支护完成后的基坑涌水处理措施
本文作者(刘晓雷 江永富),请您在阅读本文时尊重作者版权。
摘 要:工程的基坑支护完成后,承台开挖出现涌水现象,通过疏水的办法,将涌水引出后进行抽排。根据处理措施实施后的进度、质量和经济性分析,对处理措施进行评价,为类似工程的施工提供了较好的参考。
关键词:基坑 支护 涌水 降水 处理措施
1.工程概况
广州市嘉华花都CBD项目第一期(A)区酒店工程位于花都区迎宾大道以北,106国道以西南,由酒店(A1)及写字楼(A2)两部分组成,总建筑面积为53780平方米。酒店与写字楼在裙楼及地下室相连,酒店地上9层,地下1层,写字楼地上9层,地下2层,钢筋混凝土框架剪力墙结构。
工程前期由其他施工单位施工完成桩基础和基坑支护及开挖后,由我司继续施工主体结构。工程桩基础为冲孔灌注桩,基坑支护则采用深层搅拌桩加放坡支护的方法。本工程基坑尺寸142.6m×69.55m,基坑顶标高约为-3.0m,写字楼基坑底标高-10.4m,酒店基坑标高为-5.6m、-4.85m,写字楼基坑深度为7.4m。
2.涌水点情况
涌水点出现在写字楼基坑内,(2-6)×(2-F)轴桩边出现了涌水点,涌水量较大,于是采用了引水的办法,设置了硬塑水管将水通过基坑内排水沟引入周边的排水沟、集水井,通过抽排方式排出基坑。
但在开挖经过的初步处理后,基坑内基本可保持无积水。但在开挖该涌水点附近的电梯井承台土方后(该承台底标高-12.9m),涌水由该承台底涌出,涌水量非常大,涌水量经测算达1.6m3/分钟,水位迅速上升,将整个电梯井承台基坑淹没。经采用两台大功率水泵进行抽排,水位虽暂时降低,但停止抽排后两个小时内,又将整个电梯井承台基坑灌满。
涌水点涌水量大、水压大,使得积水水位高,根本无法进行承台的施工,直接影响到整个地下结构的施工进度。
3.原因分析及处理思路
3.1出现涌水成因分析
按照地质资料,场地揭露基岩为石炭系上统壶天群(C2 3ht)石灰岩,上覆第四系土层主要为冲积粉质粘土(粘土)、细砂、中粗砾砂、圆砾及洪积土等。按含水介质特征划分,第四系砂土层赋存孔隙水,基岩赋存岩溶裂隙水。第(2)、(4)、(6)层中粗砾砂层是主要的富水层位,第(3)、(5)、(7)、(8)层冲洪积成因的粘土、粉质粘土等渗透性差,属弱含水层或近似相对隔水层;砂层分布广,呈互层状展布,厚度较大,砂层孔隙水水量较大,且具承压水性质。岩层为灰岩,溶蚀裂隙、溶洞发育,大部分钻孔钻至灰岩面时均有漏水现象,说明岩层溶蚀裂隙和溶洞连通性较强。该场地地下水主要来源于大气降水及同层的侧向补给,地下水较丰富。
根据气象部门的记录,2008年6月份广州市的降雨量为878毫米,比往年平均降雨量多出了一倍。查阅基坑支护资料发现,深层搅拌桩止水帷幕按设计要求为穿透强透水性砂层不小于1.5m,因各种原因,场地东面有小部分深层搅拌桩未能按要求穿透强透水性砂层,而东面开挖范围内含粗砂层,透水性非常强。联系到该涌水点水量大,补给快的特点,说明涌水点应是通过粗砂层与场外地下水连通,通过大气降水及同层侧向补给。
3.2处理思路
场地涌水点的处理,主要考虑其自身特点和工程实际情况:
(1)涌水点位于建筑物结构范围内,应保证日后对结构和防水质量不会造成影响;
(2)现场正进行承台开挖土方的施工,要确保其余位置施工的顺利进行;涌水处理需考虑不得对工程结构、装饰施工造成麻烦和影响。
(3)涌水量大、补给快速,且难以有效切断补给源头;涌水具有承压水性质;
(4)处理方案的经济性考虑。
采用“堵”的方式进行处理,一是承压水堵不住,二是其他承台施工时,很可能出现堵住这边,那边又涌水的情况,会进一步阻碍工程施工进度,因此不予考虑。综合考虑各种因素,最终采用疏水的方案:首先在涌水点旁边、电梯井外设置降水井,将涌水引出电梯井外,确保电梯井承台结构施工;然后通过该降水井与建筑物边线外的集水井连通,将涌水引出后,用泵机抽出场外,确保不影响结构施工;降水井位置的底板结构待整个地下结构及防水施工完成后再进行施工。
4.处理方案及实施
4.1处理流程
建筑物外开挖集水井→电梯井承台旁降水井开挖,放入级配石角,放入用密目网包扎的钢筋笼隔开沙土→电梯井承台抽水后垫层浇筑→涌水点的地下水引至电梯井旁降水井→底板混凝土浇筑→在基坑外利用离心泵抽水→降水井位置底板混凝土浇筑。
4.2涌水处理
在建筑物边线外设降水井主要是为了通过降水井抽排基坑内的地下水,降低场地的地下水位,减少基坑内地下水量。该降水井采用人工挖桩孔,桩孔直径为1.2m,降水井开挖深度5m,并进入砂层。桩孔护壁采用C20混凝土,护壁内加φ8钢筋。
电梯井旁的降水井孔径1.2m,降水井底标高-14.2m,采用240厚的砖砌。井孔内先放入400mm级配石角层,再沉入外侧包密目安全网的钢筋笼用于抽水时隔开砂土,钢筋笼内填安全网防止沙土进入。钢筋笼长度约2m。钢筋笼大样见附图。电梯井旁的降水井埋入2根DN160硬塑水管连接建筑物边线外的降水井。降水井注意避开梁位置。
由于涌水点的涌水量达1.6m3/分钟,电梯井承台长期水浸无法施工,表层土软化,为确保质量,将电梯井承台挖深400mm,采用3个水泵强排水抽干基坑内的水后,在底部先浇筑200mm混凝土,并预埋7根DN75 PPR硬塑水管,将水引至电梯井旁的降水井,然后再浇筑200mm混凝土垫层。