盲溝排水系統在降低坡地地下室抗浮水位的應用研究

卯穎

摘要： 對于需要采取抗浮措施的地下室，抗浮水位的高低是技術難度、工期、成本等控制因素。本文以曲靖某坡地建設項目為例，探討了采用盲溝排水系統降低坡地地下室抗浮設防水位的技術可行性。研究結果表明：采用盲溝排水措施后，坡地地下室施工工期縮短，建設成本降低，經濟效益明顯，值得推廣應用。

Abstract： For anti-floating basement， the level of anti-floating water level is the control factor of technical difficulty， construction period and cost. Taking Qujing slope construction project as an example， this paper discusses the technical feasibility of using blind ditch drainage system to reduce the anti-floating waterproofing position in the basement of slope. The results show that： With blind ditch drainage measures， the construction period of basement in sloping field is shortened， the construction cost is reduced， and the economic benefits are obvious， so it is worth popularizing and applying.

關鍵詞： 坡地;地下室抗浮水位;盲溝排水;水位監測

Key words： slope;anti-floating water level in the basement;blind ditch drainage;water level monitoring

中圖分類號：TU92 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2018）07-0125-03

0 引言

近幾年，我國的建筑行業蓬勃發展，樓層越建越高，配套越來越完善，建筑體量越來越大，造成了大量的地下建筑出現，地下室體量和深度也越來越大，地下水對地下建筑物的影響顯得尤為突出。抗浮設計水位的合理確定直接關系到地下室的結構安全及使用功能、成本控制。

本文就如何有效利用坡地有利條件，采取可靠工程措施將坡地建筑地下室周邊地下水位控制在較低水平，達到取消或減少抗浮措施，降低地下室建造成本的目標及方法進行粗淺的闡述。

1 概述

1.1 項目概況

該項目位于曲靖市麒麟北路，西鄰50m城市主干道，南鄰42m城市干道，東臨25m城市次干道，北側有15m規劃支路，擬建總建筑面積約54萬m2，主要由22幢高層建筑群及配套用房組成，設有1～2層地下室，地下室占地面積約10萬m2，地下室層高為3.9m。塔樓基礎為旋挖樁和人工挖孔樁，無塔樓部分地下室采用天然地基就可以滿足承載力要求。

由于場地屬坡地，根據地下室周邊道路標高，地下室埋深變化較大，約3.0～11.0m。

擬建場地地處珠江水系南盤江流域，場地及周邊無地表水體，南盤江之流白石江位于場地南面約1.6km處，地表水主要通過地表徑流，向南排泄到白石江中。勘察時為旱季，勘察期間水位較深，測得的混合穩定水位一般埋深約為4.0～8.1m左右，絕對標高約在1877.79～1884.52m。場地地下水類型為潛水，局部分布上層滯水，主要為第四系松散堆積層中的孔隙水及下伏基巖中的裂隙水，主要賦存于黏性土、粉土及下伏基巖裂隙中，屬弱透水、弱含水層，水量較小，受大氣降水及周邊生產、生活用水補給，由于場地處于盆地邊緣地勢較高位置，地表水易于排泄。

1.2 地下室埋深及以下一定深度土層分布情況

①雜填土：雜色，以混凝土塊、磚塊、碎石、建筑垃圾、生活垃圾組成，成分雜亂，結構松散，均勻性差，孔隙大，高壓縮性，層厚一般約0.5～1.7m，擬建場地均有分布。

②1黏土：褐黃、褐黃夾灰、黃灰等色，稍濕，可塑狀態，局部為粉質黏土，偶夾腐物;高壓縮性，干強度及韌性中等，無搖振反應。標貫實測錘擊數為5～7擊，平均為5.9擊。層頂埋深為0.5～1.7m，厚約0.7～8.2m，場地普遍分布。

②黏土：褐黃、褐黃夾灰、黃灰等色，稍濕，硬塑狀態，偶夾腐物;中壓縮性，干強度及韌性中等，無搖振反應。標貫實測錘擊數為7～10擊，平均為8.5擊。厚約0.5～3.7m，為②1層中的透鏡體，分布無規律。

③1黏土：灰色、褐灰色，稍濕，可～硬塑狀態，中壓縮性，巖芯切面光滑，干強度高、韌性強，無搖振反應，偶夾腐物，夾薄層粉質黏土。標貫實測錘擊數為7～13擊，平均為11.3擊。層頂埋深為1.0～17.8m，厚約0.9～18.9m，場地普遍分布。

③泥炭質土：黑灰，深灰褐等色，濕，硬塑狀態，孔隙大，中～高壓縮性，干強度、韌性低，夾腐木。標貫實測錘擊數為8～12擊，平均為9.8擊。厚約0.6～1.0m，為③1層中的透鏡體，僅少數孔揭露，分布無規律。

2 地下室周邊地下水位控制措施

2.1 目的

結合地下室周邊地面高差較大的地形特點，采用沿地下室周邊的盲溝排水系統控制地下室周邊地下水位，將地下室周邊地下水位控制在較低位置，有效降低設計水位，節約地下室抗浮措施費用。endprint

2.2 設計思路

①本場地地層以黏性土為主，屬弱含水層，弱透水層，地下水量小，局部地下水位降低對周邊環境不會產生不利影響，不會引起次生危害。

②本項目水位控制系統排泄的水主要為沿基坑周邊地層中側滲的地下水和地下室外墻周邊回填區域可能產生的少量地表水下滲。

③本項目地下室平面呈方形，周邊道路標高為：東北角1877.63m，西南角為1877.46m，西北角為1887.31m，東南角為1882.08m。場地現狀高程如圖1所示。根據地下室底板標高及地形條件，將東北角、西南角兩個低點確定為盲溝排水系統排水口，與市政雨水管連接，排水口標高按照道路以下1m考慮（1876.5m）。盲溝平面布置與排水方向如圖2所示。抗浮設計水位分區如圖3所示。

盲溝排水系統主要由細紗、土工布、瓜子石、碎石、排水管、水位觀測井等構成，如圖4所示。盲溝排水系統各部分作用如下：

①細砂，主要起反濾作用;

②瓜子石，主要起反濾作用;

③土工布，主要起反濾作用，過濾地下水中的泥沙，阻止泥沙進入盲溝及管道內，保證盲溝內地下水滲流通暢;

④碎石反濾層，主要起滲水及反濾作用，要求空隙大，使盲溝內地下水滲流阻力小，滲流通暢，速度快;

⑤HDPE排水管為耐久性較好的材料，使盲溝內形成一個連通的地下水排泄徑流管道，使流入盲溝的地下水能迅速排走;

⑥水位觀測點，可隨時觀察地下水位的變化，直觀、簡便，提高盲溝排水的可靠性及安全度。

3 施工具體要求

3.1 材料要求

①盲溝濾料選用純凈且級配良好的粒徑10～40mm碎石鋪設而成，碎石含泥量小于3%，濾料外用300g/m2的土工布包裹，土工布搭接長度不小于0.5m。

②盲溝管道采用成品HDPE排水管，排水管外徑為140mm，壁厚為5mm，管壁采用機械打孔，排水管外包300g/m2的土工布兩層。如圖5所示。

3.2 施工要求

①施工工序：測量放樣→開挖溝槽鋪設→土工布鋪→排水管底部碎石→布置排水管→填實碎石濾料 回填土方。如圖6所示。

②素土夯實，局部地段因盲溝設計標高高于地下室底板標高，盲溝需布置與回填土上，回填土應分層夯實，分層厚度不應大于300mm，壓實系數不小于0.94。

③盲溝溝槽開挖采用人工開挖，開挖過程中應注意溝槽的坡度、斷面尺寸、深度，溝槽挖好后，必須對土溝進行檢測、檢測內容包括：溝槽斷面尺寸、溝底標高及縱坡。經監理工程師檢測合格后方可進行下一道工序施工。

④碎石鋪設采用人工鋪設方法，人工鋪設的外觀應整齊順適，平面幾何尺寸應滿足設計要求。碎石鋪設完畢后應經監理工程師檢驗合格后方可進行下一道工序施工。

⑤盲溝管連接采用熱熔對接方式連接，連接必須符合相關規范要求，確保在使用年限內不斷裂。

⑥土工布包裹碎石反濾層及排水管要保證有效包裹，嚴禁泥土進入反慮層和排水管，搭接長度確保不小于500mm。

⑦在出水口位置安裝止回閥，避免出現市政管網內的水倒流進入地下排水盲溝。

3.3 原理及維護

在盲溝施工完成后，回填土方時應該嚴格土方回填要求，認真檢測，確保密實度達到0.94，避免以后土方下沉造成排水管斷裂。

在建成使用后，安排專人定期從觀測孔觀測地下水位。并做記錄。

4 成本分析

根據地勘報告水文地質條件分析，地下室基礎擬采取天然地基和長螺旋鉆孔樁基礎以下兩種方式。如果采用天然地基，必須采用盲溝排水措施降低地下水位;采用樁基礎即可以采用抗拔樁。現對兩種基礎的經濟性進行比較。

4.1 方案一

采用抗浮樁，采用？準500鋼筋混凝土長螺旋鉆孔壓灌樁，長度L=20m的2434根，L=15m的3650根，總造價為4903萬元。

抗浮樁施工，按20臺樁機、每臺樁機每天施工6根計算，不受影響的情況，最少要51天，樁基檢測30天，總工期約81天。

4.2 方案二

采用盲溝排水，即可采用筏板基礎，筏板作為抗壓構件，經計算，筏板厚度約增加50mm，鋼筋含鋼量增加約10kg/m2。盲溝總長約1553m，造價為87.2萬元，造價約560萬元，總造價約647萬元。

盲溝排水可分段施工，由于受場地影響，施工不能采用大型機械開挖，工期約30天，但不會影響總工期。

經過對兩個方案的對比，采用盲溝排水系統降低抗浮水位較采用抗浮樁節約投資4300余萬元，節約施工總工期約80天，本工程的實踐充分說明，在地形，地質條件合適的情況下，采取地下水控制措施，較傳統的抗浮措施具有明顯的經濟、工期優勢，且措施更簡單、施工更方便。

5 結論

本坡地工程地下室采用盲溝排水措施后，縮短了施工工期，降低了建設成本，產生了很好的經濟效益和社會效益。通過本工程實踐，總結的工程經驗如下：

①是否可以采取盲溝排水措施，要看場地地形、地質、環境等因素是否適宜，不能盲目采用，以免造成次生危害。

②采取排水措施控制局部地下水位原理清楚、措施簡單，特別在坡地上易于實現，效果明顯，經濟效益可觀。

參考文獻：

[1]中國建筑科學研究院.JGJ120-2012，建筑基坑支護技術規程[S].北京：中國建筑工業出版社，2012.

[2]建設部綜合勘察研究設計院.JGJT 111-1998，建筑與市政降水工程技術規范[S].北京：中國建筑工業出版社，1998.

[3]中華人民共和國建設部.GB50021-2001，巖土工程勘察規范[S].北京：中國建筑工業出版社，2009.endprint