地下水丰富地质条件下的深基坑支护及降排水技术.pdf

第 3 3卷第 9期 V0 l _3 3 No 9 建筑施T B U I L D I N G C 0 N S T R U C T 1 0 N 地 下 水 丰 富地 质 条件 下 的深 基 坑 支 护 及 降 排 水 技 术 De e p Fo u nda t i o n Pi t Ex c a v a t i o n Su ppo r t a nd i t s De wa t e r i ng a nd Dr a i ni ng Te c hno l o g y u nde r Ge o l o g i c a l Co ndi t i o n o f Ri c h Unde r g r 0 und W a t e r 口 于学刚 李法国 于晓亮 ( 中建八局 第四建设 有限公 司 青 岛 2 6 6 0 7 1 ) 【 摘 要】 济南天安时代广场工程 因地下水丰富、泉眼多等给基坑排水及支护带来了困难。为此，针对实际情况采取 了相应 的基坑 支护方案及地 下水 降排 的技 术处理措施 ，不仅顺 利地解决 了难题 ，而且提前 完成 了施 工任务。经工程应 用表 明 ，该技 术 成本低 、效果好 ，值得推 广应 用。 【 关键词】高层商务楼 地下水 深基坑支护 降排水 涌水量 【 中图分类号】 T U 7 5 3 6 6 文献标识码 B 【 文章编号】 1 0 0 4 1 0 0 1 2 0 1 1 ) 0 9 0 7 9 9 0 3 1 工程概况 济南天安 时代 广场工程位于济 南市历下 区泺源大街 9 O 号院内。该建筑地下 2层， 地上 1 3 层 ， 建筑面积 4 0 0 0 0 m ， 建筑高度 6 1 4 m ， 框架剪力墙结构 ， 采用天然地基 ， 筏 板基础。基坑开挖尺寸为长 8 0 0 m ， 宽 5 3 5 m ， 基础挖深约 1 0 5 m 。由于济南地区泉眼较多， 地下水极为丰富， 所以基坑 排水及基坑支护为本工程的施工难点和重点。 南部的多层建筑群 ，最近的距本工程基坑边线的为 5 8 0 m ， 其建筑物基础埋深 一 4 0 m； 南侧 2幢 6层建筑， 距本工程基 坑边线的最近距离为 1 8 4 0 m， 其基础埋深为 3 5 m： 北侧距 泺源大街人行道 8 2 m， 路旁分布有各种管线， 最近管线距 基坑 9 3 0 m ， 管线埋深越 一 4 O m左右。综合以上工程环境， 基坑工程安全等级按一级考虑。 3 方案选择及现场应用 2 工程地质条件 3 1 ( 1 )地质条件 场地内第四系地层主要为山前 中 洪积成因的黄土、 卵石 土及黏性土， 下伏燕山期闪长岩各风化带。本工程基础持力 层设计在第层黏土、 卵石( Q 3 a l + p 1 ) 层上。 在钻探深度范围 内与支护有关的地层分为 5 层， 大部为高渗透土层。 ( 2) 水文地质条件 本工程 地下水为 第四系孔 隙潜水类型 与 闪长岩风 化裂 隙水类型 ，二者水力联系较强。静止水位埋深 3 5 0 m 3 7 7 m 。 地下水位南高北低， 有自南向北迳流趋势。 地下水主 要由大气降水与地下渗流补给。 ( 3 )周边环境情况 工程周围除北部以及西部外， 其它地段均有建筑物。其 中，东侧北部 1 幢 1 7层的高层建筑地下车库的外边线距本 工程基坑边线的距离为 1 5 2 3 m ，该工程基础埋深 6 4 O m ： 【 作者简介】 于学刚( 1 9 7 4 - ) ， 男， 大专， 工程师， 项 目 经理。联 系 地址： 山东青岛市汇泉路 1 7 号东海国际大厦2 5 F ( 2 6 6 0 7 1 ) 。 【 收稿日期】 2 0 1 1 - 0 8 2 0 降排水平面布置 降排水平面布置详见图 1 。 图 1 平面布置 3 _ 2 支护方案 本工程根据场地周围条件和建筑物结构的要求 ， 为保证 基坑开挖及建筑物地下结构施工期间的安全， 基坑边坡拟采 用土钉墙及复合土钉墙支护体系。 3 2 1 边坡 支护 ( 1 ) 侧壁采用放坡系数 1 ： 0 3 。 第 9期 于学刚、 李法国、 于晓亮 ： 地下水丰富地质条件下的深基坑支护及降排水技术 9 2 0 1 1 ( 2 )喷射混凝土 喷射混凝土厚度为 8 0 m m ； 喷锚面层喷射混凝土强度等级为 C 2 0 ； 土钉墙面层钢筋网按 西6 5 m m 2 5 0 m m x 2 5 0 m m 布置 ： 钢筋网钢筋为 H P B 2 3 5 级。 3 2 2 土钉及锚杆 ( 1 )土钉拉杆钢筋为 H R B 3 3 5级。锚杆为 咖 1 8 6 0级； ( 2 )注浆采用 M 1 0 水泥浆 ， 水灰比为 O 4 5 ； ( 3 )土钉设计抗拉力： 长度 8 8 m的土钉为 9 5 k N ， 长度 5 8 m的土钉为 6 6 k N ； ( 4) 锚杆设计抗拉 力 ： i i 0 7 k N 。 3 2 3 排水 系统 本工程在边坡上按水平及纵向间距 3 O m ( 水平第一排 泄水孔从静止水位下 1 m开始设置 ) ，孔深 3 5 0 m m ，外露 1 0 0 m m， 插 西7 5 m m P V C管， 外包两层细眼滤网设置泄水孔。 3 2 4 支护剖 面 详情见图 2 。 土 屋 3 5 ( I 。 一耋 潢 土 aM- 舭 拈 性 土钉 长度为2 6 2 m 2 1剖 面图 2 2剖面 图 2 3剖 面图 2 4剖 面图 图 2 支护剖 面 3 3 锚杆打孔涌水 的应 急处理 因本工程场地狭小， 帷幕的位置离开挖边线较近， 所以 在锚杆施工时大多数锚杆要穿过止水帷幕， 容易造成帷幕外 地下水回流至基坑和锚杆无法固定、 注浆 ， 从而存在较大质 量、 安全隐患。针对此种情况， 现场采用在水流不大时， 先注 入 孔内一定量的速凝砂浆 ， 再植入锚杆 ， 然后分 3次注浆 ， 每 次间隔时间不超过 O 5 h ， 浆料内掺加速凝剂的施工方法。 如 果遇到水流较大的锚孔时要停止钻眼，先插入准备好的 西5 0 m m多孔疏水管 ( 多孔疏水管的多空端长度不超过 1 m) ， 并且缠绕纱布滤水， 同时在疏水管的周边注入速凝剂 浆料， 以达到隔水目的， 然后在此孔周边 6 O c m范围内增加 2根同样的锚杆进行补强。 4 地 下水降、 排水 处理 4 1 基坑 内降水作业 本工程采用大 口径管井和坑底集水坑相结合的降水方 式进行施工， 即沿基坑西北侧开挖线外 0 5 m 、 东南侧基坑底 边线外 1 - 2 m设置降水井 2 2眼， 井间距约 1 3 0 m ， 井深设计 为 1 3 5 O m； 中间设疏 干井 3眼 ， 井 间距约 l 4 6 m， 井深 设计 为 1 4 O m 。 降水井规格 ： 孔径 7 0 0 m m ， 井管 西5 0 0 m m ， 井管采用混 凝土无砂滤水管， 管壁外侧回填滤料。 4 2 地表水 回流 防治 基坑上 口周边砌筑止水台、 排水沟， 将地表水截止引导 至回灌井。管井周边基底设置纵 横向盲沟 ，盲 沟截 面 3 5 0 m m x 3 5 0 m m， 内填石子。各盲沟与基坑内部的疏干井和 基坑周边设置的集水坑连接， 设置水泵明排 ， 配合降水井和 疏 干井进行降水。 4 3 止水帷幕设置 因本 场 西北侧 紧 邻趵 突 泉 1 k m 、东 北 侧 紧邻 黑虎 泉 1 5 k m， 泉眼多、 地下水极为丰富。单纯采用降水形式将引起 地 质沉降等不 良影响 ， 所 以本工程在基坑 四周设置高压旋 喷 桩 止水帷幕。止 水帷幕桩 长 1 2 5 m ， 引导孔间距为 1 0 m ， 止 水帷幕顶标高为自然地坪 一 2 O m ， 下标高为 一 1 4 5 O m 。 4 4 止水帷幕外回灌措施 为确保周边建筑物的安全， 防止基坑降水所产生的地质 变化产生的危害，本工程在基坑止水帷幕外侧设置了 1 6眼 回灌井， 井深 8 O m ， 规格与降水井相同。进行降水的同时 ， 还应在降水集水管( 西1 5 0 m m) 上设置泄流口， 使泄流的水 回灌至回灌井内， 回灌流量应根据回灌井的水位调节 ， 以保 持回灌井内的水位与土石方开挖前未排水的水位基本一致 ， 并保证边坡土体内的含水率不发生变化 ， 保证边坡的稳定。 4 5 特殊情况 的应 急补充措 施 4 5 1 集水坑排 水 先在每个渗水的集水坑内在垫层标高以下的中间位置 设置 4 0 0 m m x 4 0 0 m mx 3 0 0 m m的降水 集水坑 ，坑 四周挖 i 0 0 m m1 0 0 m m的滤水层， 填充石子且预埋 4 0 m m的塑 料管( 塑料管端部外包钢丝网或密目网) 。 边坡及底板垫层下 应挖 1 条 6 0 m mx 6 O m m的引水沟， 集水坑内的塑料管通过 该沟引至基础底板外侧， 塑料管外伸长度为 1 m ， 然后采用 自吸式水泵抽水外排， 以达到降水的目的( 图 3 ) 。 墨1 o 0 ct 5 混凝土垫层 l铺塑料薄成2 屡 I犀1 ( )O 粒径 卜帅左右的石千 I天然地基 J。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。一 l l l 4 t Y ) 4 ( x ) 舢 塑抖管引至建筑物基础底板外 侧1 m。设 自暖式水泵外摊 图 3 基坑 引水