论基坑降水设计与边坡支护施工技术

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　　摘要:结合某酒店及会议中心大楼基坑开挖工程实例,对其所采用的大口径井点降水和钻孔灌注桩边坡支护方案的设计过程作了介绍,提出了施工中的一些注意事项。
　　关键词:大口径井点降水,钻孔灌注桩,边坡支护
　　
　　1.工程概况
　　某酒店及会议中心大楼地上28层,地下1层,高度近100 m,基坑放坡后平面尺寸为163 m×108 m,设计井位距基坑边2 m,实际基坑有效尺寸按167 m×112 m,开挖深度11 m,水位降深不小于9.3 m,工期1.5年;基坑周边邻近建筑物有:西侧住宅楼(高6层,毛石基础埋深1.8 m,距离12 m),北侧少年宫(高15层,箱型基础埋深7.0 m,距离16 m),南侧和东侧分别是公园南路和锡林南路。
　　2.降水设计
　　根据场地工程地质和水文地质条件,并结合地区的降水经验,本次降水采用大口径井点降水较为经济合理,该法施工方便、快捷,水位降深易于控制,工期短,见效快。
　　2.1工程地质手册计算
　　2.1.1基坑总涌水量
　　
　　2.1.2单井出水量
　　
　　2.1.3确定井点数
　　
　　实际布井45眼。
　　根据单井出水量及场地水文地质条件、水位降深要求,选用型号为QJ的潜水泵,流量为50 m3/h的20台,30 m3/h的25台。
　　2.1.4基坑中心水位降深验算
　　
　　基坑中心水位降深s'=14.5-3.7=10.8 m,完全满足要求。
　　2.2理正降水沉降软件计算
　　2.2.1降水井数计算结果
　　降水影响半径为300 m;基坑等效半径为80.9 m;基坑涌水量=39 468.3 m3/d;单井过滤器进水长度为5.0 m;单井出水量按960.0 m3/d计算,降水井沿基坑外围2 m布置,共需降水井数42眼~46眼。
　　2.2.2建筑物(少年宫)各角点降深与沉降计算结果见图1。
　　建筑物各角点之间最大倾斜率为1.558‰。
　　3.其他技术参数
　　3.1降水管井施工要求。该次降水设计井深18 m,采用CZ-22型钻机冲击成孔,孔径 =550 mm~600 mm,下入 =300 mm的水泥管(内径),钻孔与井管之间的环状间隙填入4 mm~8 mm砾料;成井后,要求洗井彻底,直到水清砂净为止,单井出水量30 m3/h~50 m3/h(成井工艺严格按供水管井的施工技术要求进行)。
　　3.2降水管井布设。降水管井沿基坑外围2 m布设,间距13 m~15 m,但由于地下水由东北向西南径流,且在基坑西北侧距青城公园较近(约200 m),该两处地下水补给较为充分,所以,在实际管井布设过程中,在上游(东北角)及西北角间距适当加密,其余处管井均匀布设。观测孔布置在基坑中心,深度18 m。
　　3.3排水及电控系统。排水主管采用 =300 mm的铁皮管,布置于降水井外侧,依据附近污水井的分布情况,共分四条管线与城市排污管网连通,各井点抽取地下水集中并入主管网排入污水管道。本降水用电总容量为125 kW,采用 =180 mm2的主电缆供电,然后用 =50 mm2的电缆分两路通到水泵,泵分组控制(3台~4台为一组),所有总闸、分闸均采用自动空气断路器,另外,备用90 kW发电机组2台,与市电组成准双回路系统,确保停电时降水系统安全运行。
　　4.降水实施效果
　　4.1水位降深数据。所有管井、管网布置架设完毕后,立即进行降水,观测水位降深数据见表1。
　　4.2水位控制。为确保基坑降水安全,降水初期所有管井全部启动,随着时间推移,基坑内水位不断下降,并出现一部分井水不够抽,为了不因水位过分下降而影响周边建筑物,保护水泵不长期运转发热(或因水量不足使泵头产生振动)而损坏,在水位降到降深要求时,管井内水位控制在14 m左右,水泵间歇启动,这样有效地延长了水泵寿命,也保证了基坑内水位降深在9.5 m~10.0 m。
　　
　　
　　5.边坡支护
　　本工程采用的是悬臂(自立)钻孔灌注桩支护形式,支护位置为北侧及西侧边坡,长度约271 m。
　　5.1计算参数的选取。据岩土工程勘察报告,结合当地的建筑经验,本工程支护设计计算所需(11 m以上)的有关参数见表2。
　　 5.2灌注桩支护结构设计结果。采用悬臂式钻孔灌注桩对西侧、北侧边坡进行支护,灌注桩桩长19.0 m,桩径600 mm,桩间距1.2 m,桩数226根,配筋规格为:主筋6 25,4 16,箍筋 8@200,16@200,混凝土标号C20,保护层厚度50 mm;桩顶用圈梁连接,连梁高50 cm,宽70 cm,连梁配筋规格为:主筋4 20,箍筋 8@200,混凝土标号C25,保护层厚度35 mm;8根边桩主筋12 16;护坡桩每隔一根设一道拉结,每道拉力不小于50 t,拉结方式采用地锚或打桩,用钢丝绳和花篮螺丝预先紧固。
　　6.结语
　　6.1在本地区采用大口径井点降水是比较合适的;本工程采用的钻孔灌注桩支护方式效果比较理想。
　　6.2对于重大工程,应做现场抽水实验,以准确确定渗透系数、影响半径、过滤有效进水长度等参数,从而使设计计算更符合实际情况。
　　6.3过滤器有效进水长度指基坑中心底水位(加1 m左右的安全系数)到管井动水位的高度。

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