梁紀(jì)彬
【摘 要】根據(jù)地質(zhì)條件,本文研究了深基坑輕型井點(diǎn)分級(jí)降水、結(jié)合深水井排水方案。
【關(guān)鍵詞】深井井點(diǎn)降水;輕型井點(diǎn)降水;支護(hù)
1 地質(zhì)情況
在勘探揭露深度范圍內(nèi)有地下水分布,冬季水位埋深-2.8m,雨季地下水位還將抬高。含水層為粉土及粉細(xì)砂和中砂,透水性較強(qiáng),富水性較弱。地下水水質(zhì)類型為HCO3'-MgHCO3'-Mg-(K+Na)-Ca型水,對(duì)砼和砼中的鋼筋無腐蝕性,對(duì)鋼結(jié)構(gòu)有弱腐蝕性。
場(chǎng)區(qū)地下水類型為孔隙潛水層滯水,主要含水層為素填土層、粉質(zhì)黏土層和粉質(zhì)黏土層。
2 降水方案選擇
深井井點(diǎn)降水是在深基坑的周圍埋置深于基底的井管,使地下水通過設(shè)置在井管內(nèi)的潛水泵將地下水抽出,使地下水位低于坑底。本井點(diǎn)具有排水量大,降水深(>18m),不受吸程限制,滲水面積大,排水效果好;井距大,對(duì)土層的干擾??;可用于各種情況,不受土層限制;成孔(打井)用人工或機(jī)械均可,較易于解決;井點(diǎn)制作、降水設(shè)備及操作工藝、維護(hù)均較簡(jiǎn)單,施工速度快;如水管采用鋼管、塑料管,可以整根拔出重復(fù)使用;單位降水費(fèi)用較輕型井點(diǎn)低(80~120元/m)等優(yōu)點(diǎn);但一次性投資大,成孔質(zhì)量要求嚴(yán)格。
輕型井點(diǎn)系在基坑外圍埋設(shè)井點(diǎn)管深入含水層內(nèi),井點(diǎn)管的上端通過連接彎管與集水總管連接,集水總管再與真空泵和離心水泵相連,啟動(dòng)抽水設(shè)備,地下水便在真空泵吸力的作用下,經(jīng)濾水管進(jìn)入井點(diǎn)管和集水總管,排出空氣后,由離心水泵的排水管排出,使地下水位降低到基坑底以下,使基坑保持干燥狀態(tài),可以改善工作條件,防止流砂發(fā)生,邊坡系數(shù)可增大,從而減少了土方開挖量。本法具有機(jī)具設(shè)備簡(jiǎn)單,使用靈活,裝拆方便,降水效果好??商岣哌吰碌姆€(wěn)定,防止流砂現(xiàn)象的發(fā)生,降水費(fèi)用較低等優(yōu)點(diǎn)。
因擬建工程周圍無大型建筑物,場(chǎng)地開闊,能夠滿足放坡開挖條件,同時(shí)此基槽施工時(shí)定在3、4、5、6月份(雨季為6、7、8月份),6月份施工故考慮采用大放坡,坡度系數(shù)按1:1,根據(jù)該地段的施工經(jīng)驗(yàn)首先在基槽外圍先設(shè)25口管井井點(diǎn)法降水,井深22m,直徑500mm,內(nèi)置管徑80的潛水泵。后采用二級(jí)輕型井點(diǎn)降水,一級(jí)輕型井點(diǎn)布置在基坑外測(cè)約8.5m處,采用?準(zhǔn)50鋼管作為濾管,管長(zhǎng)5m,濾管間距1.5m,待水位降至-6m以下時(shí),開挖第一層基槽土方,然后布置二級(jí)井點(diǎn),間距1.5m,待水位降至基槽底以下時(shí),開始開挖第二層基槽土方。并在四面槽邊1.5m處采用M5水泥砂漿砌0.3m高,0.24厚擋水墻,防止其他水源(如雨水)進(jìn)入基槽。
管道安裝應(yīng)先沿井點(diǎn)管線外側(cè),鋪設(shè)集水總管,并用膠墊螺栓連接水箱水泵,各井點(diǎn)管用塑料透明管或膠皮管與總管連接好,再用10#鐵絲綁好,防止管路不嚴(yán)漏氣而降低整個(gè)管路的真空度。
3 流沙層深基坑降水量計(jì)算
(1)降水影響半徑:R=1.95S■
式中:R—降水影響半徑;
S——水位降低值10m;
K——土壤的滲透系數(shù),1.5m/d;
H——含水層厚度,11m(粉土底標(biāo)高為-14.1m,地下水位取3m)
經(jīng)計(jì)算R=79.17m
(2)基坑等效半徑:Υ0=0.29(a+b)
式中:a——基坑長(zhǎng)度140m;
b——基坑寬度45m。
經(jīng)計(jì)算Υ0=53.65m
(3)基坑涌水量計(jì)算:根據(jù)水井理論,采用均質(zhì)潛水非完整井涌水量計(jì)算公式:
Q=1.366×(2H-S)S/〔Lg(1+R/r0)〕
式中:Q——基坑日涌水量;
K—土壤滲透系數(shù)取1.5m/d;
H—潛水含水層厚度,根據(jù)地質(zhì)勘探報(bào)告取11m;
S—基坑水位降深值10m;
R—降水影響半徑,計(jì)算值為79.14m;
r0—基坑等效半徑,計(jì)算值為53.65。
經(jīng)計(jì)算,Q=630.5m3/d
每根井管最大進(jìn)水量4.7m3/d,根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況和類似基坑施工經(jīng)驗(yàn),布置井點(diǎn)一級(jí)井點(diǎn)井距1.5m,周長(zhǎng)約270m,井點(diǎn)數(shù)為180根;二級(jí)井點(diǎn)井距1.5m,周長(zhǎng)約210m,井點(diǎn)數(shù)為140根;井點(diǎn)總數(shù)320根。
4 流沙層深基坑的支護(hù)方案
按照支護(hù)結(jié)構(gòu)安全可靠、施工工期短、造價(jià)低,經(jīng)濟(jì)合理、有利于土方工程開挖,土方施工工期短的原則設(shè)計(jì)本支護(hù)方案。
本基坑開挖深度最深處9.92m,屬較復(fù)雜基坑工程。目前常用的支護(hù)型式有土釘墻、樁錨結(jié)構(gòu)及土釘墻與樁錨結(jié)構(gòu)聯(lián)合支護(hù),其中支護(hù)造價(jià)最低的支護(hù)型式土釘墻或設(shè)置加強(qiáng)措施的復(fù)合型土釘墻,其次是土釘墻與樁錨結(jié)構(gòu)聯(lián)合支護(hù),樁錨結(jié)構(gòu)相對(duì)造價(jià)最高。但是,支護(hù)方案的選擇除了保證經(jīng)濟(jì)外,還必須考慮其與實(shí)際工程的實(shí)用性。根據(jù)本場(chǎng)地的工程地質(zhì)條件、基坑開挖深度及周邊情況,結(jié)合以往類似工程施工的成功經(jīng)驗(yàn),本基坑根據(jù)放坡不同,采用復(fù)合土釘墻支護(hù)方案。
基坑西側(cè)開挖深度9.92m,采用1:0.4放坡,為A類基坑支護(hù),實(shí)施支護(hù)到頂方案。
面層施工參數(shù):土釘支護(hù)的面層作用主要是限制土釘之間土體的變形,將土體側(cè)向壓力有效地傳遞給土釘,并調(diào)整相鄰?fù)玲數(shù)氖芰顟B(tài)。根據(jù)全長(zhǎng)注漿土釘?shù)氖芰Ψ治黾肮こ虜?shù)據(jù)測(cè)試,土釘端部和面層受力較小,面層厚度不必太厚。面層網(wǎng)筋采用?準(zhǔn)6.5鋼筋編網(wǎng),雙向間距300×300mm,噴射砼厚度為80mm強(qiáng)度C20,土釘采用?準(zhǔn)20鋼筋,并與加強(qiáng)橫向梁鋼筋與土釘端部相焊接,土釘長(zhǎng)度9m至13m之間。
坡頂噴射1.0m反坡,網(wǎng)筋間距為400×400mm,綁扎第一層面層網(wǎng)筋預(yù)留反坡網(wǎng)筋長(zhǎng)度,待第一層護(hù)坡坡面施工完成后,開始反坡施工。
坡頂設(shè)置地錨加固,與第一層橫壓筋相連接。在有水層面設(shè)置排水管以排出坡體內(nèi)水,以保證坡體穩(wěn)定性。
基坑南側(cè)、北側(cè)開挖深度9.92m,采用三級(jí)放坡加二緩步臺(tái)。為B類基坑支護(hù),上部支護(hù)到-4.5m,采用1:1放坡,下部采用土釘支護(hù),設(shè)三排土釘,主筋為?準(zhǔn)20長(zhǎng)度6~12m,上部-4.5m以上不做支護(hù),降低造價(jià),采用防水布覆蓋防止明水滲透影響邊坡穩(wěn)定。
面層施工參數(shù):土釘支護(hù)的面層作用主要是限制土釘之間土體的變形,將土體側(cè)向壓力有效地傳遞給土釘,并調(diào)整相鄰?fù)玲數(shù)氖芰顟B(tài)。根據(jù)全長(zhǎng)注漿土釘?shù)氖芰Ψ治黾肮こ虜?shù)據(jù)測(cè)試,土釘端部和面層受力較小,面層厚度不必太厚。面層網(wǎng)筋采用?準(zhǔn)6.5鋼筋編網(wǎng),雙向間距300×300mm,噴射砼厚度為80mm,強(qiáng)度C20,每層土釘采用?準(zhǔn)20鋼筋做加強(qiáng)筋與土釘端部相焊接。
東側(cè)土方開挖采用1:3放坡,大放坡開挖能滿足要求,不做防護(hù)處理。
5 方案結(jié)論
通過對(duì)深基坑降水方案的選擇及支護(hù)方式的確定,有效縮短工期,解決降水的難題,改善了工作條件,防止了流砂發(fā)生,減少了土方開挖量,降低了降水費(fèi)用。
【參考文獻(xiàn)】
[1]安康.深井井點(diǎn)在深基坑降水的應(yīng)用[J].科技信息,2009(03).
[責(zé)任編輯:曹明明]