浅析地下室人防工程基坑降排水措施

2022-09-12

1 工程概况

本工程为南宁市人民防空办公室地下工程, 包括地下停车场和作战指挥室两部分, 长64.4m, 宽41.8m, 面积约为2692m2, 人防地下室采用筏板基础及剪力墙结构, 筏板宽出四周剪力墙外边沿500mm, 地下车库上部为六层办公楼。作战指挥室基坑深约为6.0m;地下车库基坑深约为4.0m。根据勘察资料, 该场地地层从地表至粉砂质泥岩可分为9层, 东西、南北向土层类别及埋深变化都比较大, 场地东侧有江南区人民政府挡土墙, 相对高差约5m, 地下水位于地表0.00m～6.20m之间。水质经化学分析无侵蚀性。

2 地下室基坑围闭止水方案

建筑物基坑支护形式:考虑地下室基坑周边均为重要建筑物及道路, 地下室基坑周围采用单排深层搅拌桩作止水帷幕, 对周围环境影响减至最少。止水帷幕采用单排喷浆式深层搅拌桩, 桩长暂定10m。桩径500mm, 桩间搭接250mm。根据地质资料, 基坑东北角砂层埋深达14.0m, 该部分深层搅拌桩桩长14.50m。

止水降水措施一般有井点降水、帷幕止水防砂、坑内降水等。井点降水是普通采用的经济而有效的降水方法。但针对本场地的工程地质特点, 在基坑开挖施工前, 应先进行坑内降水, 因此从施工安全技术、确保工期和工程质量等方面综合比较分析, 宜采用悬挂式深搅桩止水帷幕 (帷幕悬在透水层中) 与坑内井点降水联合方案。

由于基坑降水后, 不可避免地造成基坑周围地下水位的下降, 从而使基坑周边地面原有建筑物和地下构筑物因不均匀沉降而受到不同程度的损伤。为了减少以上影响或损伤, 应在基坑与要保护的建 (构) 筑物之间采取回灌措施, 根据本基坑的地层特点, 回灌措施采用坑外回灌井, 此外为了解地下水位变化, 及时调整回灌水量, 还应在基坑周围设置水位观测井。

3 地下室基坑降水排水措施

3.1 基坑排水措施

(1) 排水包括开工前与施工中场地地面水的排除及从基坑开挖到基坑混凝土施工前基坑涌水、积水的排除。施工前做好施工场区内的排水沟, 坑外排水沟布于深搅帷幕桩外侧距坑壁1.5m, 呈环形封闭状, 用砖砌水泥砂浆抹面修筑, 在基坑开挖前预先修好, 并与市政排污管接通, 根据现场具体情况, 在适当位置修筑沉淀池, 基坑内抽排出的地下水经沉淀池沉淀后, 排入市政排污管道。

(2) 明沟、集水井排水。由于土层由填土、粉土、粘性土、砂土等组成, 按5m/d (参考值) 的平均渗透系数来计算, 地下水位于地表0.00m～6.20m之间, 拟定采用明沟降水和管井井点降水将地下水整体降至6.5m深处。基坑远离地面水源, 降水井属均质含水层潜水完整井。

(1) 沟、井的截面应根据排水量确定, 基坑排水量V应满足下列要求:V≥1.5Q=1.5×500=750, 明沟、集水井排水, 视水量多少连续或间断抽水, 直至基础施工完毕、回填土为止。

(2) 水泵选用。

集水明排水是用水泵从集水井中排水, 常用的水泵有潜水泵、离心式水泵和泥浆泵, 排水所需水泵, 一般所选用水泵的排水量为基坑涌水量的1.5～2.0倍。

3.2 基坑降水措施

(1) 降水即在基坑土方开挖之前, 用真空 (轻型) 井点、喷射井点或管井深入含水层内, 用不断抽水方式使地下水位下降至坑底以下, 变重力集水为真空集水, 使渗透系数较小的淤泥质粘土释水能力大大提高, 降水效果稳定可靠。同时使土体产生固结以方便土方开挖。

(2) 基坑开挖后坑壁上压力和水压力增大, 坑壁土体极易向坑内滑移, 所以为保证基坑支护施工顺利进行和周围建筑物的安全, 基坑开挖前, 宜在基坑开挖上口线外预先施工一排相互搭接的深搅止水帷幕桩。深搅止水帷幕桩设计和施工主要依据《建筑地基处理技术规范》JGJ79-2002及《岩土工程勘察报告》等要求进行。根据勘察资料, 该场地地层从地表至粉砂质泥岩可分为9层, 该层为相对强透水层, 无隔防止水效果, 深搅止水帷幕桩只能选择悬挂式, 深搅止水帷幕桩绕基坑施工呈环形闭合状, 这样不仅延长了坑内降水时坑外地下水的深流路径, 而且有利于坑内降水和坑外回灌工作的进行。

(3) 为减少井点降水对周围建筑造成的影响和危害。

(1) 采用全封闭形的挡土墙或其它的密封措施, 如地下连续墙、锁口钢板桩、灌注桩、旋喷桩、水泥土搅拌桩等, 将井点设置在坑内, 井管深度不超过挡土墙的深度, 仅将坑内水位降低, 而坑外的水位将维持在原来的水位。

(2) 根据工程实际情况, 适当地调整井点管的埋置深度;一般情况下, 井点管的埋设深度应该使基坑内的降水曲面在坑底下0.5m～1.0m;如在没有密封形挡土墙的情况下, 基坑降水不仅使坑内水位下降, 也使坑外水位下降。如果在降水影响区范围内有建筑物、管线等需要保护时, 可在确保基坑不发生流砂和地下水不从坑壁渗入的条件下, 适当地提高井点管设计标高。

1-排水明沟;2-集水井;3-离心式水泵;4-设备基础或建筑物基础边线;5-原地下水位线;6-降低后地下水位线

(3) 井点降水区域随着降水时间的延长, 向外、向下扩张, 若在两排井点的当中, 基坑很快形成降水曲面, 坑外降水曲面扩张较慢。因此, 当井点设置较深时, 随着降水时间的延长, 可以适当地控制抽水量和抽吸设备真空度。当水位观察井的水位达到设计控制值时, 调整设备使抽水量和抽吸真空度降低, 达到控制坑外降水曲面的目的。

(4) 采用井点降水与回灌相结合的技术, 在井点降水管井与需要保护的建筑、管线间设置回灌井点、回灌砂井或回灌砂沟, 持续不断地用清洁水冲洗, 以免土体发生孔隙堵塞, 降低土地渗透性能而影响回灌效果, 形成一道水幕, 以减少沉降。

(5) 为减少坑内井点降水, 减少降水曲面向外扩张, 防止邻近建筑物基础下地基土因水位下降、水土流失而产生的沉降, 在井点降水前, 在需要控制沉降的建筑物基础周边, 布置注浆孔, 控制注浆压力。