喀斯特地质复杂施工环境深基坑内无空间降水控制技术.pdf

云南水力发电YUNNAN WATER POWER35第 40卷第 1期0 引言随着我国社会经济建设快速发展，各种高层及超高层建筑如雨后春笋般蓬勃发展，城市老城区改扩建工程亦发展迅速，城市有限空间作业、施工环境越来越复杂。城市地下空间工程的深基坑施工，通常是在较为复杂的周边施工环境下开展，属于一项极具复杂性的施工项目，对于深基坑施工的技术员专业性技术水平及素质的要求相对较高1。因此，为了能够更好地克服周边复杂的施工环境，防止施工中出现不利的安全和质量事故，科学地运用深基坑该项施工技术2开展基坑工程建设，确保基坑工程建设高质量完工。1 工程概况该建筑工程为地上 6F，地下 1F，建设综合楼面积 9 611 m2，建筑物结构为框架结构，工程重要性等级二级。开挖基坑大致呈凸子形布置，长边 约 77.15 m，1 轴-6 轴 基 坑 宽 38.4 m、6 轴-11轴基坑宽 29.6 m，基坑面积为 2 484.73 m2。采用600 mm400 mm高压旋喷桩+900 mm1 300 mm喀斯特地质复杂施工环境深基坑内无空间降水控制技术朱浪，孙小强，高涛（中国水利水电第十四工程局有限公司，云南 昆明650041）摘要：云南作为高原喀斯特地质集中分布区之一，其明显的特征就是溶洞多。罗平县妇幼保健计划生育服务中心综合楼建设工程,其所处场地岩溶洞隙、节理、裂隙较发育,场地岩溶地貌特征明显，且场地水位较高，周边全是居民住宅楼，施工环境复杂。为此,在工程建设中,根据现场溶洞的发育情况、水位情况及周边施工环境情况进行分析,并对地基基础施工中的涌水、降水控制进行研究,制订了相对应的技术措施,达到了基础工程无涌水和无渗漏的目标。关键词：喀斯特地质；深基坑；复杂环境；狭窄空间；深井降水中图分类号：TU46+3文献标识码：B文章编号：1006-3951(2024)01-0035-03DOI：10.3969/j.issn.1006-3951.2024.01.008Control Technology for Spatial Dewatering in Deep Excavation of Karst Geological Complex Construction EnvironmentZHU Lang,SUN Xiaoqiang,GAO Tao(POWERCHINA SINOHYDRO ENGINEERING BUREAU 14 CO.,LTD.,Kunming 650041,China)Abstract:Yunnan,as one of the areas with concentrated distribution of karst geology on the plateau,is characterized by numerous karst caves.The construction project of the comprehensive building of the Luoping Maternal and Child Health and Family Planning Service Center is located in a site with well-developed karst caves,joints,and fissures.The karst landform characteristics of the site are obvious,and the water level of the site is high.The surrounding areas are all residential buildings,and the construction environment is complex.Therefore,in engineering construction,this paper analyzes the development of on-site karst caves,water levels,and surrounding construction environment,and studies the control of water inflow and dewatering in foundation construction.It has formulated corresponding technical measures,achieving the goal of no water inflow and no leakage in basic engineering.Keywords:karst geology;deep foundation pit;complex environment;narrow space;deep well dewatering收稿日期：2023-11-08作者简介：朱浪（1989-），男，贵州六盘水人，工程师，主要从事工程管理工作。*36云南水力发电2024 年第 1 期钻孔灌注桩+1 道钢筋混凝土内支撑的联合支护形式，基坑开挖深度 5.4 5.7 m（主体建筑），电梯井区域开挖深度达 9 m。该工程西北侧临街，现状下围墙围挡；东北和西南侧为民用建筑，东南为医院建筑，且居民建筑均为自建房，基础为埋深较浅的条形基础，施工环境较为复杂。2 水文地质情况2.1 水文情况根据现有勘探孔揭露场地内岩土体类型，场地内地下水类型为孔隙水、基岩裂隙水、岩溶水 3类。拟建场地内地表填土中含有少量上层滞水，孔隙水赋存于第四系松散层内，为相对的隔水层，主要接受大气降水、生活污水补给，并下渗补给基岩裂隙水和岩溶水。地下水位丰水期较高，枯水期水位较低，勘察期间测的场地内混合地下水位埋深为 2.6 3.8 m 之间。2.2 地质情况该工程地质情况为：第层杂填土、第层红黏土、第层强风化灰岩、第层中风化灰岩。3 降水井设计3.1 降水目的通过深井降水来提高土体的抗力、疏干基坑内部土体，确保该工程基坑开挖安全和周边管线、建筑物不受损坏。降低土体间的含水量，保证桩基工程顺利实施，方便挖掘机和人工在坑内施工作业；降低承压含水层的承压水水头，将其控制在安全埋深以内，以防止基坑底部发生突涌，确保施工时基坑底板的稳定性。同时，必须尽量减少由于减压降水引起的地表沉降以及降水对周边构筑物、建构筑物的不利影响3。3.2 降水方案设想为了提高基坑使用期间的安全、可靠性，提高被动土的强度和刚度、保证基坑内部能实现干燥施工、减小围护结构的变形。根据地质勘察报告，该工程采取“以截为主、以降为辅、以回灌保安全”的降水施工理念。根据现场实际情况，在基坑内部四角及长边中部设计降水井，在止水桩外侧及基坑上部四角分别设置 1 口回灌井，以确保基坑的安全稳定4。4 截水及支护施工方案4.1 截水方案根据地质勘察报告，结合现场工艺性试桩反映情况：场地内地下水位较高、第层强风化灰岩出水量大，迅速使孔桩内部土体失稳，导致孔壁大量坍塌不能正常成孔等实际。施工单位优化了施工工序，以时间换空间、以时间保安全，即全部施工完成高压旋喷桩使基坑形成封闭结构。600mm400mm 高压旋喷桩施工时，务必保证桩间中心距、确保桩径完整、桩底嵌入第层中风化灰岩 500 mm、桩间咬合密实，形成完整、封闭、可靠的止水帷幕5。4.2 支护方案该项目基坑支护从安全、经济及可行性上综合分析6，采用“800 mm 旋挖钻孔灌注桩+钢筋混凝土支撑”进行支护设计，基坑平面形状呈长方形，布置成“角撑对撑”，内支撑尺寸：800 mm800 mm，旋挖灌注桩采用800mm1 300mm 排桩形式进行支护，桩身混凝土强度为 C30，钢筋保护层厚度 50 mm。4.3 降水方案根据地质勘察报告，结合现场工艺性试桩反映情况7，场地内采取三步降水法：首先是支护桩及基桩施工前的降水；其次为基坑内土石方开挖阶段降水；最后为基坑底板施工及养护期间降水。4.3.1 支护桩及基桩施工前的降水高压旋喷桩全部施工完成后，在基坑内部采用深井降水疏干土体。深井降水采用旋挖钻机在不影响基桩施工的工作面形成800 mm 的降水孔，共计设置 4 口，深度必须穿越第层强风化灰岩层，采用加工过的600 mm 双壁波纹管做管井，孔隙率 20%，降水井底部回填 10 cm 碎石，双壁波纹管与降水孔的间隙满填碎石，其高度为施工期间最高水位10 cm位置，以上部分回填黏土。在降水期间，应按规定密切关注回灌井水位变化情况，保证基坑周边建筑物安全前提下，确保基坑内地下水位降低至第层强风化灰岩层底部，保证支护桩及工程桩顺利施工。4.3.2 基坑内土石方开期间降水根据现场工况及施工工艺具体情况，基坑朱浪，孙小强，高涛 喀斯特地质复杂施工环境深基坑内无空间降水控制技术37土石方开挖前，在基坑四角区域采用旋挖机形成800 mm 的集水井，井深低于基坑施工面 2 m，做法与降水井一致，联合前期设置的深井降水井使用。且因场地内为粘性土，土石方开挖期间在基坑内部渗水点较大区域就近形成集水坑，快速排除坑内积水，保证坑内干燥施工及支护桩间土稳定。4.3.3 基坑底板施工及养护期间降水在基坑底板施工期间，降水方案主要采取在基坑底四角降水井及基坑底四周形成有效的连通排水沟疏导降水进入集水井，及时排除集水井内积水，确保水位面低于基坑底施工面500 mm以下。同时场地地处喀斯特地质，局部孔隙水及裂隙水较多，且基坑内电梯井挖深达到 9 m，基坑四角降水井无法满足此区域降水需求，因此，在此区域特设置了 1 套装置，即在该区域底部中间位置向下钻 1 个 50 mm 孔，用带孔隙的钢管伸入孔内，上端伸出基坑底板中部用阀门与管道相连，在管道上安装增压泵使该区域水位降至施工面 500 mm以下，浇筑基坑底板施此区域使用特殊混凝土，使阀门以下部位能迅速形成强度，浇筑到阀门位置时关闭阀门使该区域地下水永久关闭，待底板混凝土强度达到设计强度后，切除漏出底板上部排水钢管，再次封堵排水钢管，双重保证基坑底板不渗水。5 结论通过对喀斯特地质复杂施工环境深基坑施工理论学习及研究，结合该项目施工实际，得出以下几点结论。1）在基坑施工前，应认真研读地质勘察报告，根据地质勘察报告认真做好现场调查及对比，有无与报告不相符之处，并根据实际情况做好降水方案设计。2）注重做好工艺性试桩工作，通过试桩反映的地质情况及地下水文情况与地质勘察报告对比分析，从而制定出更适合改场地的施工工艺、施工方案及降水方案。3）基坑施工期间，须按设计及规范要求及时采集、监测地下水位、基坑变形情况、周边构建筑物变形情况数据，并做好分析对比，如有异常及时采取应对措施。4）在局部开挖深度较大时，应根据施工场地具体情况做好局部降水方案8，不能强行使用降水井大面降水，一是不经济，二是可能发生其他不可控的安全风险。参考文献：1赵昀.复杂环境下深基坑降水开挖支护稳定控制技术研究J.工程建设与设计，2023,（3）:48-50.2谢立鹏.浅析深基坑降水支护方案J.民营科技，2017,（8）:174.3蔡宽余.深基坑工程减压降水自动控制技术研究R.上海：上海地矿工程勘察院，2011-06-01.4钟宇石.基于顺逆作结合施工的深基坑降水控制对策J.绿色环保建材，2019,（8）:170.5朱豫.深基坑降水井封堵方法及效果分析J.水利科学与寒区工程，2022,5（8）:121-123.6蒋一兵，黄志琼，邢江.探析深基坑降水施工中防止相邻建筑沉降的技术J.四川水泥，2017,（9）:221.7龙正君.深基坑降水施工工艺探讨J.中华建设，2017,（11）:132-133.8刘文华.富水砂层中的深基坑降水技术J.工程技术研究，2021,6（13）:74-75.