建筑工程基坑施工封閉降水技術(shù)總結(jié)

基坑施工封閉降水技術(shù)[前言]基坑封閉降水技術(shù)在我國沿海地區(qū)應(yīng)用比較早，其封閉施工工藝來源于地基處理和水利堤壩的垂直防滲，對于內(nèi)陸地區(qū)基坑開挖多采用降水的方法，近些年，由于降水帶來的環(huán)境影響逐漸被認(rèn)識，北京在2008年3月1日起，實(shí)施《北京市建設(shè)工程施工降水管理辦法》，全面限制開采地下水，要求采用封閉降水技術(shù)?；臃忾]降水是指在基坑周邊采用增加滲透系數(shù)較少的封閉結(jié)構(gòu)，從而有效阻止地下水向基坑內(nèi)部滲流，再抽取開挖范圍內(nèi)的少量地下水的地下水控制措施?；邮┕し忾]降水技術(shù)多采用基坑側(cè)壁帷幕或基坑側(cè)壁帷幕+基坑底封底的截水措施，阻截基坑側(cè)壁基坑底面的地下水流入基坑，同時(shí)采用降水措施抽取或引滲基坑開挖范圍內(nèi)的現(xiàn)存地下水的降水方法。帷幕常采用深層攪拌樁防水帷幕、高壓擺噴墻、旋噴作業(yè)止水帷幕、地下連續(xù)墻；特點(diǎn)：抽水量少，對周邊環(huán)境不造成影響，不污染周邊水源，止水系統(tǒng)配合支護(hù)體系一起設(shè)計(jì)有利于降低成本。（一）工程概況1.設(shè)計(jì)概況XXXX大廈位于XX區(qū)XXXX區(qū)，建筑面積59285㎡，地下4層，地上18層，框架-核心筒結(jié)構(gòu)，筏板基礎(chǔ)。高層建筑部分開挖深度-18.5m，純地下室部分開挖深度-17.5m。局部電梯井坑開挖深度-21.6m。本工程±0.00相當(dāng)于絕對標(biāo)高51.30m，場地自然地面相對標(biāo)高－0.70m。規(guī)劃用地面積4700㎡，開挖面積4134㎡，土方開挖量7.9萬m3。2.場地概況場地四周為市政道路，北側(cè)、東側(cè)、南側(cè)三面市政道路下均有中關(guān)村西區(qū)地下綜合管廊，并留有1個(gè)市政管廊接口、3個(gè)交通環(huán)廊接口與本工程連接（見圖1）。場地條件非常緊張，規(guī)劃用地紅線基本與道路邊線重合，南側(cè)紅線距建筑外邊線僅為1.41m。圖13.水文地質(zhì)條件根據(jù)《巖土工程勘察報(bào)告》，自然地面以下至25m深度范圍內(nèi)地層劃分為8個(gè)大層，如表一所示。該范圍內(nèi)包括2層地下水，第一層為上層滯水，穩(wěn)定水位埋深為8.20～8.80m，主要賦存在eq\o\ac(○,4)粘質(zhì)粉土中；第二層為層間潛水，穩(wěn)定水位埋深為17.00～17.80m，主要賦存在eq\o\ac(○,8)粘質(zhì)粉土、eq\o\ac(○,9)細(xì)砂層中。見下表：地層序號巖性各層厚度（ｍ）濕度稠度／密度粘聚力（KPa）內(nèi)摩擦角（°）雜填土2.0～7.8濕松散～稍密砂質(zhì)粉土1.1～3.1濕密實(shí)14.223.6粉質(zhì)粘土0.9～4.1濕可塑33.316.5粘質(zhì)粉土2.1～3.4濕中密31.418.3粉質(zhì)粘土2.1～3.55濕可塑36.015.81粉砂0.0～0.5濕中密粘質(zhì)粉土1.4～2.9濕中密31.120.3重粉質(zhì)粘土2.0～3.3濕可塑44.815.3粘質(zhì)粉土0.8～0.9濕密實(shí)36.018.4粘質(zhì)粉土4.4～6.3濕密實(shí)31.018.9eq\o\ac(○,10)粘質(zhì)粉土0.6～1.1濕可塑39.017.8eq\o\ac(○,11)細(xì)砂0.7～1.6飽和密實(shí)eq\o\ac(○,12)卵石4.7～6.9飽和密實(shí)（二）設(shè)計(jì)方案1.設(shè)計(jì)概況根據(jù)計(jì)算本工程的基坑降水每天計(jì)算出水量為2128m3，不考慮奧運(yùn)會對施工的影響，降水維持到地下結(jié)構(gòu)施工到出地面至少需要150天，按照文件規(guī)定的0.8系數(shù)，總出水量為255360,不符合“帷幕隔水增加的造價(jià)與降水抽水總量的比值大于50元/m3”的規(guī)定，即不符合基坑降水的條件，需要采用隔水帷幕阻止地下水進(jìn)入基坑。本工程基礎(chǔ)底板在重粉質(zhì)粘土⑦、粘質(zhì)粉土⑧層上，⑦、⑧層土的厚度約5.0m，均勻分布，可利用這兩層土的滲透性小的特點(diǎn)，作為底板隔水層，與四周的隔水帷幕共同組成隔水帷幕體系，阻止地下水進(jìn)入基坑，坑內(nèi)布置幾口降水井把基坑內(nèi)的殘留水抽排干即可。根據(jù)本工程地質(zhì)勘察報(bào)告提供的水文地質(zhì)條件，擬建工程的基坑隔水帷幕方案采用擴(kuò)噴止水樁帷幕體系。擴(kuò)噴止水樁帷幕體系分為以下兩種：第一是接口處以外的邊坡是由護(hù)坡樁、擴(kuò)噴止水樁、樁頂連梁及錨桿組成。即在兩根護(hù)坡樁之間加打一組擴(kuò)噴止水樁，其優(yōu)點(diǎn)如下：（1）安全可靠擴(kuò)噴止水樁是用長螺旋鉆成孔，高壓定噴注漿成樁。長螺旋鉆直徑大，占擴(kuò)噴止水樁斷面的70%，剩余的30%（每邊5-15cm寬）采用高壓定噴的辦法形成，保證兩樁充分連接。定噴時(shí)高壓水泥漿對要連接的護(hù)坡樁表面反復(fù)沖刷，使?jié){體與護(hù)坡樁緊密連接，混為一體，形成牢固地隔水體系。（2）節(jié)省工程造價(jià)帷幕隔水體系是在兩根護(hù)坡樁之間加打一組擴(kuò)噴止水樁，其一是利用原有邊坡支護(hù)體系護(hù)坡樁作為隔水體系，使護(hù)坡樁不但起到護(hù)坡作用，而且又起到了53%的截水作用。其二是有了擴(kuò)噴止水樁不需要在做樁間護(hù)壁了，無形中省去了樁間掛網(wǎng)噴錨的費(fèi)用。（3）施工速度快擴(kuò)噴止水樁用長螺旋鉆施工，不但減少了引孔工序，而且充分發(fā)揮了長螺旋鉆施工速度快的優(yōu)勢。本工程16.0～18.0m的擴(kuò)噴止水樁每天每臺鉆機(jī)可施工12-15組樁，是其他定噴注漿工藝的施工速度5-6倍。第二是接口處的邊坡是由高噴止水樁+復(fù)合土釘墻組成。即先施工高噴樁形成截水帷幕，在截水帷幕外側(cè)分層做復(fù)合土釘墻，形成帷幕截水體系。2.設(shè)計(jì)結(jié)果（1）南北通道處以外的截水帷幕：護(hù)坡樁原設(shè)計(jì)不變。擴(kuò)噴止水樁直徑900mm(鉆桿直徑600mm)，水平間距1500mm，樁底標(biāo)高為-29.60m（進(jìn)入槽底粘土層1.8～4.5m）,樁頂標(biāo)高為各剖面樁頂連梁地表高，樁長15.5～17.2m。N=177根，樁身漿體強(qiáng)度大于5.0Mpa。（2）南北通道處的截水帷幕：是由長400mm、寬150-300mm的高壓定噴板樁交接而成。高噴樁長9.45m，進(jìn)入槽底1.0m,水平間距0.4m，N=42根，樁身漿體強(qiáng)度大于5.0Mpa。（3）基坑內(nèi)降水井：為保證結(jié)構(gòu)施工的干燥環(huán)境，基坑內(nèi)水位降到20.5m(至槽底下0.5m～1.0m)。井位布置降水井布置在基坑內(nèi)側(cè)，基坑四周10.0m布置降水井，間距16.5m，基坑內(nèi)布置降水井9口，井深21.0m。井身結(jié)構(gòu)降水井深度21m，井徑600mm，下入水泥礫石濾水管，砂層及卵石層處濾水管外裹60目尼龍網(wǎng)一層，外徑400mm，內(nèi)徑300mm，用φ2～4mm干凈石屑填至地表。3.水位觀測井為及時(shí)觀測基坑內(nèi)及四周水位，給基坑土方挖運(yùn)施工提供數(shù)據(jù)，在基坑外側(cè)東、西邊每邊個(gè)布置1口水位觀測井，井深26.0-27.0m（進(jìn)入卵石層0.5m以上），基坑內(nèi)利用降水井做觀測井。（三）應(yīng)用總結(jié)XXXX大廈工程地下水控制采用多種形式，設(shè)置總體安排合理，邊坡穩(wěn)定可靠，地下水有效控制，坑內(nèi)干燥，滿足施工環(huán)境要求。定噴止水樁緊隨護(hù)坡樁施工，省去樁間掛網(wǎng)錨噴的工序，縮短了整體工期。止水樁的費(fèi)用約合