臨江復(fù)雜條件下深基坑止降水關(guān)鍵技術(shù)

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摘要：深基坑工程施工中，深基坑的止降水施工是改善工程施工條件，降低工程施工風(fēng)險的重要部分，具有不可取代的作用。本文結(jié)合臨江復(fù)雜條件下的深基坑工程施工實例，對臨江復(fù)雜條件下深基坑止降水關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了詳細(xì)的介紹，以望能為有關(guān)需要提供參考借鑒。

關(guān)鍵詞：復(fù)雜條件；深基坑；降水技術(shù)

隨著我國城市建設(shè)的不斷加快，深基坑工程施工越來越多，其施工技術(shù)也取得了巨大的進(jìn)步。而深基坑止降水施工是深基坑工程施工中的重要組成部分，關(guān)系到工程施工的環(huán)境條件及工程施工的安全。因此，研究臨江復(fù)雜條件下的深基坑止降水技術(shù)，采取措施有效地改善工程的施工條件，保證深基坑工程安全具有十分重要的工程意義和社會價值。基于此，筆者進(jìn)行了相關(guān)介紹。

1 工程概況

1.1項目基坑工程概況

A基坑工程周邊條件復(fù)雜，三邊為市政道路，基坑南側(cè)為規(guī)劃中的地鐵線路。基坑開挖面積8714m2，基坑周長約423.70m，基坑普遍挖深21.60m，塔樓局部挖深28.10m。基坑總體支護(hù)方式為落底式超深地下連續(xù)墻（三墻合一）結(jié)合坑內(nèi)豎向4道混凝土支撐。基坑降水采用“周邊嵌巖落底地下連續(xù)墻隔水+坑內(nèi)深井降水與坑外備用中深井降水”相結(jié)合的地下水處理措施。基坑內(nèi)共設(shè)置27口深井降水井，井深38m，基坑外設(shè)置13口觀測井，基坑降水井平面布設(shè)如圖1所示。

圖1 A基坑降水井平面布設(shè)

1.2 項目基坑工程概況

B基坑工程四周為市政道路，并且東側(cè)和北側(cè)為市內(nèi)湖泊，同時基坑北側(cè)緊鄰一超高辦公樓，基坑周邊環(huán)境非常復(fù)雜。基坑垂直開挖面積約7590m2東西長約128m，南北寬約68m周長約367m。基坑普遍挖深21m，局部坑中坑挖深23m。本基坑支護(hù)體系采用“三墻合一”地下連續(xù)墻作為圍護(hù)體，地下連續(xù)墻既是主體結(jié)構(gòu)的一部分，又作為支擋結(jié)構(gòu)，同時還作為基坑止水帷幕；采用3層臨時鋼筋混凝土支撐作為水平支撐結(jié)構(gòu)，采用臨時型鋼格構(gòu)柱及立柱樁支承鋼筋混凝土支撐。基坑止降水采用“降隔結(jié)合”方式進(jìn)行地下承壓水處理設(shè)計，以確保基坑開挖和地下室施工的順利進(jìn)行，防止由于坑壁流水（砂）、坑底突涌等地下水水患而造成的周邊地面和建（構(gòu)）筑物的變形過大，繼而引起城市次生地質(zhì)害。基坑內(nèi)設(shè)置27口降水井、3口備用井同時兼觀測井，基坑外設(shè)置8口承壓水觀測井（圖2）。

圖2 B基坑降水井平面布設(shè)

1.3 場地工程地質(zhì)條件概述

2個基坑同屬臨江地區(qū)，地層為典型的二元地質(zhì)結(jié)構(gòu)，均為第四系全新統(tǒng)沖積成因的一般黏性土和砂土、卵石層。場地地下水類型可分為上下2層：上層為賦存于雜填土層和粉土層中的上層滯水，穩(wěn)定水位埋深0.50～3.50m，下層水為賦存于下部粉細(xì)砂至卵石層中的承壓水。上下層地下水因黏性土隔離而無水力聯(lián)系。依據(jù)抽水試驗結(jié)果，2個工程場地內(nèi)孔隙承壓水埋深在5.50m左右。抽水試驗測得2個工程場地內(nèi)承壓含水層的滲透系數(shù)為13.20m/d和16.00m/d，影響半徑為201.76m和251.90m。

2 基坑工程對比分析

1）2個基坑開挖深度、開挖面積、基坑平面形式、基坑豎向支護(hù)體系和內(nèi)支撐布設(shè)形式都基本相似，開挖面積都在8000m2左右，基坑都為長方形，基坑都采用嵌巖地下連續(xù)墻作為豎向支護(hù)，內(nèi)支撐都采用對頂撐結(jié)合角撐、邊桁架的布設(shè)形式；

2）基坑所處地質(zhì)環(huán)境相似，都處于臨江、臨湖的地質(zhì)條件，所處地層都屬于二元地層結(jié)構(gòu)，地下水分為3層：上層填土和黏性土中潛水含水層，表現(xiàn)為極弱的透水性，相當(dāng)于隔水層。中間過渡相弱透水性承壓水，承壓水賦存于該層中，相對于下伏砂層，巖性為粉質(zhì)黏土與粉土、粉砂互層。下層砂性土承壓含水，強孔隙承壓水賦存其中，該層的上部為粉砂與細(xì)砂，中底部為粗砂、卵礫石層，總體而言，該層以粉砂、粉細(xì)砂和細(xì)砂為主，其中粉砂的滲透系數(shù)為7～12m/d，細(xì)砂的滲透系數(shù)為12～30m/d，中底部粗砂、卵礫石層的滲透系數(shù)則更高；

3）基坑止降水采用“降隔結(jié)合”方式進(jìn)行地下水處理設(shè)計：基坑止降水設(shè)計都采用嵌巖地下連續(xù)墻結(jié)合三軸攪拌樁的止水帷幕形式，在地下連續(xù)墻存在施工滲漏點時，三軸攪拌樁可以起輔助止水作用；基坑內(nèi)外同時設(shè)置降水井，坑外降水井主要起備用井作用。

3臨江基坑降隔結(jié)合的降水設(shè)計研究

基坑采用落底式止水帷幕時，原則上不需要設(shè)置大量的坑內(nèi)外降水井，只需要基坑內(nèi)部設(shè)置少量疏干井，降低基坑內(nèi)的地下水和從基坑底部強風(fēng)化層滲透進(jìn)入的少量地下水；但地下連續(xù)墻屬于地下隱蔽工程，在基坑施工過程中，可能存在施工薄弱滲漏點，地下連續(xù)墻各槽段連接之間也可能存在地下水的滲人通道，同時嵌人深度等的不確定性都將導(dǎo)致止水帷幕不能完全形成豎向和坑底截水。所以基坑降水井設(shè)計時，主要為布設(shè)備用井形式，防止因地下連續(xù)墻施工問題和強風(fēng)化巖面起伏較大引起的地下水滲漏及基巖裂隙滲水。

在進(jìn)行基坑降水井布設(shè)時，主要采用深井減壓井，降低基坑內(nèi)地下水水位。基坑內(nèi)外降水井布設(shè)數(shù)量和位置按敞開式基坑布設(shè)，計算時不考慮基坑的止水帷幕深度，只考慮基坑周邊環(huán)境的地下水邊界條件和地層的水文地質(zhì)條件，如滲透系數(shù)和影響半徑等。在按敞開式基坑布設(shè)出降水井?dāng)?shù)量和降水井位置后，采用經(jīng)驗折減系數(shù)折減，一般取折減系數(shù)為0.50；即在敞開式基坑降水井布設(shè)的基礎(chǔ)上，坑內(nèi)外折減一半降水井，但坑外折減數(shù)量較基坑內(nèi)部大，降水井布設(shè)主要考慮基坑內(nèi)部。基坑外降水井作備用井和觀測井用，在基坑內(nèi)部降水井全開情況下仍不能滿足土方開挖施工要求時才允許開啟坑外降水井，因在臨江、臨湖地區(qū)，在基坑外大量抽取地下水將對周邊環(huán)境產(chǎn)生較大影響，造成大面積地面沉降和差異沉降。

4 基坑止降水效果研究

為研究在臨江水文地下條件下，嵌巖落底式地下連續(xù)墻止水帷幕止水效果，對基坑開挖降水過程的坑內(nèi)外水位進(jìn)行了持續(xù)的監(jiān)測。基坑內(nèi)外水位變化如圖3～圖6所示。

圖3 A基坑內(nèi)降水井水位變化曲線

圖4 A基坑外降水井水位變化曲線