中国二十冶集团有限公司 201900
【摘 要】地下建筑在开挖时的深基坑支护成为一个必要的施工过程。本文以某高层项目深基坑支护为例，分析其施工特点以及基坑设计方案，探讨其降水工程。
【关键词】基坑支护；降水工程
1 工程概况
该项目拟建建筑物为2 栋3 层商业楼，2 栋高层商业楼，两层地下室。基坑形状呈不规则矩形，基坑面积27568m2，基坑支护周长约717m，基坑普遍区域开挖深度3.3m～5.4m，坑中坑深8.4m～11.1m，属于深基坑工程。
本基坑坑底是粉细砂层，粉细砂层为承压含水层，水位在地表下约1米，且地下水与基坑西侧河流有水力联系，水量较大；地下水降幅约3.7m（普挖区域）～9.4m（坑中坑区域），降水要求高难度大。该基坑BC及CD段安全等级为二级，其余各段为三级。本基坑内部采用管井降水，地表水采用明排。
2 基坑支护方案
2.1土钉墙支护
土钉长度6m，土钉钢筋采用HRB335Φ20，坡面采用土钉挂网喷射砼护面，设置泄水孔。基坑降水方案：采用?600管井降水，内放?273钢管，基坑四周井间距15m，基坑内普挖区域网格型布井，井间距网格型布置21.5m×21.5m。局部网格型布置12.0m×12.0 m。该方案采用钢管、塑料管，可以整根拔出重复使用；单位降水费用低等优点；适于渗透系数较大（10～250m/d），土质为砂类土，地下水丰富，降水深，面积大，时间长的情况，降水深可达50m以内，对于有流砂的地区和重复挖填土方的地区使用，效果尤佳。因该区域开挖深度较大，拟采用二级放坡喷锚支护设计方案；基坑其余部位，开挖深度较小空间较大拟采用一级放坡挂网喷砼支护。
2.2基坑放坡支护设计参数
一级坡均采用1：1坡比放坡，80~100厚C20砼喷面，面层内置-2@50x50钢板网，2~3层?16@1500L1000土钉固定钢筋网片。
二级放坡中，一级坡坡高为3.4m~5.6m，坡比为1：0.75，100厚C20砼喷面，面层内置?6.5@200x200钢筋网片，2~3层?16@1500L1000土钉。平台宽2m，二级坡坡高为5.0m~5.5m，坡比为1：0.5，100厚C20砼喷面，面层内置?6.5@200x200钢筋网片，3~4层?110直径钻孔锚杆，锚杆主筋采用1?20螺纹钢筋，长度6.0m~12.0m不等，水平间距@1500。C20砼喷面层配比为水泥：砂：石子＝1：2：1.5，水灰比为 0.4～0.5，采用标号 P.O42.5MPa 水泥、粒径不大于 2.5mm 的中细砂和粒径小于 5mm 的瓜米石。
3 降水方案施工
本基坑降水结合水文地质勘察资料及亳州张河附近基坑抽水经验，综合考虑基坑降水方案：采用?600管井降水，内放?273钢管，基坑四周井间距15m，基坑内普挖区域网格型布井，井间距网格型布置21.5m×21.5m。局部网格型布置12.0m×12.0 m。在深基坑埋置深于基底的井管，通过设置在井管内的潜水电泵将地下水抽出，使地下水位低于坑底。
3.1降水井结构
1）孔深：降水深度控制在基坑底1.0m以下，本基坑普挖区域降水井深度25m，其中实管9.6m，过滤管14.4m，深沉管1.0m；坑中坑区域降水井深度35m，其中实管9.6m，过滤管24.4m，深沉管1.0m；
2）孔径：降水井孔径为600mm。
3）井管：降水井井管采用直径273mm钢管。其中滤管部分井壁开孔、孔隙间距为?18孔@50mm，底层用10目钢丝网，并用60目尼龙网3-4层包裹并绑扎可靠。如下图所示。
4）滤料：井管外侧填料采用粒径2~3mm绿豆砂。成井后及时洗井，直至水色变清，并进行试抽，直至水量正常。
5）滤网：在含水层部位滤管外缠60目尼龙网3-4层，接头处的死管用塑料布包扎。
3.2降水井布置
考虑到均匀布置降压井的原则，避开桩基、承台和剪力墙等，现场实际排水井照片，降水井详细布置简图如下，降水井布置示意图如下图所示：
基坑周边地表面用C20细石砼进行硬化，硬化面做成5%反坡，防止雨水流入基坑，硬化区设置排水沟。
本基坑中开挖范围内土层为坑底为粉细砂层，有承压水分布，基坑开挖时要考虑承压含水层水头压力对本工程的不利影响。因此本工程基坑内需要设置降水井进行降水，具体降水井布置见相关图纸，降水井结构如下图所示。
对于浅层滞水和雨水，坑外设置截水沟，坑内采用有组织的明排抽水即可。
6 本基坑施工的建议
本基坑最大的开挖深度达11.1米，基坑开挖影响范围内涉及的地层多为细砂、粉砂层，渗透性强，基坑的关键是对地下水的有效控制。降水不力会导致基坑无法开挖，边坡失稳；过度降水又可能造成大量的地下水流失而导致周边地面、道路、建筑物的沉降，甚至导致市政道路、管线破坏。因此，建议一些有效的准备措施：
采用回灌井法，以减少水土流失；现场应预备足够的抢险应急物资、机械设备和材料，对于降水无法控制地下水位时，可采用坑外和局部深坑内补打轻型井点的补充措施；加强基坑监测，采用信息化施工。
对于开挖深度较大的区域，应适当地增加放坡坡宽和二级平台宽度，有条件的区域宜尽量卸载，并限制坑边地面的超载。
7结语：
本工程支护降水的优势为：
1、具有排水量大，降水深（>15m），不受吸程限制，排水效果好；井距大，对平面布置的干扰小；可用于各种情况，不受土层限制；成孔（打井）用人工或机械均可，较易于解决；井点制作、降水设备及操作工艺、维护均较简单，施工速度快；
2、如果井点管采用钢管、塑料管，可以整根拔出重复使用；单位降水费用较轻型井点低等优点；
3、渗透系数较大土质为砂类土，地下水丰富，降水深，面积大，时间长的情况，降水深可达50m以内，对于有流砂的地区和重复挖填土方的地区使用，效果尤佳。
综上所述， 基坑降水充分考虑基坑特点、土质条件、周围环境及工程要求等因素。降水方式在本工程中应用,取得了良好的支护效果和经济效益。根据监测结果表明：通过观测井的观测，地下水位基本控制在标高-13.000m左右。总工期短，可以随开挖随支护，基本不占用施工工期。与其他深基坑支护类型相比费用低，经济，可降低造价。为以后类似工程提供了范例。
参考文献：
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论文作者:孙超
论文发表刊物:《低碳地产》2015年第3期
论文发表时间:2016/8/18
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