復(fù)雜地質(zhì)條件下超大深基坑綜合降水技術(shù)分析

曾 岑

中山市水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)咨詢有限公司，廣東 中山 528400

隨著我國(guó)社會(huì)主義現(xiàn)代化建設(shè)步伐的加快，城鄉(xiāng)建設(shè)的規(guī)模越來(lái)越大。在水利設(shè)施建設(shè)施工過(guò)程中，地下工程建設(shè)極為關(guān)鍵，特別是深基坑的開挖及地下結(jié)構(gòu)的施工，其不僅關(guān)系到整個(gè)建筑的根基是否牢固，而且關(guān)系到結(jié)構(gòu)主體的質(zhì)量與安全是否符合預(yù)期建設(shè)要求。

1 工程概述

1.1 工程主要任務(wù)

案例工程地處長(zhǎng)江中下游平原地帶，位于蕪湖市鳩江區(qū)下九連圩內(nèi)，是安徽省實(shí)施的重點(diǎn)區(qū)域排澇能力建設(shè)項(xiàng)目，旨在提升大龍灣片區(qū)的防洪排澇能力。該工程的主要任務(wù)為拆除原保安站（原名為水樓站），并在距離原保安站站址130m左右處重建堤后式泵站1座，泵站排澇流量為58m3/s，裝機(jī)容量為7500kW，工程等別為II等，規(guī)模為大（2）型，原址拆除重建1座通江閘，過(guò)閘流量為58為m3/s，整治通江河長(zhǎng)度為1.57km。

1.2 基坑概況

該基坑為不規(guī)則長(zhǎng)方形，南北長(zhǎng)約250m，東西最寬處約132m，基坑設(shè)計(jì)深度約11m，基坑采用大放坡開挖的形式進(jìn)行，基坑開挖的形式分兩次進(jìn)行，第一次由現(xiàn)狀地面高程約5.5m至高程0.9m，第二次由高程0.9m至基坑底-4.125m。開挖的方式由基坑中部分別向兩端推進(jìn)，由于該深基坑距離通江河較近，因此基坑的開挖時(shí)間只能在枯水季節(jié)進(jìn)行。

1.3 工程地質(zhì)概況

巖土地質(zhì)勘探報(bào)告顯示，該工程區(qū)域內(nèi)的地質(zhì)情況如下：（1）場(chǎng)地土類型為中軟場(chǎng)地土，建筑場(chǎng)地類別為II類，場(chǎng)地特征周期為0.3s；（2）工程區(qū)及附近均未發(fā)現(xiàn)暗洪、古沖溝、古塘、決口口門、沙丘、地下坑穴、埋藏谷等不良地質(zhì)作用，場(chǎng)地穩(wěn)定性較好，適宜工程建設(shè)；（3）根據(jù)易溶鹽檢測(cè)報(bào)告，工程區(qū)淤泥質(zhì)粉質(zhì)黏土對(duì)混凝土無(wú)腐蝕性，對(duì)鋼筋硅結(jié)構(gòu)中鋼筋無(wú)腐蝕性，對(duì)鋼結(jié)構(gòu)具弱腐蝕性；（4）擬建場(chǎng)地表層為人工填土，成分較均勻，壓縮性差異較大，未經(jīng)處理不宜直接作為建筑物的天然地基持力層；（5）二層為淤泥質(zhì)粉質(zhì)黏土，未經(jīng)處理不得直接作為建筑物基礎(chǔ)的天然地基持力層；（6）三層為弱風(fēng)化砂巖層承載力較高，分布連續(xù)穩(wěn)定，力學(xué)性質(zhì)好，是建筑物樁基礎(chǔ)的良好地基持力層。

1.4 水文地質(zhì)概況

該工程區(qū)域內(nèi)的水文地質(zhì)情況如下：（1）地下水類型為第四系松散層上層滯水、（微）承壓水和基巖裂隙水；（2）地表水的來(lái)源為長(zhǎng)江和通江河；（3）根據(jù)水質(zhì)分析成果報(bào)告，工程區(qū)地表水對(duì)混凝土具有弱腐蝕性，對(duì)鋼筋硅結(jié)構(gòu)中的鋼筋無(wú)腐蝕性，對(duì)鋼結(jié)構(gòu)具有弱腐蝕性，地下水對(duì)混凝土無(wú)腐蝕性，對(duì)鋼筋硅結(jié)構(gòu)中的鋼筋無(wú)腐蝕性，對(duì)鋼結(jié)構(gòu)具有弱腐蝕性。

2 復(fù)雜地質(zhì)條件下超大深基坑綜合降水關(guān)鍵技術(shù)

2.1 井點(diǎn)降水技術(shù)

井點(diǎn)降水法主要可分為深井井點(diǎn)、管井井點(diǎn)、噴射井點(diǎn)、電滲井點(diǎn)、多級(jí)輕型井點(diǎn)、單級(jí)輕型井點(diǎn)六種，具體如表1所示。

表1 井點(diǎn)降水技術(shù)類型

2.2 明溝降水技術(shù)

明溝降水技術(shù)是指在深基坑頂部砌筑排水溝，在深基坑內(nèi)沿周邊每隔20～30m設(shè)置1個(gè)集水井，當(dāng)集水井內(nèi)水量快滲滿時(shí)，再借助抽水泵將水抽到基坑頂部的明溝，排入市政外排系統(tǒng)。明溝降水技術(shù)操作比較簡(jiǎn)單，成本較低，是建筑施工單位常用的一種降水技術(shù)。

2.3 盲溝排水技術(shù)

盲溝排水主要適用于主體建筑物范圍的開挖，該范圍的土方開挖都比較深，一般都處于微承壓處，滲水量大。為了保持正常作業(yè)，一般會(huì)在主體建筑物的范圍內(nèi)設(shè)置盲溝，將水排至深基坑部位，然后用潛水泵將水排出基坑。

2.4 止水技術(shù)

止水技術(shù)主要用于基坑的邊坡滲水。基坑邊坡的橫向滲水對(duì)基坑的自身安全和施工都是一種較大的威脅，要想解決這個(gè)問(wèn)題，有兩種處理方法：一是應(yīng)用堵水技術(shù)，二是應(yīng)用節(jié)水技術(shù)，具體應(yīng)用何種技術(shù)，需要結(jié)合水文地質(zhì)情況、基坑情況和施工具體情況來(lái)確定。

3 綜合降水技術(shù)在超大基坑中的應(yīng)用

3.1 超大基坑降水技術(shù)的選擇

管井降水方式一般適用于降水深度10m以上且降水量較大的基坑工程。該工程地基下部為強(qiáng)透水性的粉砂層，上部為透水性相對(duì)較差的淤泥質(zhì)粉質(zhì)黏土土層，當(dāng)外江出現(xiàn)高水位時(shí)，基坑底部難免出現(xiàn)承壓水頭，基坑出水量較大，從該超大基坑的實(shí)際情況來(lái)看，可采用管井降水方案。總體要求為采用多級(jí)輕型井點(diǎn)技術(shù)降水至-9m。具體布局：設(shè)置降水井25口，井管直徑為Ф300mm，井管底端封閉；根據(jù)降水深度設(shè)置不同的分區(qū)和不同類型的井點(diǎn)；槽底設(shè)多級(jí)輕型井點(diǎn)14口，井深為9m；井點(diǎn)用潛水泵每隔2h抽水一次；在基坑?xùn)|、西兩側(cè)和北側(cè)設(shè)置集水箱若干；在基坑開挖初期，先將井點(diǎn)降水抽至集水箱內(nèi)，再將水由集水箱抽至河道。

3.2 超大基坑綜合降水技術(shù)的施工

（1）基坑土方開挖。考慮到基坑土方開挖的進(jìn)度控制和施工作業(yè)的環(huán)境，井點(diǎn)降水一般應(yīng)在土方開挖前15d進(jìn)行。井點(diǎn)內(nèi)的水位應(yīng)保持在基坑開挖面以下0.5～1.0m，要及時(shí)收集井點(diǎn)水位數(shù)據(jù)，便于對(duì)降水施工進(jìn)行及時(shí)指導(dǎo)。同時(shí)，在施工中還應(yīng)遵循按需降水、分層降水和進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整的原則，以避免出現(xiàn)過(guò)度降水引起基坑周邊構(gòu)筑物沉降現(xiàn)象。

（2）基坑底板施工。在基坑底板進(jìn)行混凝土施工及養(yǎng)護(hù)后，要根據(jù)底板結(jié)構(gòu)的抗浮力、地下水和地下水位的實(shí)際情況，逐步減少井點(diǎn)的開啟數(shù)量，直至全部井點(diǎn)停止運(yùn)行。在對(duì)井點(diǎn)實(shí)施封閉前，施工單位要對(duì)基坑底板結(jié)構(gòu)的抗浮力進(jìn)行驗(yàn)算，在征得設(shè)計(jì)、業(yè)主、監(jiān)理等單位同意后才能進(jìn)行壓漿封井。

（3）基坑降水井封井操作。①降水井封堵時(shí)采取“以砂還砂，以土還土”的原則，含水層段回填砂子，隔水層段回填黏土，保留原護(hù)壁鋼管，并在井內(nèi)預(yù)留套閥管。②降水井封井下部砂層回填砂，不透水層回填黏土，并通過(guò)預(yù)留套閥管灌漿進(jìn)行降水井的最后封堵，灌漿結(jié)束后，加焊封口鋼板。③對(duì)于位于基坑建筑物底板位置的降水井，采用上述封井方案后，還需在底板底以下區(qū)域采用抗?jié)B微膨脹硅填筑，待回填硅達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后再切割上部井管，并封堵井孔，加焊封口鋼板。

（4）基坑井點(diǎn)降水監(jiān)測(cè)。在對(duì)基坑井點(diǎn)進(jìn)行降水施工期間，要隨時(shí)對(duì)基坑各井點(diǎn)的降水情況進(jìn)行監(jiān)測(cè)，如水流量監(jiān)測(cè)、環(huán)境監(jiān)測(cè)、基坑周邊的構(gòu)筑物沉降監(jiān)測(cè)等。

（5）基坑降水實(shí)際效果分析。通過(guò)對(duì)蕪湖市保安站深基坑降水的效果情況進(jìn)行檢查驗(yàn)收，所有井點(diǎn)均符合驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)，綜合驗(yàn)收效果總體良好，井點(diǎn)出水量穩(wěn)定，基坑地下水位始終控制在低于作業(yè)面0.5～1.0m，基坑外地面沉降均在相關(guān)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)的控制范圍內(nèi)，基坑的降水指標(biāo)均達(dá)到規(guī)定要求。

4 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，文章結(jié)合蕪湖市保安站深基坑降水的實(shí)際施工情況，對(duì)基坑降水技術(shù)在該工程中的實(shí)際應(yīng)用進(jìn)行了探討和研究，實(shí)踐證明，此次超大深基坑綜合降水技術(shù)的應(yīng)用是成功的，且取得了顯著的成效，此次工程實(shí)踐可為類似深基坑降水工程積累寶貴的施工經(jīng)驗(yàn)。