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井點(diǎn)降水在基坑開挖中的應(yīng)用

時(shí)間日期：2002-7-3 已被閱讀次：[7914]

佛山市市政建設(shè)工程總公司　植啟明　羅兆江

　　佛山地區(qū)地下水位較高，在深基坑開挖施工中常遇到地下水涌水或較嚴(yán)重流砂的障礙，即使打板樁、筑圍堰、使用大量水泵的明排方法，也不能阻止流砂的涌進(jìn)，不但坑底不能挖深，且由于板樁外圍的泥土被掏空，影響鄰近建筑物的安全，這種情況，可用人工降低地下水位解決。下面以佛山糞便處理廠調(diào)節(jié)池工程為例介紹井點(diǎn)降水在深基坑開挖中的應(yīng)用。

　　一、工程概況

　　佛山市糞便處理廠位于市鎮(zhèn)安凈水廠東面，占地為186×135平方米的方形區(qū)域。本建設(shè)項(xiàng)目由主廠房、5000噸生化調(diào)節(jié)池、加壓泵房等處理設(shè)施及辦公室、車房、門衛(wèi)、值班室、廠區(qū)道路、排水組成，土建工程總造價(jià)11008050元。本工程5000噸生化調(diào)節(jié)池為41．35×36．6×4．05米地下鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，基礎(chǔ)為φ400PHC預(yù)制管樁，池底標(biāo)高為一4．25米，整個(gè)池體埋入地下，挖運(yùn)土方量超過1萬立方米，施工時(shí)必需進(jìn)行大面積深基坑開挖是該工程的重點(diǎn)和難點(diǎn)。

　　二、工程地質(zhì)概況

　　根據(jù)工程地質(zhì)資料，工程場(chǎng)地頂部為人工搬運(yùn)之素填土，大部分為沖積形成的粉細(xì)砂及淤泥質(zhì)粘土組成，地質(zhì)勘探時(shí)在場(chǎng)地鉆孔五個(gè)，并進(jìn)行抽水試驗(yàn)，抽水時(shí)延續(xù)68小時(shí)，其中穩(wěn)定時(shí)間55小時(shí)40分鐘，測(cè)得含水層厚度12米，屬富水性中等的含水層，滲透系數(shù)K=0．75m／d，屬弱透水層，抽水時(shí)孔內(nèi)水降深達(dá)6—7米，影響半徑30—40米，場(chǎng)地內(nèi)地形平坦，相對(duì)高差1.0米左右。地下水位總的來看，西部埋藏比東部略淺，說明地下水由西部往東部運(yùn)動(dòng)，由于高差小，水力坡度緩，地下水流動(dòng)緩慢。地下水主要靠大氣降水補(bǔ)給，地下水一般處于地面下0.4—1.40米。

　　三、施工方案選擇

　　對(duì)本工程5000噸生化調(diào)節(jié)池的施工方案研究時(shí)，就如何降低地下水位滿足土方作業(yè)要求曾考慮過如下三種方案。

　　1、采用基坑內(nèi)明溝排水施工。該方法簡(jiǎn)單易實(shí)施。但由于該處地下水位較高，地下水豐富，基坑開挖較深時(shí)必須分級(jí)進(jìn)行階梯式開挖，施工操作面較大，大大增加了挖運(yùn)土方量，且開挖較深容易遇到流砂等現(xiàn)象，采用此方法不可行。

　　2、采用地下連續(xù)墻。本方案能滿足基坑開挖的需要，但施工工期較長(zhǎng)，且工程造價(jià)較高，經(jīng)濟(jì)上不合算。

　　3、采用管井井點(diǎn)降水。由工程地質(zhì)資料來看，地下水位處于自然地面下0.4－1.40米。場(chǎng)地土層主要由第四系沖積形成的粉、細(xì)砂組成，滲透系數(shù)K=0.75m/d。抽水時(shí)降深達(dá)6－7米，整個(gè)調(diào)節(jié)池工程處在地面下－4.25米以上的特點(diǎn)。經(jīng)分析研究認(rèn)為，雖然地層的滲透系數(shù)較小，地下水流動(dòng)緩慢，采用管井井點(diǎn)降水時(shí)不能立即將基坑范圍內(nèi)的地下水降至要求，但經(jīng)過一段時(shí)間的不間斷抽水后，應(yīng)能夠?qū)?chǎng)地內(nèi)的地下水降至基坑底0.5米以下，且采用管井井點(diǎn)降水經(jīng)濟(jì)上較適宜，最后采用本方案。

　　調(diào)節(jié)池降水計(jì)算：

　　調(diào)節(jié)池降水管井布置見下圖，根據(jù)地質(zhì)資料含水層厚度H=12米，滲透系數(shù)K=0.75m/d，取抽水影響半徑R為30－40米，這里取R=35米，基坑底降水深S=6.35米，井內(nèi)降水深S=29.7/15＋6.35=8.3米，濾管長(zhǎng)度L=2米，管井總長(zhǎng)L=8.3＋2＋0.4=10.7米，管井直徑取d=0.4米。場(chǎng)地長(zhǎng)a=41.35＋9×2=59.35米，b=36.6＋9×2=54.6米，F(xiàn)=a×b=3240.5米

　　基坑假想半徑X0：
　　X0=　　　=32米

　　總涌水量Q：
　　Q=1.366K(2H－S)·S/(lgR－lgX0)=1.366×0.75(2×12－6.35)×6.35/(lg35－lg32)=2950.4m3/d
　　單根井最大的出水量q：
　　q=65πdl3　 =65×3.14×0.4×2× =148.3m3/d
　　需要井?dāng)?shù)n
　　n=1.1×　 =1.1×　　　=21.9，取n=22根

　　四、施工情況

　　用XY－Ⅱ鉆機(jī)在調(diào)節(jié)池四周布置22口管井，管井直徑400毫米，下入直徑300毫米的鋼筋焊接骨架管籠，管籠外包孔眼為1－2毫米的濾網(wǎng)，每個(gè)井有效深度不小于11米，管籠與土壁間用碎石填充作過濾層，并在管井四周設(shè)置一條排水溝，把抽取的地下水排至施工場(chǎng)地以外的河涌。選用佛山水泵廠生產(chǎn)的1.5TC－24自吸泵，出水量12.5立方米/小時(shí)，連續(xù)晝夜不間斷抽水，降水到設(shè)計(jì)深度后開挖基坑，在開挖過程中沒有發(fā)現(xiàn)基坑壁滲水現(xiàn)象，為防止雨天基坑受雨水的浸泡，在基坑底設(shè)一條排水溝，并準(zhǔn)備大量的抽水泵，以將基坑底積水排除，并配備一臺(tái)柴油發(fā)電機(jī)，以防止停電意外，造成地下水位升高，對(duì)池體的施工造成破壞。開挖至基坑底后，打入一條直經(jīng)D=10厘米、長(zhǎng)2米的滲水管，以便觀測(cè)基坑底水位的變化。

　　五、效果評(píng)價(jià)

　　由于有效地降低了地下水位，在開挖基坑過程中，沒有發(fā)生流沙、塌方及地下水涌水現(xiàn)象，順利開挖至基坑底設(shè)計(jì)標(biāo)高后，用履帶挖掘機(jī)碾實(shí)基坑底，確保地耐力不小于設(shè)計(jì)要求的83Kpa，為樁基和池體混凝土施工提供了良好的施工條件，實(shí)際使用效果良好。

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