑底二次降水問題，保證該項目的基坑施工干作業(yè)，現(xiàn)場的工作面一直保持干燥，避免砂巖要到地下水浸泡，可以有效的解決深基坑卵石層與下部砂質(zhì)泥巖夾層二次降水的難題。為相同地層且遇到同樣施工難題的項目提供技術(shù)支持。

參考文獻(xiàn)

[1]路志南，李穎萍.潛水層厚度較小地層基坑降水計算分析[J].山西建筑，2021，（11）：78-80.

[2]路志南.砂巖層較厚地層深大基坑支護(hù)、降水設(shè)計實例[J].甘肅科技縱橫，2021，（3）：36-40.

[3]代曉艷，雒奇奇，閆鵬程等.一種紅砂巖層噴錨支護(hù)用隔水裝置[P].中國專利：ZL201921280331.X.2020-06-09.

[4]陳帥強(qiáng)，鄭亞婷，劉陽.基坑支護(hù)與降水設(shè)計在工程中的應(yīng)用分析[J].建筑發(fā)展導(dǎo)向，2021，（4）：48-49.

[5]邱澤東.建筑工程施工中基坑井點降水工程的施工與管理[J].建筑技術(shù)開發(fā)，2021，（4）：32-33.

[6]劉剛.基坑降水工程施工質(zhì)量分析與控制[J].河南建材，2020，（3）：96-98.

論文題目：淺談深基坑卵石與砂巖交接層二次降水技術(shù)

姓名：張紅強(qiáng)（1987-8-10），男，大學(xué)本科，工程師，主要從事項目管理工作，

邸永?。?992-10-28），男，大學(xué)本科，助理工程師，主要從事項目管理工作，

單位：甘肅省建筑科學(xué)研究院有限公司