深基坑及排水

深基坑及排水措施一、引言在地下水位较高的地区开挖深基坑，由于含水层被切断， 在压差作用下，地下水必然会不断地渗流入基坑， 如不进行基坑降排水工作，将会造成基坑浸水，使现场施工条件变差，地基承载力下降，在动水压力作用下还可能引起流砂、管涌和边坡失稳等现象，因此，为确保基坑施工安全，必须采取有效的降水和排水措施。一般情况下，在进行深基坑开挖施工时应具备如下条件：1) 基坑在开挖期间保持干燥状态；2) 保持基坑边坡的稳定和基坑底板的稳定；3) 不影响邻近建筑物及地下管线的正常使用。二、工程概况各土层的物理力学性质指标见表1。表 1各土层物理力学指标 ( 推荐值 )a1-2W GS e I P I LEScKf k土层名称-( MPakN/m3%MPakPam/dkPa1)素填土 ( 粘18.5192.60.718.-0.0.44.524300.0100土).2741600118.6322.60.921.0.20.26.68.7110.0160粘土.971748076粗砂19.9162.70.530103.0180.52919.9252.70.6325.05.0200砾砂25砾质粘性土 18.9272.60.815.0.00.44.825.160.1300.38134911全风化花岗19.4212.60.612.0.00.45.030100.5300.098602岩场地内的地下水埋深3.3 6.8m，主要含水层为砂层，为第四系孔隙潜水，主要补给来源附近江河。三、基坑降水方案设计3.1降深要求因本工程基坑围护结构采用人工挖孔桩， 为保证排桩的人工开发安全，降水设计时，将基坑降水和支护排桩的施工降水作统一考虑，务必保证使地下水位降到排桩桩底 0.5m 以下，且基坑中心线处要求降深 S 应低于开挖基底不少于 0.5m。勘察孔（井）布置勘察孔的布置应考虑多种因素，应能反应场地降水地质条件，根据沟槽或基坑的施工条、 周围建筑物及地下管线等应保持足够的安全距离，勘察孔布置在沟槽或基坑外， 但应控制降水含水层的空间分布。对于第四系地下水补给径流方向、基岩裂隙构造和岩溶发育方向，降水条件下有可能发生补给的越流含水层，要有足够的勘察资料和勘察孔（井）。勘察孔（井）由勘探孔、试验井、观测孔组成，应按表2进行布置。表 2降水勘察孔（井）数量表复杂程度勘探孔试验井观测孔简单111中等2 31224复杂324注每个含水层不应少于一个勘探孔/ 一个抽水试验井 / 一个观测孔 .勘探孔布置应能控制降水范围内地层的平面分布和查明坑基底部以下的含水层 . 勘探孔的深度 , 均质含水层最低要求在基坑深度2倍以上 ; 双层或多层含水层应了解基坑底以下可能产生水力联系的所有含水层 . 勘探孔的孔径不小于90mm。试验井布置试验井的布置应结合降水工程的需要，深度不小于降水深度的1.5 倍。试验井结合生产井，管井直径不小于300mm，孔直径不小于500mm。我国多数潜水泵外形尺寸为288mm，可以置入试验井中。置入深度位于降水深度下不少于2m。观测孔布置观测孔用于观测试验井抽水试验时的水位变化情况。 观测孔与试验井的距离为含水层厚度的 12 倍。观测孔深度应达到需要观测某一含水层的地层。孔径为 50100mm。在降水深度范围内，当遇有软土、盐渍土、红粘土、冻土、膨胀土、污染土、残积土等特殊土时， 应增加勘察孔和室内特殊项目试验。3.2降水方案适用于本地区的深基坑降水常用的只有明沟降水和管井井点降水。由于基坑明沟降水适用于降水深度不大的工程，因此，本工程采用管井井点降水， 同时基坑开挖也应设计明沟， 但它只是收集基坑中和坑壁局部渗出的地下水和其它施工时的地下水。3.3基坑涌水量计算和井点设计基坑降水的涌水量与场地水文地质条件、 基坑的形状大小及补给水边界条件等有关。 根据工程地质勘察报告所提供的工程水文地质条件，本工程降水按无压完整井计算。a. 最小要求降深 S。b. 影响半径 R0 查深圳地区建筑深基坑支护技术规范 (SJG05-96) 表取 R=100m。渗透系数 K 取降水深度范围内各土层的渗透系数加权平均值，经计算取K=1.0m/d。c. 确定井点管的埋置深度。假定井点管间距 20md. 基坑涌水量。采用大口井法来预测基坑涌水量。把窄长式基坑看作一个“大井”，其计算半径基坑涌水量为e. 计算每根井点最大出水量。f. 确定井点数。g. 降深验算。根据现场具体情况，计算出相应的数据，是否满足设计要求。以上各式中：3Q基坑涌水量， m/d;K含水层渗透系数， m/d;L基坑长度， m;H潜水含水层水头高度，m;S地下水位要求降深，m；S地下水位降深， m；R影响半径， m；H0井点管的埋设深度，m；H1井点管的埋设面至基坑底的距离，m；i 地下水降落坡度；B基坑宽度， m；X0基坑的假想半径，m；3q单井出水量， m/d ；l 0过滤器工作部分长度，m；r 0井点管半径， m；r i 各井点管至水位降深验算点之间的距离，m。h. 抽水设备选择。管井井点降水每一个管井单独用一台水泵进行抽水以降低地下水位。由于本工程降水深度较大，考虑到潜水泵安装简单、耗能少、效率高、成本低，可采用深井泵式潜水泵。根据管井井点的进水量，选用潜水泵号为： 1500QJ20-39/6。3.4方案制订根据基坑涌水量的理论计算和降深验算的结果，结合本工程的特点，沿纵向在基坑内南北两侧各布置一排井点，每排井点距排桩 1m，按 20m间距布置 26 根井点管，并在基坑中心布置观察井 4 个，以观测水位降深情况。四、排水方案设计1) 排水沟和集水井设置在排桩围护结构之外1m处。2) 基坑中的明沟与集水井随基坑的不断开挖而逐步加深， 其离开排桩不小于 0.3m，明沟的断面采用梯形，其沟底宽度为 0.3m。3) 集水井设置在基坑角或每隔 3040m设一个，其直径为 0.5m，深约 1.0m。井壁可用挡土板作临时支护，井底铺 0.3m 厚的砾石，以防泥砂堵塞水泵。4) 排水沟与集水井保持一定高差，集水井比排水沟应低0.5 1.0m，排水沟应比挖土面低0.3 0.5m。5) 用抽水设备将集水井中的水排至基坑外部， 严禁排出的水回流于基坑内。6) 雨期施工前应检查现场的排水系统，保证水流畅通。7) 人工挖孔桩施工时， 降水以管井降水为主， 辅以桩孔内污水泵明排抽水，边抽边挖。