大口徑基坑降水施工技術(shù)

大口徑基坑降水施工技術(shù)

北京視聽(tīng)中心的相對(duì)高度為-24.900m（相當(dāng)于絕對(duì)高度為12.600m），包括來(lái)自上層停滯、潛水和壓力水的三層地下水?；咏邓饕沤档牡叵滤疄榕_(tái)地潛水（上層滯水），層間潛水和第1層承壓水。采用管井井點(diǎn)抽水為主、局部滲井井點(diǎn)為輔抽滲結(jié)合、配合區(qū)域明排水的方法。基坑外側(cè)采用覫600mm大口徑管井井點(diǎn)圍降法，用管井降水井的深度控制降水范圍達(dá)到基坑降水目的，用管井降水井的密度阻止地下水流入基坑，共布置坑外降水井86口；基坑中間布置坑內(nèi)疏干井約10口；基坑內(nèi)臺(tái)倉(cāng)部位加深坑抽滲減壓井14口，有效地解決了降水問(wèn)題。地層及降水井構(gòu)造圖如圖1所示。1降水井施工難點(diǎn)(1）本工程坑底設(shè)計(jì)標(biāo)高為-15.900～-24.900m，三層地下水均對(duì)基坑開(kāi)挖有影響，因此須降三層地下水，其中第(3)層卵石層中的潛水須全部排除。同時(shí)由于降水井的降水漏斗現(xiàn)象，使(3)與(4)土層交界處形成一個(gè)降水盲區(qū)，部分層間殘留水排不凈。(2）本工程所在地原為工廠舊址，地下基礎(chǔ)混凝土及其他障礙物多，且深度在0～4.0m以內(nèi)，給降水井的成孔帶來(lái)很大難度。(3）本工程基坑深14.70～23.70m，井深30.00m，超過(guò)了一般6～10t單級(jí)潛水泵的額定揚(yáng)程，需配備噸位大、揚(yáng)程高的潛水泵。(4）中間加深坑坑底相對(duì)標(biāo)高為-24.900m（相當(dāng)于絕對(duì)標(biāo)高12.600m），經(jīng)基底穩(wěn)定驗(yàn)算，該加深坑基底處于不安全狀態(tài)，故須降承壓水，但過(guò)量抽吸承壓水會(huì)造成資源浪費(fèi)。(5）基礎(chǔ)樁樁長(zhǎng)9～26m，均穿透承壓水，為便于基礎(chǔ)樁施工，必須抽吸承壓水，降低承壓水水頭。2無(wú)砂混凝土管鋼管井施工(1）降水井排水后，水位應(yīng)低于槽底，層間潛水全部疏干，可保證基坑內(nèi)的干槽作業(yè)，為土方工程及基礎(chǔ)樁的順利施工創(chuàng)造快捷和良好的前提條件。(2）安裝鋼筋過(guò)濾器的無(wú)砂混凝土管降水井400～600t/d，橋式濾管鋼管井700～900t/d。(3）確定降水井的布置數(shù)量：不單純以涌（出）水量計(jì)算，考慮疏干潛水減少變層處殘余水，還采取了縮小井距的措施。3物流方案3.1潛水和承壓水滲透系數(shù)k的含量及地下水滲透系數(shù)k的含量k本工程降水設(shè)計(jì)依據(jù)附近類似工程的降水計(jì)算方法、經(jīng)驗(yàn)、成果及有關(guān)參數(shù)（潛水和承壓水的滲透系數(shù)k、單井出水量及層間潛水自滲量等），這些方法、成果和參數(shù)經(jīng)過(guò)降水成功實(shí)踐檢驗(yàn)，較為切合實(shí)際。3.2基坑涌水量預(yù)測(cè)(1）根據(jù)設(shè)計(jì)參數(shù)、計(jì)算參數(shù)按有關(guān)公式計(jì)算，本工程基坑最大總涌水量約21722m3/d，隨著群井抽水，降深的減小和水位的穩(wěn)定，特別是層間潛水疏干后，基坑總涌水量將逐步減少1/3至2/3，預(yù)計(jì)維持涌水量約6000m3/d（不含加深坑開(kāi)挖時(shí)的抽水量）。(2）單井出水量：安裝鋼筋過(guò)濾器的無(wú)砂混凝土管降水井400～600t/d，橋式濾管鋼管井700～900t/d。4降水井的配置4.1原井壓水構(gòu)成井孔布置在基坑四周，距基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)1.0～1.50m，主要抽吸潛水和承壓水降低承壓水頭，利用潛水和承壓水的水頭差使?jié)撍詽B至承壓水，其構(gòu)造為井孔直徑600mm，井管直徑300mm（內(nèi)徑），采用無(wú)砂混凝土濾管，標(biāo)高21.000m以下安裝長(zhǎng)1.50m的鋼筋過(guò)濾器，井管與井孔之間填2～4mm濾料。根據(jù)降水設(shè)計(jì)，坑外降水井由地面開(kāi)始打井，井深31.0m，井距8.0m，共布置坑外降水井86口。4.2井孔與井管濾料由于基坑開(kāi)挖范圍較大，為加速潛水的疏干，可在基坑內(nèi)布置降水井，井孔直徑600mm，井管為覫325mm鋼管和橋式濾管，井孔與井管間填2～4mm濾料。坑內(nèi)疏干井由-14.700m開(kāi)始打井，井深10.0m，井距20.0m，共布置坑內(nèi)疏干井10口。4.3坑內(nèi)疏干井底封井布置在27m×30m加深坑四周，井孔直徑600mm，井管為覫325鋼管和橋式濾管，井孔與井管間填2～4mm濾料?？觾?nèi)疏干井要隨挖土深度逐節(jié)截井至坑底標(biāo)高1.000m。加深坑減壓井由基礎(chǔ)樁孔口標(biāo)高開(kāi)始打井（先打樁后打井），井底標(biāo)高6.5m，井距10.0m，共布置加深坑減壓井約12口，通過(guò)控制置泵標(biāo)高抽滲結(jié)合進(jìn)行承壓水水位的控制。4.4設(shè)置水泵吊和使管連接坑外降水井內(nèi)安裝揚(yáng)程大于30m、出水量10～15t/h的潛水電泵，水泵用鋼絲繩吊在井內(nèi)并用膠管或塑料管與地面排水管連接。加深坑減壓井安裝揚(yáng)程大于30m、出水量30t/h潛水電泵；基坑南側(cè)布置1口二次提水井，采用串聯(lián)抽水，內(nèi)置80t/h潛水電泵。4.5水位觀測(cè)孔基坑四周布置12個(gè)水位觀測(cè)孔，其中8個(gè)井深為3m，觀測(cè)潛水位，4個(gè)井深30m，用于觀測(cè)承壓水位。4.6殘余水和上排水由于礫（卵）石(3)層與粉質(zhì)粘土層(4)（不透水層）之間存在難以完全排凈的殘余水和部分上層滯水，在基坑四周肥槽內(nèi)設(shè)置截面500mm×500mm排水溝，每隔50m設(shè)覫500mm深1m的集水井，井內(nèi)安裝潛水電泵將水抽至地面排水管。明排水溝將水截在坑外，做到坑內(nèi)無(wú)水，保證基礎(chǔ)施工的干場(chǎng)作業(yè)。5基坑降水與降水監(jiān)測(cè)(1）本工程±0.000以下為鋼筋混凝土及勁性混凝土結(jié)構(gòu)，±0.000以上結(jié)構(gòu)主體為超高層鋼結(jié)構(gòu)，考慮到建筑物沉降的影響，要求基坑降水持續(xù)到主體結(jié)構(gòu)封頂、地下室后澆帶澆筑完成后，方可停止。(2）基坑降水階段，為有效地控制建筑物沉降，要求定期對(duì)主體結(jié)構(gòu)的沉降進(jìn)行監(jiān)測(cè)。(3）基坑回填土完成后，可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況及水位觀測(cè)記錄，逐步減少降水井的數(shù)量；亦可控制水泵的抽水持續(xù)時(shí)間，變持續(xù)抽水為斷續(xù)抽水。6基站降水對(duì)環(huán)境的影響6.1引起周圍建筑物沉降第一層為上層滯水，補(bǔ)給源主要為大氣降水及管道漏水，受季節(jié)性影響其水位、水量變化很大，由于埋深淺并經(jīng)長(zhǎng)年水位變化，周圍建筑物已基本完成固結(jié)沉降，因此不會(huì)再引起周圍建筑物較大沉降。第二層為層間潛水，存在于地面下10m以下的細(xì)中砂和礫（卵）石(3)層內(nèi)，該層土的壓縮模量較大，且被滲透系數(shù)很小或不透水的粘性土層分隔，各自形成封閉狀態(tài)，經(jīng)計(jì)算以上兩層土累計(jì)沉降量為3.9mm。第三層承壓水（第1層），本層水遠(yuǎn)離地面，本次降水只降水頭，對(duì)卵石(5)層的水降深很小，不會(huì)對(duì)周圍環(huán)境產(chǎn)生影響。綜上所述，本工程基坑降水對(duì)周圍環(huán)境影響不會(huì)超過(guò)規(guī)范規(guī)定的范圍，因此可不采取隔水帷幕等措施，以降低造價(jià)，縮短工期。6.2管井控制要點(diǎn)(1）保證降水井質(zhì)量，井管接頭要連接牢靠；無(wú)砂混凝土井管接縫纏塑料布，鋼筋過(guò)濾器要符合設(shè)計(jì)要求，外纏60目尼龍網(wǎng)；濾網(wǎng)、濾料應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求，使管井抽水含砂量控制在1/100000。(2）分期分批降水，即邊打井、邊洗井、邊抽水，以使水位緩緩平穩(wěn)下降。(3）保持連續(xù)抽水，防止水位忽起忽落，以避免產(chǎn)生固結(jié)沉降。(4）在現(xiàn)場(chǎng)周邊及主要建筑物設(shè)置沉降觀測(cè)點(diǎn)和水位觀測(cè)孔，定期進(jìn)行沉降水位觀測(cè)，發(fā)現(xiàn)異常立即采取措施處理。7節(jié)約造價(jià)的量(1）與單純的管井降水相比，上述作法井深減短約5m，井距增大，節(jié)約造價(jià)約73.5萬(wàn)元。(2）基坑中間臺(tái)倉(cāng)較深，需降低承壓水，選用鋼管減壓井，采用抽滲結(jié)合的方法，對(duì)承壓水的水頭壓力進(jìn)行減壓，保證了底板施工的安全，比大量抽降承壓水及回灌法施工降低造價(jià)約30萬(wàn)元。8樁頂降水施工(1）本工程采用管井井點(diǎn)圍幕法降水，周邊降水井有效地阻止了地下水流入基坑。由于設(shè)計(jì)坑底為不透水的粘性土，基坑中間不會(huì)有水涌出，坑中間的殘余水多隨機(jī)械挖土被挖走，邊側(cè)配合明溝排水，做到了基坑內(nèi)基本無(wú)水，實(shí)現(xiàn)了降水的目的和要求。(2）本工程利用地層構(gòu)造，臺(tái)倉(cāng)（最深處）部位抽滲結(jié)合，以降低承壓水頭，可使基坑涌水量