臨沂魯商鳳凰城A5樓基坑降水設計方案與施工

趙青海

隨著高樓大廈的不斷崛起，與之相應的基坑開挖深度也在不斷加深，在基坑開挖的過程中，不可避免地會遇到地下水對基坑的影響，為了防止地下水對基坑造成侵害，確保基坑穩定、安全，就要降水或堵水，本文根據我公司在臨沂市設計與施工的降水工程，介紹了在砂層中降水方案的設計、降水施工以及安全生產，提出生產中的應急預案。

1 工程概況

根據《臨沂魯商鳳凰城規劃總平面圖》，A5樓盤位于臨沂市涑河北路中段，南側緊鄰涑河，A5樓盤基坑深約6.9 m。基底持力層為第③層粗砂層。

2 場地工程地質概況

1)巖土分布及工程特征。據《巖土工程勘察報告》，各(巖)土層性質自上而下為:

①雜填土，層底標高為62.15 m～65.43 m，厚度為 2.30 m～6.3 m，褐黃色～灰褐色，稍濕，松散，主要由砂土和細砂組成，含碎石、磚塊、瓷片、煤渣、混凝土塊等雜物，回填時間1年～2年以上。②中砂，層底標高為59.23 m～61.54 m，厚度為1.7 m～5.3 m，褐黃色～灰褐色，稍濕～飽和，松散，均粒，長英質，分布均勻。③粗砂，層底標高為50.54m～52.41 m，厚度為7.8 m～11.0 m，黃褐色，飽和，稍密，密實度不均勻，長英質，混粒，分布連續。④強風化安山巖，未揭穿，灰褐色～褐紅色，斑狀結構，塊狀構造，巖芯呈土柱狀，堅硬，風化呈黏土混碎石狀，巖芯用手可折斷，進尺不均勻。

2)水文地質簡況。勘察期間，地下水位距自然地面4.0 m～5.1 m。主要含水層為第②，③層砂土，按埋藏條件屬潛水。地下水主要來源于大氣降水及涑河側向滲透的補給。

3 設計依據及設計方案

3.1 設計依據

1)甲方提供。a.《臨沂魯商鳳凰城規劃總平面圖》;b.甲方提供的有關本工程技術圖紙。2)規范規程。a.GB 50007-2002建筑地基基礎設計規范;b.GB 50021-2001巖土工程勘察規范;c.《巖土工程治理手冊》;d.JGJ/T 111-98建筑與市政降水工程技術規范;e.JGJ/T 100-98管井工程施工技術規范。3)方案編制原則。a.保證施工質量;b.技術優化;c.施工安全可行;d.滿足工期要求;e.造價合理;f.充分考慮建設方后續工程的銜接。

3.2 降水設計

本工程降水采用管井降水，降水井布置位于基坑坡口外側0.5 m～1.0 m。基坑開挖深度約6.9 m，場地內現地下水埋深4.0 m，為保證強夯地基的順利進行，基坑地下水需降深至8.0 m。本方案按地下水降深4.0 m設計。

1)降水井深度。

依據本場地其他樓盤基坑降水經驗，為確保降水效果，降水井深度按13 m考慮(自然地坪算起)。

2)涌水量。

a.單井涌水量(q):

其中，q為單井涌水量，m3/d;rs為過濾器半徑，m，取 rs=0.225 m;l為過濾器進水部分長度，m，取 l=1.0 m;k為滲透系數，m/d，取 k=35.0 m/d。計算得 q=279.7 m3/d。

b.基坑涌水總量。據JGJ 120-99建筑基坑支護技術規程附錄F，基坑涌水量計算公式:

其中，Q為基坑總涌水量，m3/d;k為滲透系數，k=5.0 m/d;s為基坑水位降深，m，s=4.0 m;r0為 基 坑等 效 半 徑，r0=31.2 m;l為過濾器進水部分長度，m，取 l=1.0 m;b為距補充水體的距離，m，取b=56 m;M為含水層底板到過濾器中點長度，m，取 M=5 m。計算得基坑涌水量為3 987 m3/d。

3)抽水井數量。

據JGJ 120-99建筑基坑支護技術規程第8.3.3條，降水井數量計算公式:

其中，n為降水井數量，眼;Q為基坑總涌水量，m3/d;q為單井涌水量，m3/d;n=1.1×3 987/279.7=15.7眼，取16眼。

綜合考慮涌水量、地層滲透性，結合基坑形狀(矩形)，各角點需有井點的控制原則，本工程共需降水井16眼。

本工程降水井數量大于設計井數，而且抽水能力遠遠大于基坑涌水量，能滿足設計及施工要求。

具體布置方法:在基坑南側布置8眼降水井，降水井間距8 m～10 m，東側布置3眼井，北側布置5眼井，井間距 12 m～15 m，西側無施工空間，不布置降水井。

4 降水及排水系統施工

4.1 降水井施工及措施

1)降水井采用反循環成孔，成孔直徑600 mm，中間安裝外徑400 mm的無砂混凝土井管。2)使無砂混凝土井管居中，在底節和中間井管的周圍固定三塊100 mm厚的木塊。井管間用竹片固定，防止井管錯位影響使用。3)填礫厚度100 mm，礫料粒徑宜為6倍～10倍的含水層標準粒徑，礫料填入井內前要篩凈，不能含粉末。填完礫料即刻抽水洗井。4)井位一般距基坑1.0 m左右，遇障礙物可適當調整。井深誤差控制在±0.5 m內。

4.2 排水系統

基坑北側、南側設排水總管，各降水井抽水集中注入排水總管，經沉淀池澄洗后排入南邊涑河，排水管道坡度不小于1‰。

4.3 基坑降水的運行與管理

1)基坑降水過程的管理設專人負責，每天在固定時間進行水位和水量觀測。項目經理和技術負責人每天對觀測記錄及有關情況進行檢查。2)設有備用水泵，若有損壞，及時更換。更換水泵時間不得超過15 min，防止地下水位上升。3)開工前對有關人員進行質量安全教育，并進行技術安全交底。

5 應急預案

1)土方開挖時，應重點保護降水井及觀測井，防止其被破壞或被掉土卡死。2)基坑開挖后，若坑底有明水或因下雨原因造成坑內積水，應備足污水泵進行明排。3)基坑開挖后，若地下水降不下去，應在基坑內進行補井。4)降水工期應根據設計要求進行計算，停水前應計算復核已施工結構荷載是否滿足抗浮要求。

6 安全生產和文明施工保證措施

1)成立安全管理領導小組，建立安全生產管理網絡。公司以主管副經理、安全科科長為主，項目部以項目經理、專職安全員為主成立安全委員會，制定安全措施并組織落實，做好安全交底工作，保證生產安全。2)做好開工前安全培訓和新工人上崗前的安全教育工作。3)做好開工、開孔前的安全檢查工作。4)配齊各種安全防護設施。遵守操作規程，進入施工現場必須戴安全帽。5)電工、電焊工必須持證上崗，嚴禁無證上崗或串崗操作。6)施工場地竣工井孔等危險區域應設警戒標志，并有遮蓋措施，嚴禁下井作業。7)現場用電較多，要由專業電工負責供電，其他人員不得隨意拉設線路和動用電氣設備。8)施工用電必須使用符合要求的配電箱、漏電保護器。電氣設備要有接地線。9)露天配電柜、開關箱、攪拌機等應加防雨設施。10)現場夜間要有足夠照明。

[1] GB 50007-2002，建筑地基基礎設計規范[S].

[2] GB 50021-2001，巖土工程勘察規范[S].

[3] 林宗元.巖土工程治理手冊[M].北京:中國建筑工業出版社，1993.

[4] JGJ/T 111-98，建筑與市政降水工程技術規范[S].

[5] JGJ/T 100-98，管井工程施工技術規范[S].