基于黃淮沖積平原砂土地基降水處理的探討

趙路　劉飛　張靜　裴千里　彭慶陽

【摘 要】建筑工程施工中，最開始的是對建筑地基的施工處理，地基基坑施工是建筑工程的重中之重，基坑降水處理的好壞與否直接影響著基坑施工的質(zhì)量。本文結(jié)合筆者實際工作經(jīng)歷與經(jīng)驗，就黃淮沖積平原某建筑工程在進行地基降水處理時遇到的各種問題進行相關分析，并綜合參考工程前期的各種勘察方案，并提出相對應的解決措施；以期在以后工作中遇到類似問題，為廣大同行提供相關建議。

【關鍵詞】黃淮沖積平原 砂土 地基降水 處理

1 工程概況

某大型建筑工程項目屬于綜合性保障住房建設項目，項目位于河南省鄭州市東部新城區(qū)，項目場區(qū)內(nèi)擬建住宅樓、服務中心、物業(yè)、商業(yè)樓、地下車庫、幼兒園等建筑物，如表1所示。

根據(jù)《建筑抗震設計規(guī)范》（GB50011-2010）及《建筑抗震設防分類標準》（GB50223-2008）規(guī)范根據(jù)其使用功能的重要性的劃分標準，建筑場地內(nèi)建筑物幼兒園屬乙類，其它均屬丙類。

根據(jù)《巖土工程勘察規(guī)范》（GB50021-2001）（2009年版），本工程商業(yè)、地下車庫、幼兒園工程重要性等級為三級，其余為二級，地基復雜程度等級為二級中等復雜，場地復雜程度為二級中等復雜，勘察等級為乙級。

2 前期工程勘察對基坑施工的影響

2.1 地下水腐蝕性對設計、施工影響

分析區(qū)域環(huán)境條件及本場地水文地質(zhì)資料，綜合判定地下水對混凝土結(jié)構具微腐蝕性，在長期浸水條件下對鋼筋混凝土結(jié)構中的鋼筋具微腐蝕性；在干濕交替的情況下對鋼筋混凝土結(jié)構中的鋼筋具微腐蝕性。

2.2 基坑降水

建議采用管井或管井輕型井點結(jié)合的降水方案，降水應根據(jù)場地水文地質(zhì)條件、降水深度及降水面積等綜合確定。降水深度應根據(jù)施工時的實際水位確定，降水施工參數(shù)應根據(jù)基坑場地的實際情況、場地的水文地質(zhì)條件和降水深度及降水面積綜合確定。不論采用何種降水方案，都應進行專門的降水設計。

3 實際降水施工過程中出現(xiàn)的各種問題

結(jié)合前期勘察設計單位的相關勘察設計報告，在實際施工中，由于該工程地下水位高于基礎設計標高，故施工時需對場區(qū)進行降水。

（1）最初降水方案為集水井降水，基本可以滿足施工需要；但忽略了電梯井部位，因此造成此處基坑無法開挖。（2）強制進行開挖時，由于土層屬粉砂層，造成基坑塌陷；于是經(jīng)研究決定，提出“在電梯井部位需開挖的基坑邊緣四周采用輕型井點降水”的方案，但此方案仍然不能滿足降水的需要。（3）根據(jù)地質(zhì)勘查資料顯示，地下土層有一層不透水層，地下水為上層滯水。考慮到此種情況，最終確定方案為：在電梯井基坑中采用人工挖空的方法布設兩口集水井，在集水井中放置水泵進行降水。綜合考慮到該區(qū)域地質(zhì)土層為粉砂層，又富含地下水，人工成孔時采用鐵皮護筒的方法。（4）成孔之后將水泥質(zhì)濾管放入護筒中央，用細石碎料填滿濾管與護筒之間的空隙；然后提出護筒，進行下個孔開挖；同時在濾管中放置抽水泵進行降水。在一個電梯基坑挖掘兩個集水井，對集水井內(nèi)水位進行實時測量，當發(fā)現(xiàn)水位滿足開挖需要條件時，便進行此處基坑開挖。（5）由于電梯井部位北側(cè)緊鄰基坑邊坡，此面地下水位更高，開挖時造成基坑北側(cè)形成流砂，導致北側(cè)基坑塌陷，導致了在開挖過程中又出現(xiàn)了新的問。如圖1、2所示。

4 對實際降水施工過程中出現(xiàn)的各種問題的分析

4.1 該區(qū)域的地理地貌地質(zhì)情況分析

該建筑場地地貌單元為黃淮沖積平原，地形基本平坦，地層沉積連續(xù)穩(wěn)定，工程場地及附近無對工程有影響的活動斷裂通過；又通過勘察，勘探范圍深度內(nèi)未發(fā)現(xiàn)不良地質(zhì)作用，也不存在影響地基穩(wěn)定性的古河道、溝浜、墓穴、防空洞、孤石及其它人工地下設施等對工程不利的埋藏物，施工場地是穩(wěn)定的，適宜建筑。

4.2 該區(qū)域的降水水文情況分析

但是，因為該場地地下水為第四系潛水，主要受大氣降水補給，人工排泄為主要排泄方式。勘察期間場地地下水位埋深1.74m～7.45m，水位標高為絕對標高79.16m左右；水位年變化幅度為2.0～3.0m，場地內(nèi)50年一遇地下水最高水位約為現(xiàn)地面下2.0米，絕對標高為82.00m，抗浮水位標高按82.00m考慮，鄭州市的氣候干燥度指數(shù)小于1.5，在判定水土對混凝土結(jié)構的腐蝕性時，環(huán)境類型為Ⅱ類。

4.3 具體試驗分析

本次試驗在工程場地采集6份砂土土樣，采用液塑限聯(lián)合測定儀來測定所取土樣的液限和塑限；由表2可知，該工程場地的土樣含水量比較大，比率在9.4%～16.1%之間波動，該區(qū)域多為淺表地下水，地下水位埋深1.74m～7.45m。因此粉砂土的天然含水率比較高，含水量也比較大，即使在表層的粉砂土，含水率也接近10%。詳情如表2。

簡而言之，該區(qū)域原來為黃河故道，河床河道地下砂土較深，且砂土經(jīng)年累月就形成了粉砂土；粉砂土一旦飽和之后極易存水，存水自然也比較深，進而形成上流層，存水不易滲透，并最終形成流沙，以致在實際降水施工過程中出現(xiàn)的各種各樣的問題，不易進行降水施工。

5 針對降水施工中出現(xiàn)的實際問題所應采取的措施

綜合該區(qū)域的水文、地質(zhì)、自然情況特征，并結(jié)合上述對實際降水施工過程中出現(xiàn)的各種問題的分析，經(jīng)研究決定：

（1）靠近北側(cè)一面先不進行開挖，對情況最好的一面南側(cè)進行開挖，如圖3所示；（2）當南面開挖完成之后立即進行支護，支護方式采用磚砌240墻，如圖4所示；（3）南面支護完成之后，在進行東西兩面開挖及支護，如圖5所示；此時，三面的地下水位已對基坑施工、開挖影響甚微，如圖6所示；（4）在進行北側(cè)基坑的開挖施工過程中，我們采取“分段開挖，開挖一段支護一段”的方法，并最終完成了工程的施工，如圖7所示。

6 結(jié)語

綜上所述，在不同的工程項目的基坑降水施工過程中，不同的水文、地質(zhì)、自然情況與環(huán)境，肯定會帶來不同的問題甚至難題，只要我們實事求是的對所遇到的問題、難題進行分析，并認真地對前期的相關數(shù)據(jù)結(jié)果、研究報告、評價影響進行研究，最終能夠解決各種問題。

參考文獻：

[1] 《建筑地基基礎設計規(guī)范》（GB50011-2011）.

[2] 《建筑地基處理技術規(guī)范》（JGJ 79-2012）.

[3] 《建筑基坑支護技術規(guī)范》（JGJ120—2012）.

[4] 《建筑地基基礎工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范》（GB50202—2002）.

作者簡介：趙路（1988—），河南通許縣人，大專，畢業(yè)于洛陽理工學院，現(xiàn)任助理工程師職稱，主要從事工程管理方向。