降水设计在深基坑支护施工中应用分析

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　　摘要：笔者根据多年的工作经验，对降水设计在深基坑支护施工中进行了详细了分析，供同行参考。
　　关键词：深基坑支护；建筑施工；降水设计；应用分析
　　1工程基本情况
　　本工程地基土层分为上下两层，上部为人工杂填土、粉土和细砂层，厚度为4.1～7.2m；下部为不同密实程度的砂石层，以下为强风化至中风化岩层。基坑护壁工程的主要目的：①给主体工程施工提供相应的交通通道；②确保主体工程地面以下工程的正常施工；③保护紧邻建筑物安全。
　　2基坑护壁工程设计
　　2.1设计采用参数
　　2.1.1基坑护壁
　　超载：采用10kN/m2；上部软土层符合平均厚度5.8m。采用的土层力学参数见表1。
　　
　　2.1.2降水井
　　渗透系数；
　　含水层厚度H=24m。
　　为保证基坑水位降低满足护壁人工挖孔桩及基础筏板施工要求，在基础底面以下1m，取水位降低值S=6.6m；
　　
　　式中：F为基坑的平面面积；为降水井影响半径。
　　2.2设计原则、方法及主要成果
　　2.2.1设计原则
　　确保基坑工程施工不危及紧邻建筑物，并保证进出便道不受影响；充分利用给定建筑红线内的空间进行布置；在技术可行、安全可靠的前提下，尽量经济；工程布置考虑抽排水有效条件下施工和运行。
　　2.2.2设计方法
　　（1）基坑护壁工程。
　　采用库伦土压力公式法进行了多种土层的土压力计算。
　　（2）基坑降水。
　　按无压完整井环形井点系统计算。
　　2.2.3人工挖孔桩加放坡开挖、挂网抹水泥沙浆方案
　　（1）人工挖孔桩部分。
　　该方案布置了三类桩，设计桩距均为2.5m，根据实际情况可进行适当调整桩径：一类桩、二类桩为1.2m；三类桩为1.0米，桩护壁层厚度10cm；桩长：由桩顶标高-1.5m算起，一类桩长12.7m，二类桩长12.5m，三类桩长9.6m；桩的数量：一类桩31根，二类桩47根，三类桩10根，总共88根。为使各桩形成整体受力，布置0.8m×0.5m的混凝土圈梁，梁面标高-1.5m，梁底标高-2.0m（未包括梁底垫层厚10cm）。桩间护壁方式根据地质条件分为3种情况，即较好，较差，差。针对不同情况确定不同的处理方式。
　　（2）放坡开挖挂网抹水泥砂浆护坡部分。
　　钢筋网抹水泥砂浆护坡工程应与基坑开挖同时进行。为保证坡度满足设计要求，保证平整度，在靠近设计边坡附近，应停止使用大型机械开挖，必须采用人工开挖，以免过分扰动边坡土体，造成塌方。
　　（3）降水井的布置和排水。
　　降水井深度为23m，其中沉淀管长2.5m，过滤管长5m，经计算共设14个降水井。布置1＃号、2＃、3＃、4＃降水井，降水井紧靠护壁桩，距离0.5～1m；布置5＃、6＃、7＃、8＃降水井，降水井距开挖坡口线0.5～1m；布置9＃、10＃、11＃、12＃降水井，该井距坡口0.5～1m；北面布置13＃、14＃降水井。
　　3施工
　　3.1降水井施工
　　施工工序：①放井位；②人工挖深坑埋护井圈；③机械凿井至设计标高；④下预制井管；⑤填反滤料封孔口；⑥活塞洗井⑦空压洗井；⑧试抽水。
　　3.2人工挖孔
　　施工工序：①挖孔→②支模→③校中→④绑扎护壁钢筋→⑤浇筑护壁混凝土→⑥拆模，再挖下一节直至设计孔深→⑦钢筋制作安放→⑧桩芯混凝土浇筑。
　　3.3桩间护壁
　　桩间护壁采用铺设电焊网，施工工序：①清挖到位→②铺网→③焊接钢筋→④初抹水泥砂浆→⑤二次补抹。
　　3.4喷锚施工
　　（1）土层边坡施工工序：①清坡到位→②锚杆施工→③钢筋铺设→④喷射混凝土→⑤灌浆；
　　（2）砂石边坡施工工序：①清坡到位→②铺设、焊接护坡钢筋→③初喷混凝土→④锚杆施工→⑤加焊锚杆连接钢筋→⑥二次喷射混凝土→⑦灌浆。
　　4施工过程中遇到的几种特殊情况的处理
　　4.1特殊情况的弥补方法
　　本工程最主要的不利影响是地表水。该工程中的地表水具有来源不明、流量大小不一、随时变化起伏等特点。本工程及时采用了以下方法进行弥补：
　　（1）明泵排水。对于渗水量较小的孔采用污水泵井内明抽边抽边挖，采用这种方法法效果明显；
　　（2）井内堵水。对于有小股集中流水、断管流水，采用明排无法排干的，改为在井内采用水泥掺加水玻璃速凝剂、破布堵缝等方式堵截水源，待渗漏水量相对较小后再用水泵进行井内排水；
　　（3）井外堵水。对于大股集中流水、水压高、井内无法堵截的，采用染色剂、探槽查找水源，井外开槽灌混凝土堵水；
　　（4）集水疏导。对于水源情况复杂、无法确定水源方向的桩孔，采用开挖集水坑，集中抽排的办法处理；
　　（5）表面降水井。对于水源情况复杂，而场地又无发开挖集水坑的条件时，则采用打浅层降水井，专门抽排地表水的方法处理。
　　4.2适当调整设计方案
　　（1）由于局部大量地表水渗漏，而且土建施工削坡超挖，边坡过陡、机械冲击等原因造成了局部垮塌。根据现场实际情况及时将原挂网抹水泥砂浆护坡调整为锚喷支护；
　　（2）对于桩间土体流失造成空洞的情况采用清土至稳定土体，浇筑钢筋混凝土承重拱梁，上部做成砖砌挡墙，并将空洞回填砂石反滤料；
　　（3）饱和松散的坡面土体采用人工清除松散土，回填反滤砂石料、覆盖土工布，再铺钢筋网的办法处理；
　　（4）对于上部松散土，水量又较大的区段，采用支模现浇混凝土的办法进行护坡和堵水。
　　5工程效果
　　5.1进度方面
　　在工地情况复杂多变，地表水处理困难重重，交叉施工干扰较大的情况下，参建各方共同努力，克服了重重困难。
　　5.2质量方面
　　该工程的主要目的是保证主体工程顺利施工。主体工程已完成，基坑处理工程已顺利完成使命，在主体工程施工时未产生任何负面影响。
　　5.3施工安全方面
　　在人工挖孔桩施工中，地表水是对施工安全的最大威胁。由于采取了抽、引、堵、截一系列措施并进行科学管理，加之对护壁圈混凝土施工的严格把关，从而取得了该工程在保证质量、工期的前提下，未出现任何人身伤亡事故。