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【摘要】:本文以深圳荣超英隆大厦基坑降水施工为例,对其方案设计、降水施工、参数选定作了阐述,介绍了具体的施工工艺和施工要求,对同类工程施工有一定的参考价值。
【关键词】:风化岩石裂隙水、局部涌水、深井降水、风化岩透水性
中图分类号:C35文献标识码: A
1、工程概况
荣超英隆大厦项目位于深圳市龙岗区的城市行政中心区,龙福路南侧,占地10727.31m2,总建筑面积为64700.05m2,项目由A座、B座两座建筑组成,A座23层,B座六层。A座建筑总高度95.25m,钢筋混凝土框架核心筒结构。该工程地下三层,整个地下室底板面积7885㎡,基坑为长方形,长115.2米,宽68.45米,基坑底标高约为-13.65m,基坑深14m,场地土层为强风化部分中风化岩石,地下水主要是为风化岩石裂隙水。基础形式为天然基础,整个地下室底板面积7885㎡,A座塔楼范围内采用筏板基础,其余部分采用柱(墙)下独立基础。地下室底板设有后浇带,将整个底板分为五个区,后浇带宽度为1000mm,底板厚度为650mm,承台厚度1000-1600mm。其中A座核心筒大承台厚度为2400mm,局部厚度达到6150mm。承台平面最小尺寸为3.4m×3.4m,最大尺寸为5.3m×5.3m。
2、工程地质情况及施工难点
根据工程地质勘察报告,本工程场地内地下水主要为存在于基岩强风化带及中风化带中的裂隙承压水,其含水量及透水性主要受基岩裂隙发育程度控制,埋藏较深,具微承压性。基坑内地下水情况主要表现为,点状或线状局部涌水。本工程地下室底板施工恰在雨季,大气降水的渗入及裂隙承压水的补给,加上强风化泥质粉砂岩的弱透水性,给基坑降水带来了很大的困难。在有水的情况下,重型机械的碾压扰动了作为持力层的基土,严重影响了施工质量。根据设计要求A座23层办公楼的筏板基础以强风化泥质粉砂岩作基础持力层,B座采用全风化泥质粉砂岩作基础持力层加抗浮锚杆。因基坑较深,且由于基坑开挖深度范围内主要为弱透水性地层,加之抗浮锚杆穿透地下水丰富的岩层,如何采取有效的降水措施,保证基坑内无积水,确保地基原土不被扰动,是本工程施工中的重点和难点。
3、降水方案
由于基坑開挖深度大,地下水相对较为丰富,基坑底局部有较大涌水现象,为了使基础承台顺利施工,必须进行施工期间降水。根据场地的大小及水文地质条件和岩、土层分布情况,针对场地实际情况,采用深井降水。由于中风化岩透水性不好,加之场地间风化岩石裂隙水较多,深井无法降水裂隙局部涌水的承台,采用在垫层下方纵横方向按1000×1000处挖100mm宽、100深的槽,槽内回填石子,并在承台角部位挖300×300×500集水坑降水的方法。
图1基坑岩层分布示意图
3.1 深井降水方案
根据场地实际情况,对涌水量较大部位及基坑较深部位采用深井降水,在较深承台处布置。主要机具配置有:钻机、泥浆泵、空压机、切割机、抽水水泵。深井降水施工工艺如下:
基坑底标高
图 2 深井示意图
3.1.1、钻井
钻井采用XY-100地质钻机,钻头采用D300合金三叶钻头,加水回旋钻进,钻井直径为300㎜,如遇到中风化岩石钻井困难时,可变直径为150~200㎜钻头钻进。钻进深度一般为10.0~12. 0m,其中2号、3号、12号、13号、14号井因开挖深度较大,钻井深度为12.0m,降水深度应在承台底标高以下5.0m,井底应留有2.0m沉砂空间。
3.1.2、洗井
洗井采用空压机从孔底向上洗井,洗净孔底及孔壁的泥浆,洗至水清砂净为止。
3.1.3、井管制安
井管采用D160PVC塑料管,局部水量较大的降水井采用直径200 PVC塑料井管。井管下部2.0m钻15㎜孔眼(花管),管底及管壁采用尼龙纱网包裹二层,再包一层铁纱网,采用细铁丝扎紧,放至洗干净的井孔内,并放至井底。
3.1.4、投放滤料
滤料采用较干净的0.5碎石,回填井口满为止,洗井过程中有下沉时再进行补填至井口满即可。
3.1.5、吸水管、扬水管的准备
吸水管采用硬料PVC管,直径根据水量大小调整,一般为50~25㎜,扬水管采用软胶管,大小与吸水管相同,扬水管要放至基坑顶部的排水沟内(一般稍长)。
3.1.6、水泵安装
降水井水泵应根据井内涌水量的大小来进行调整,水量大的用大泵,水量小的用小泵。
3.1.7、水泵控制箱的安装
基坑基础施工降水为二十四小时连续降水,方才能确保基础承台开挖时保持无水,所以需要采用水泵控制箱来进行自动控制抽水(水位升至承台下方500高时自动抽水,降至一定水位高度自动停止抽水)。
3.1.8、水泵的电缆网路的架设
基坑降水井基本是按面积均匀分布,局部加密布置,因此,在基坑周边应有主电线布置,每个水泵再分支引线(为了安全采用电缆线)为了施工方便和施工安全每个降水井应考虑栽1~2根约3米高电杆架线,以方便线路架设和现场施工方便。
3.1.9、降水井引管抽水
根据该工程的实际施工情况和特点,为防止降水井抽水管穿过地下室底板,对以后地下室防水带来麻烦,因此采用降水井抽水(扬水)管引管掩埋的方法进行处理(见示意图)。即是把抽(扬水)水管埋在垫层下,使水管引至地下室底板外侧继续抽水。这样会增加一些抽水难度和增加埋管费用,但不影响继续抽水。
图3 引管示意图
3.1.10、降水工期
根据该大楼的特点,有三层地下室,且地下水比较丰富,在地下室底板及外墙做好后,一旦停止抽水,水位上升,地下室就像一个浮筒,地下水的上升会对地下室产生浮力,浮力增大会对整个地下室甚至某些结构产生破坏性影响,因此,基坑的降水工作根据设计要求在上部结构施工至五层后再停止降水。
3.2 局部涌水、裂隙水降水方案
对较浅承台有局部涌水及风化岩石裂隙水拟采用先抽干承台内水,如不继续渗水,则可以进行下道工序施工。如个别承台抽干后仍继续渗水,在垫层下方纵横向各为1000处挖宽×高为100×100的槽。槽内回填石子,并在承台角部位挖300×300×500集水坑降水的方法。在垫层下埋引管,引至底板边缘排水沟,上浇筑垫层做防水层。
图4浅承台降水平面图
图5浅承台降水局部剖面图
4、结束语
荣超英隆大厦基坑采取了以上降水措施后,整个基坑工作面一改以往潮湿泥泞的状况,天然地基开挖到位后,很好的避免了基土扰动,经第三方检测试验机构检测地基承载力符合设计要求。基坑在浇筑垫层后,垫层砼干燥。防水施工后,防水层结合很好,不起鼓。该工程荣获2012年下半年度深圳市优质结构工程奖,取得了良好的经济效益和社会效益。
【关键词】:风化岩石裂隙水、局部涌水、深井降水、风化岩透水性
中图分类号:C35文献标识码: A
1、工程概况
荣超英隆大厦项目位于深圳市龙岗区的城市行政中心区,龙福路南侧,占地10727.31m2,总建筑面积为64700.05m2,项目由A座、B座两座建筑组成,A座23层,B座六层。A座建筑总高度95.25m,钢筋混凝土框架核心筒结构。该工程地下三层,整个地下室底板面积7885㎡,基坑为长方形,长115.2米,宽68.45米,基坑底标高约为-13.65m,基坑深14m,场地土层为强风化部分中风化岩石,地下水主要是为风化岩石裂隙水。基础形式为天然基础,整个地下室底板面积7885㎡,A座塔楼范围内采用筏板基础,其余部分采用柱(墙)下独立基础。地下室底板设有后浇带,将整个底板分为五个区,后浇带宽度为1000mm,底板厚度为650mm,承台厚度1000-1600mm。其中A座核心筒大承台厚度为2400mm,局部厚度达到6150mm。承台平面最小尺寸为3.4m×3.4m,最大尺寸为5.3m×5.3m。
2、工程地质情况及施工难点
根据工程地质勘察报告,本工程场地内地下水主要为存在于基岩强风化带及中风化带中的裂隙承压水,其含水量及透水性主要受基岩裂隙发育程度控制,埋藏较深,具微承压性。基坑内地下水情况主要表现为,点状或线状局部涌水。本工程地下室底板施工恰在雨季,大气降水的渗入及裂隙承压水的补给,加上强风化泥质粉砂岩的弱透水性,给基坑降水带来了很大的困难。在有水的情况下,重型机械的碾压扰动了作为持力层的基土,严重影响了施工质量。根据设计要求A座23层办公楼的筏板基础以强风化泥质粉砂岩作基础持力层,B座采用全风化泥质粉砂岩作基础持力层加抗浮锚杆。因基坑较深,且由于基坑开挖深度范围内主要为弱透水性地层,加之抗浮锚杆穿透地下水丰富的岩层,如何采取有效的降水措施,保证基坑内无积水,确保地基原土不被扰动,是本工程施工中的重点和难点。
3、降水方案
由于基坑開挖深度大,地下水相对较为丰富,基坑底局部有较大涌水现象,为了使基础承台顺利施工,必须进行施工期间降水。根据场地的大小及水文地质条件和岩、土层分布情况,针对场地实际情况,采用深井降水。由于中风化岩透水性不好,加之场地间风化岩石裂隙水较多,深井无法降水裂隙局部涌水的承台,采用在垫层下方纵横方向按1000×1000处挖100mm宽、100深的槽,槽内回填石子,并在承台角部位挖300×300×500集水坑降水的方法。
图1基坑岩层分布示意图
3.1 深井降水方案
根据场地实际情况,对涌水量较大部位及基坑较深部位采用深井降水,在较深承台处布置。主要机具配置有:钻机、泥浆泵、空压机、切割机、抽水水泵。深井降水施工工艺如下:
基坑底标高
图 2 深井示意图
3.1.1、钻井
钻井采用XY-100地质钻机,钻头采用D300合金三叶钻头,加水回旋钻进,钻井直径为300㎜,如遇到中风化岩石钻井困难时,可变直径为150~200㎜钻头钻进。钻进深度一般为10.0~12. 0m,其中2号、3号、12号、13号、14号井因开挖深度较大,钻井深度为12.0m,降水深度应在承台底标高以下5.0m,井底应留有2.0m沉砂空间。
3.1.2、洗井
洗井采用空压机从孔底向上洗井,洗净孔底及孔壁的泥浆,洗至水清砂净为止。
3.1.3、井管制安
井管采用D160PVC塑料管,局部水量较大的降水井采用直径200 PVC塑料井管。井管下部2.0m钻15㎜孔眼(花管),管底及管壁采用尼龙纱网包裹二层,再包一层铁纱网,采用细铁丝扎紧,放至洗干净的井孔内,并放至井底。
3.1.4、投放滤料
滤料采用较干净的0.5碎石,回填井口满为止,洗井过程中有下沉时再进行补填至井口满即可。
3.1.5、吸水管、扬水管的准备
吸水管采用硬料PVC管,直径根据水量大小调整,一般为50~25㎜,扬水管采用软胶管,大小与吸水管相同,扬水管要放至基坑顶部的排水沟内(一般稍长)。
3.1.6、水泵安装
降水井水泵应根据井内涌水量的大小来进行调整,水量大的用大泵,水量小的用小泵。
3.1.7、水泵控制箱的安装
基坑基础施工降水为二十四小时连续降水,方才能确保基础承台开挖时保持无水,所以需要采用水泵控制箱来进行自动控制抽水(水位升至承台下方500高时自动抽水,降至一定水位高度自动停止抽水)。
3.1.8、水泵的电缆网路的架设
基坑降水井基本是按面积均匀分布,局部加密布置,因此,在基坑周边应有主电线布置,每个水泵再分支引线(为了安全采用电缆线)为了施工方便和施工安全每个降水井应考虑栽1~2根约3米高电杆架线,以方便线路架设和现场施工方便。
3.1.9、降水井引管抽水
根据该工程的实际施工情况和特点,为防止降水井抽水管穿过地下室底板,对以后地下室防水带来麻烦,因此采用降水井抽水(扬水)管引管掩埋的方法进行处理(见示意图)。即是把抽(扬水)水管埋在垫层下,使水管引至地下室底板外侧继续抽水。这样会增加一些抽水难度和增加埋管费用,但不影响继续抽水。
图3 引管示意图
3.1.10、降水工期
根据该大楼的特点,有三层地下室,且地下水比较丰富,在地下室底板及外墙做好后,一旦停止抽水,水位上升,地下室就像一个浮筒,地下水的上升会对地下室产生浮力,浮力增大会对整个地下室甚至某些结构产生破坏性影响,因此,基坑的降水工作根据设计要求在上部结构施工至五层后再停止降水。
3.2 局部涌水、裂隙水降水方案
对较浅承台有局部涌水及风化岩石裂隙水拟采用先抽干承台内水,如不继续渗水,则可以进行下道工序施工。如个别承台抽干后仍继续渗水,在垫层下方纵横向各为1000处挖宽×高为100×100的槽。槽内回填石子,并在承台角部位挖300×300×500集水坑降水的方法。在垫层下埋引管,引至底板边缘排水沟,上浇筑垫层做防水层。
图4浅承台降水平面图
图5浅承台降水局部剖面图
4、结束语
荣超英隆大厦基坑采取了以上降水措施后,整个基坑工作面一改以往潮湿泥泞的状况,天然地基开挖到位后,很好的避免了基土扰动,经第三方检测试验机构检测地基承载力符合设计要求。基坑在浇筑垫层后,垫层砼干燥。防水施工后,防水层结合很好,不起鼓。该工程荣获2012年下半年度深圳市优质结构工程奖,取得了良好的经济效益和社会效益。