浅析深基坑地下水渗漏的处理方法论文_苏海兵

摘 要:本文结合西安渭北综合医院工程实际,详细介绍了基坑渗漏水的原因分析,阐述了渗漏水的处理方法以及施工流程。

关键词:深基坑;渗漏;方法

1.工程概况

西安渭北综合医院项目位于陕西省西安市临潼区渭水以北,属于西安渭北工业区临潼现代工业组团地块内。北临渭水三路,西临秦王西路,南临渭水二路。项目总占地面积198亩,总建筑面积约175680㎡,主要有急诊中心、门诊部、医技楼、肿瘤研究中心、健康管理中心、感染科、住院部、康复中心、科研办公中心等建筑物。其中住院部地上14层,建筑高度56.7m,其它裙房地上2层~4层,最大建筑高度23.2m。建设总投资122230.63万元。

2.水文地质情况

场地地形较为平坦,局部有起伏,拟建场地地貌单元属渭河河漫滩,根据岩土工程勘察报告,场地地层自上而下依次为黄土状粉质粘土、粉砂、细砂、中粗砂、粉质粘土等。稳定水位5.5~9.3m,相应标高为348.89~350.1m,属于潜水类型。主要以大气降水和地下径流补给为主,以地下径流和人工开采排泄为主,水位年变化幅度2.0m。各层地基土主要特征描述见表1。

表1 地基土主要特征描述

3.基坑支护及降水设计概述

医疗综合裙楼设置一层整体地下室,局部二层地下室,±0.000为358.0m,原始地貌平均高程约357.6m,基坑平面尺寸南北长约205.5m,东西宽约208.5,m,底口线周长1138.2m,筏板基底标高344.55~351.45m(未考虑集水坑、电梯井),基坑实际开挖深度6.2~13.1m,地下一层与地下二层高差段深度为5.5m。结合《开槽坐标图》《岩土工程勘察报告》及场地周围环境条件,基坑支护和降水设计方案为:

 3.1 对于基坑周边场地空旷,无构筑物影响的位置选用放坡+土钉墙+锚索支护形式;

 3.2 对于基坑坡顶无放坡距离或坡顶存在构筑物或管道管线影响无放坡条件的采取锚拉排桩支护形式,最大降水深约6m水位降至基底以下0.5m;

 3.3 基坑降水采用坑外管井结合积水明排方式降水,降水井间距13米、井深25米,降水渗透系数按30m/d考虑。

4.降水效果不理想和原因分析

施工中,基坑土方开挖距筏板底标高0~3m时,局部地质提前出现了“④中粗砂”与“⑤粉质粘土”分界层,呈现高低起伏波浪线状,潜层水从分界线流出;负二层筏板集水坑和电梯井降水位应控制在-16.5m以下,部分潜层水自砂层渗入坑井内,导致土方开挖难度加大,后续工序无法展开,影响施工进度。根据现场实际情况和降水效果实测得知,产生渗漏水原因有以下几点:

 4.1 建筑规划设计方案图变动和地下室布局进行了调整,勘察单位未重新增设勘探点,且勘探点布置间距较大20~34m,不能准确地反映建筑物周边地下地质情况。

 4.2 降水井较深,深入粉质粘土层,粘土层渗水较差,导致降水井超长部分基本失去降水效果。

 4.3 降水井降水时周边水位呈漏斗形,漏斗底部提高时,有效降水面积大大缩小,导致部分地下水未渗入降水井而直接从分界层流出。

 4.4 基坑面积较大,本工程地貌单元属渭河河漫滩,砂层与土层分界不明显,砂层厚度均匀不一,部分渗流水自砂层渗入坑井内,形成现有渗漏水局面。

5.处理措施的施工方法及工艺

从实际情况出发,准确找出渗漏流水分界层根源部位,认真分析现场渗漏水现状和形式,采取截、堵、引、排等原则,标本兼治,一次到位,拒绝隐患存在、节约成本。

 5.1 分界渗漏层距筏板底标高为1.5~3m范围施工方法(见图解1)。

 5.1.1 先将此深度范围的原土钉墙支护变更为锯齿钢板桩支护,沿基坑坡脚控制线打入钢板桩,深度控制在基坑底标高以下1.0~1.5m范围,保证基坑边坡稳定安全和空间平面尺寸。

 5.1.2 在钢板桩外侧的粉质粘土层中设置集水井和排水沟,先开挖和安装成品集水井,按照砂与土分界层渗流水的实际起伏状况,由高向低确定排水方向,人工修理把渗流水引流至集水井中,然后开挖和安装200mmPVC成品排水沟。

 5.1.3 土钉墙面层混凝土喷射施工完后,支护坡脚的渗漏流水层与排水沟间裸露的粘土层采用速凝砂浆进行封底,确保全部的渗流水顺畅排至排水沟中。

 5.1.4 分层分段开挖钢板桩内侧的粘土层直至设计基底标高。

 5.1.5 减少了此范围内放坡土方的开挖和回填量,节省了土钉墙施工,钢板桩即可回收利用,节约施工成本、提高施工进度。

图1 图2

5.2 分界层距筏板底标高0.0~1.5m范围施工方法(见图2)。

5.2.1 保持原设计土钉墙支护形式不变,按照基坑支护设计坡比,分层分段直接开挖至基础底标高。

5.2.2 人工修正完边坡后,沿着砂土分界线在渗流水严重的位置点采用直径?6mm的钢筋插入砂土中做好标识标记,立即在坡面上喷射20~40mm厚C20底层速凝混凝土进行封面。

5.2.3 开挖直径?1m圆状集水井坑,深度1.2m,把废旧油桶在井坑中安放好,侧壁空隙用粘土回填密实,先将渗流水疏导至集水井,然后开挖和安装成品排水沟,采用焊接方法处理好集水井与排水沟交接接缝。

5.2.4 制作安装泄水管:PVC管长度2m左右,直径?32mm,在PVC管一端50cm范围内的管壁上均匀布设5mm泄水孔眼,并用透水土工布包裹绑扎牢靠,选用?50mm钻孔机器在已标记的渗流水位置点平行砂土分界线进行钻孔,成孔深度50cm,安装制作好的泄水管,把流水直接排到水沟中,孔洞与泄水管周围的空隙用速凝砂浆封堵密实。

5.2.5 施做完剩余土钉墙面层混凝土后,对仍然存在严重渗流水的部位增设泄水管,达到疏导泄水的目的。

图3 图5

5.3 分界渗流层在筏板底标高以下基坑坡脚础的施工方法(见图3)。

5.3.1 将砖砌集水井变更为成品集水井--废旧油桶改造(直径80cm,高度120cm),在油桶的侧壁上采用冲击电钻钻孔,孔径为?5~8mm,并且交错排布均匀,外壁用透水土工布包裹严实、铁丝绑扎牢靠,达到过滤隔渗和防滑落效果。

5.3.2 在原设定的集水井中心位置,以0.5m为半径在基底画圆形,在圆形线上采用直径?25mm螺纹钢筋作为支护桩,间距为10cm,打入基底标高以下1.5m,人工掏除支护桩间的砂土至基底标高-1.2m处。

5.3.3 放置成品集水井,桶的外侧与坑壁间空隙用碎石回填密实。

5.3.4 将砖砌排水沟法改为透水盲沟导流法,开挖安装直径300mm壁厚50mm的透水盲管,将渗流的地下水引入降水井内,再由水泵抽排在基坑外。

5.4 筏板基础中部电梯井、集水坑内渗流水的施工方法(见图4、5)

5.4.1 机械配合人工开挖集水坑、电梯井基坑,按照设计放坡角度进行边坡修整,在基坑底部中央位置开挖直径1.2m深度1.8m圆状形基坑。底部铺设30cm厚碎石滤水层,安装直径50cm预制透水管、壁厚6cm、管高1.5m,管壁周围用碎石对称均匀分层回填密实。

5.4.1.1 基坑底以下全为中粗砂地质时,采用直径?25mm螺纹钢筋作为支护桩,间距为15cm,打入深度2.2m,边开挖边抽渗流水。

5.4.1.2 中粗砂与粘土层分界线处在集水坑和电梯井放坡的边坡上时,在坡脚四周的粘土层中设宽20cm、深15~20cm的土质截水沟,将砂层渗流出来的水抽到基坑外。基坑开挖和透水管安装完成后,将此坑井设计基底标高降低30cm,四周边坡均外扩20cm,铺设砂夹石(石:砂=7:3)夯实,达到滤水和褥垫层作用。

5.4.2 透水管顶端安放加工制作的后封式止水阀兰装置(图5),先进行准确计算和精准定位,确保其立管位于筏板钢筋网片的中央,防止与钢筋安装发生冲突,然后调整其垂直度和平稳性。

5.4.3 安装抽水设备(管线和水泵),将透水管中的水位降至基坑底标高以下0.5m,并保持稳定状态,甚至干涸。

图4

5.4.4 按照设计构造要求,依次施工混凝土垫层、防水卷材和保护层。注意防水卷材与止水法兰装置交接处的上翻细部做法,达到防水全封闭的要求。

5.4.5 筏板钢筋网片安装完成,混凝土先浇筑至中部法兰上方5cm位置,保留钢管外露5cm,外露钢筋做防锈处理,及时对井坑顶部和四周进行安全防护。地下车库主体结构和基坑侧壁回填施工完,撤除抽水设备,在透水管内灌入掺加了速凝剂的干硬性砂浆,灌满捣固密实,加盖封堵法兰上口,采用提高一个强度等级的微膨胀混凝土浇筑至设计标高。

6.结束语

深基坑降水是个复杂的问题,影响的因素众多,选择合理的降水方法和措施,对于疏干基坑、稳定边坡的作用十分重要,而且安全经济,为下一步开挖和施工创造有利条件。

参考文献:

[1]建筑施工手册(第六版)

论文作者:苏海兵

论文发表刊物:《建筑实践》2019年38卷21期

论文发表时间:2020/3/14

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