應(yīng)急備用水源工程加壓泵房深基坑綜合降排水分析

權(quán)志剛

(江西省水利水電開發(fā)有限公司，南昌 330000)

0 引 言

對(duì)于地下水水位較高或降水豐富的地區(qū)深基坑開挖而言，因基坑開挖施工切斷含水層，在壓力差的影響下，地下水或地表水會(huì)不斷滲入基坑，若不采取切實(shí)可行的基坑降排水措施，必將造成深基坑浸水，導(dǎo)致地基承載力降低，甚至因水壓力的作用而引發(fā)管涌、流砂、邊坡失穩(wěn)等問題，影響正常施工。所以，必須采取有效的深基坑降排水措施，使基坑在開挖過程中保持干燥，維護(hù)基坑邊坡和基坑底板的穩(wěn)定，并防止其對(duì)臨近建筑物和地下管線造成不利影響，以保證基坑施工的安全性。

1 問題的提出

1.1 工程概況

景德鎮(zhèn)應(yīng)急備用水源建設(shè)工程加壓泵房基坑開挖與支護(hù)工程位于江西省景德鎮(zhèn)市浮梁縣湘湖鎮(zhèn)，加壓泵房位于景德鎮(zhèn)陶瓷大學(xué)(湘湖校區(qū))東北側(cè)，北鄰杭瑞高速公路。加壓泵房總用地面積約1600m2，項(xiàng)目主要包含1座泵房(1F)、1座配電室(1F)、1個(gè)吸水井。其中泵房和吸水井采用筏板基礎(chǔ)，配電室采用獨(dú)立基礎(chǔ)?；又荛L(zhǎng)約為113.1m，面積約為644.4m2，場(chǎng)地整平標(biāo)高為53.70m。泵房和配電室北側(cè)區(qū)域基礎(chǔ)底面標(biāo)高為47.00m，基坑開挖深度為6.80m；配電室南側(cè)區(qū)域基礎(chǔ)底面標(biāo)高為48.00-49.50m，基坑開挖深度為4.30-5.80m；吸水井基礎(chǔ)底面標(biāo)高為45.70m，基坑開挖深度為8.10m。3部分基坑坑底標(biāo)高均按開挖至墊層底面考慮，墊層厚度0.10m。

土方開挖根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)場(chǎng)平后的地形及基礎(chǔ)底標(biāo)高，擬分5層進(jìn)行放坡開挖，土方外運(yùn)。場(chǎng)地高程為54.0m，每層開挖深度≤2m，采用PC-220以上反鏟挖機(jī)進(jìn)行挖掘。為方便機(jī)械及工作人員上下基坑，在DE斷面旁設(shè)置一條通道，通道寬2m，通道坡比應(yīng)不陡于1:4?；娱_挖與支護(hù)同步進(jìn)行，盡量避免邊坡無(wú)支護(hù)狀態(tài)時(shí)間，確保邊坡穩(wěn)定性。

1.2 水文地質(zhì)條件

該應(yīng)急備用水源建設(shè)工程區(qū)內(nèi)地下水主要賦存于粉質(zhì)黏土和全風(fēng)化變質(zhì)砂巖中，主要由大氣降水下滲和地勢(shì)高處滲流補(bǔ)給，強(qiáng)風(fēng)化變質(zhì)砂巖為相對(duì)隔水底板。粉質(zhì)黏土和全風(fēng)化變質(zhì)砂巖貯水、透水性不強(qiáng)，勘察期間水量較小，勘察期間水量較小，未測(cè)得其初見水位，勘察期間測(cè)得穩(wěn)定水位埋深為4.70-11.20m(高程43.12-48.13m)，水位隨季節(jié)變化幅度一般約1-3m，基坑支護(hù)的水位標(biāo)高為45.00m。場(chǎng)地內(nèi)耕植土為中等透水層，粉質(zhì)黏土和全風(fēng)化變質(zhì)砂巖為弱透水層，下伏基巖變質(zhì)砂巖為弱透水層[1]。

2 降排水施工難點(diǎn)

該工程的重點(diǎn)、難點(diǎn)為加壓泵房及吸水井的基坑開挖與支護(hù)工程。由于基坑最大開挖深度為6.8-8.1m，結(jié)合相關(guān)規(guī)范可以判斷出，該工程基坑開挖具有較大的危險(xiǎn)性，根據(jù)《住建部37號(hào)令》及《贛建安〔2019〕11號(hào)文》需編制專項(xiàng)施工方案并組織專家論證[1-2]。為保證連續(xù)排水，應(yīng)將泵站設(shè)置在基坑深槽位置，并將支管與井點(diǎn)上口部位相連，因此處坡度大、砂石多，增加了支管與主管連接的困難。在工程基坑排水布置時(shí)必須充分考慮兩個(gè)階段排水布置要求及與主體工程施工進(jìn)度的匹配性。

加壓泵房深基坑初期排水和限制性排水階段流量較大，揚(yáng)程高、水位變幅最大可達(dá)10m，抽水開始時(shí)水位-19.5m，抽干時(shí)水位降至-21.54m。泵房基礎(chǔ)施工過程中考慮到施工安全，在基坑周圍設(shè)置了高度4m的土質(zhì)坡面護(hù)坡[2]。

3 降排水方案

該工程采用了以下3種措施相結(jié)合的綜合降排水方案。

3.1 明溝排水

工程加壓泵房深基坑綜合降排水止水帷幕局部漏水導(dǎo)致大量地表水滲入基坑，所以必須在基坑四周設(shè)置排水明溝。具體而言，將明溝設(shè)置在標(biāo)高-12.00m的護(hù)壁樁圍檁上，并通過水泵將地表水抽至圍檁上尺寸為3.0m×3.0m×3.0m的集水箱內(nèi)，再通過砌筑在土坡底部的明溝排入40m間隔設(shè)置的集水井內(nèi)。

3.2 深井井點(diǎn)降水

加壓泵房工程地下水降水深度大，故需采用深井井點(diǎn)降水措施。具體而言，將降水井設(shè)置在深基坑周圍，埋深應(yīng)大于基地井管，并通過潛水泵抽取地下水，使地下水位降至坑底以下。深井井點(diǎn)降水方案降水深、排水量大，施工速度快，對(duì)平面干擾小。因加壓泵房周圍已經(jīng)設(shè)置止水帷幕和護(hù)壁樁，且土方開挖深度已達(dá)-12.00m標(biāo)高，根據(jù)地質(zhì)勘查資料分析，開挖范圍內(nèi)未勘查到地下水，所以在基坑四周按照8m的間隔設(shè)置井點(diǎn)。井管為外徑400mm、厚50mm的混凝土管，井管埋深12m，并在每10個(gè)井點(diǎn)增設(shè)1個(gè)鐵皮焊接制成的容積3.0m×3.0m×3.0m的集水箱，通過集水箱收集深井井點(diǎn)積水，再通過大功率水泵將集水箱內(nèi)的積水抽取至市政管網(wǎng)。深井井點(diǎn)構(gòu)造詳見圖1。

圖1 深井井點(diǎn)構(gòu)造

3.3 集水井輔助降水

工程施工期間正值夏季，降水豐富，在基坑周邊深井井點(diǎn)持續(xù)降水的情況下，基礎(chǔ)墊層施工后其施工縫等部位仍存在滲水現(xiàn)象，導(dǎo)致底板2層厚度3mm的SBS防水卷材層難以繼續(xù)施工，出于施工質(zhì)量控制方面的考慮，必須在底板下適當(dāng)位置增設(shè)盲溝以利于排水。待挖土至設(shè)計(jì)標(biāo)高后，還必須按照設(shè)計(jì)要求在底板后澆帶處開挖寬度和深度分別為0.7m、0.8m的盲溝，并按0.5%的坡度和30m間隔用磚砌筑尺寸為長(zhǎng)×寬×深為1.0m×1.0m×1.2m的集水井，同時(shí)在各集水井內(nèi)設(shè)置潛水泵及時(shí)抽水，預(yù)防積水溢出井外。

4 基礎(chǔ)局部降水

4.1 人工挖孔樁四周降排水

該工程地下水水位較高，樁端持力層選擇強(qiáng)風(fēng)化巖后進(jìn)行核心筒基礎(chǔ)底部的人工挖孔樁施工，并將抗浮錨桿設(shè)在裙房基底，抗浮錨桿設(shè)計(jì)長(zhǎng)度10.5m，設(shè)計(jì)直徑15cm，設(shè)置數(shù)量400個(gè)。為避免樁周、抗浮錨桿、墊層等進(jìn)行人工挖孔的過程中發(fā)生連接處滲水的現(xiàn)象，待完成墊層施工后應(yīng)按照防水、導(dǎo)水的步驟加以處理：防水措施具體見圖2和圖3，將5cm深的圓形凹槽設(shè)置在抗浮錨桿墊層上，并用PVC油膏進(jìn)行嵌填，再沿錨桿施作厚度5cm的防水卷材，用聚氨酯收頭并封邊。

圖2 抗浮錨桿防水節(jié)點(diǎn)

1-結(jié)構(gòu)底板；2-底板防水層；3-保護(hù)層；4-水泥基透層結(jié)晶型防水涂料；5-樁基受力筋；6-遇水膨脹止水條；7-混凝土墊層；8-樁基混凝土

采用上述方案進(jìn)行人工挖孔樁四周處理后，還應(yīng)配合采用留置小盲溝的導(dǎo)流技術(shù)將局部滲出樁周水導(dǎo)出。

4.2 核心筒部位滲漏水

加壓泵房深基坑核心筒深20.45m，待基礎(chǔ)底板混凝土澆筑至15.50m處時(shí)應(yīng)設(shè)置施工縫，并一起澆筑其上底板混凝土和厚度80cm的基礎(chǔ)。待完成施工縫以下混凝土澆筑后發(fā)現(xiàn)，地下水穿透墊層后從防水層間滲出，且水量大，滲水部位尚未明確，嚴(yán)重影響到核心筒以外厚度80cm基礎(chǔ)防水層的施工，因無(wú)法采取強(qiáng)行封堵措施，故只能增設(shè)導(dǎo)流系統(tǒng)先導(dǎo)出滲水，等該部分施工過程結(jié)束后封堵導(dǎo)流管并補(bǔ)做防水層。

結(jié)合工程設(shè)計(jì)，必須持續(xù)對(duì)地下室基礎(chǔ)進(jìn)行抽水處理直到完成裙房混凝土結(jié)構(gòu)施工，這就要求降水井在裙房施工結(jié)束前應(yīng)持續(xù)工作，待裙房施工結(jié)束，消除降水井點(diǎn)。

5 結(jié) 論

工程所采用的明溝排水、深井井點(diǎn)降水及集水井輔助降水的綜合降排水措施為該應(yīng)急備用水源建設(shè)工程加壓泵房施工成功奠定了基礎(chǔ)，并為軟基基坑降水提供了切實(shí)可行的技術(shù)措施。在深井井點(diǎn)降水及集水井抽排水后，基坑內(nèi)自由面逐漸下降，基坑底面和邊坡浸潤(rùn)區(qū)不斷減小，地下水滲水過程顯著減緩。工程所采用的綜合降排水措施較好地控制了泵房基坑滲流狀態(tài)，降排水符合工程設(shè)計(jì)要求。