[关键词]大型体育场馆 地基排水
0 引言
本文结合成都凤凰山体育公园工程，通过成都区域雨季雨量统计、地基排水能力，排水设施的施工、使用效果分析，系统性的介绍了在大型场馆中心岛区域利用松散卵石地基层作为排水系统的施工技术。结果表明，利用地基松散卵石自身排水能力进行排水，可以在一定范围内降低人员、机械设备的投入，节约了成本，有利于缩短工期。
1 工程概况
由于凤凰山体育公园工程地下水位较高（历史最高水位到509.00m，设计标高±0.000相当于绝对标高512.800，基础底部绝对标高506.700），本工程在基坑开挖之前已先于基坑周边设置84口降水井控制地下水位处于土方开挖面之下。工程整体基础持力层为松散卵石层，该地基具备一定的排水渗透能力。本工程足球场中心岛区域周边除西南、西北角位置的马道可通向外部道路，其他周边区域的结构均已在施工。由于周边主体结构施工期间均处于雨季，不宜将水排除，很容易导致积水影响中心岛区域工程整体进度。
通过对现有情况分析，拟采用松散卵石地基进行对中心岛区域积水进行排除。
中心岛排水系统管井布置如下：南北侧各设置3口排水井，东西侧各设置4口排水井。排水井设置方式为预制井筒+预制检查井。预制井筒底部设置在中心岛区域独立柱基础垫层最低标高位置，最低标高约为-6.1m。排水井与排水井之间砌筑连续排水沟形成环线，有利于及时排除雨水防止浸泡地基础。
排水系统平面布置如图1。
中心岛排水管平面布置如图2。
2 松散卵石地基自排水方案设计
2.1工艺流程
土方开挖及独立基础承台施工→网喷支护施工→独立基础柱施工→分段埋设预制井筒→土方分层回填（遂井筒埋设进行）→埋设预制井筒检查井→排水沟开挖→排水沟砌筑→水泵测试及安装
2.2施工方法
2.2.1 抽水井设计
抽水井采用成品钢筋混凝土预制管井分节安装，管井安装底口高度为-6.1m（独立基础垫层下口）。第一节预制管井安装完毕后在下口高度1m范围内填充鹅卵石，鹅卵石提前采用筛网过滤，粒径控制在40-100mm之间（粒径过大对竖向水流水压的缓冲效果不好，粒径过小容易导致堵塞的同时影响地基自身的排水效果）。卵石可通过现场丰富的土方资源获取（本工程采用稍密卵石层作为持力层，其卵石一般粒径为3～5cm，部分粒径大于10cm，其上部持力层为松散卵石，卵石一般粒径3～5cm，部分粒径大于8cm）。卵石填充之前需采用高压水枪冲洗干净，卵石填充之后可有效减缓雨水下落冲击力影响地基。
为保障排水管井密封效果，预制管井之间及预制管井和预制检查井之间接头处采用1：3防水砂浆封堵，外惨3%防水剂。
为了方便后期管井检查维修，管井顶口至建筑完成面1m范围内安装成品钢筋混凝土预制检查井。
抽水井施工断面详如图3。
预制混凝土管安装示意图如图4。
2.2.2 排水泵的选材要求
根据地勘报告显示，成都市属亚热带湿润气候区，四节分明，雨量充沛。多年平均降雨量947.0mm，年降雨日104天，最大日降雨量195.2mm，降雨主要集中再5~9月，占全年的84.1%。
根据施工计划部署的相关节点要求，中心岛管井排水系统形成之初各项分部分项工序还未完善，中心岛区域涉及体育工艺相关的排水施工需待金属网架安装形成封闭系统之后再予以施工。正式排水系统未形成之前中心岛区域将作为二次砌筑材料、钢结构材料堆场，在此期间车辆情况复杂，污水含泥量大。
根据上诉情况，为了防止泥沙含大量杜塞排水泵，排水期间将采用WQ黑色无堵塞排污泵,污水泵的型号采用80WQ40-8-1.5（参考值）。
2.2.3 其他相关要求
考虑到排水需求，本工程共设计中心岛西南、西北两个排水出口。基础预制井筒底部采用松散卵石层作为自然排水层，预留45°排水冲切角（即管井的侧壁距离基础边缘的距离需要大于基础厚度）。考虑到排水管井位于肥槽范围内，侧壁为新挖土方，施工之前需采用Φ8@300×300钢筋网（基坑深度小于3m）或Φ8@250×250钢筋网（基坑深度小于3m）+C20素混凝土做网喷支护，防止基坑垮塌。
本排水系统在中心岛正式排水管网形成前都将发挥排水作用。由于排水管井位于比赛跑道下方，当后续体育工艺相关排水管网完成之后，清除临时牌时管井下侧多余的淤泥，采用细石混凝土对管井进行封堵，封堵期间细石混凝土需振捣密实，避免后期水位过高可能导致地下水上翻的风险。
3 排水能力验算
根据地勘报告显示的成都市地区环境气象条件和地质因素参数，提前做好中心岛区域预制管井排水能力的验算，保证后期雨季期间提前预警。排水期间根据天气预报，事先做好排水系统相关设施部署、排水泵的维修及保养等工作。
3.1 计算相关参数
计算参数如表1
3.2 地基排水能力计算
中心岛暴雨期间积水量：
20000x195.5x(4/5)=3120m3（按暴雨集中时点考虑）
预制管井储水能力：
3.14x(0.7/2)2x6.1*14=32m3
按4-5小时分析中心岛积水排干：
每小时单井需排水量：（3120-32）÷14÷5=44m3/h；
单井排水能力：3.14x(0.7/2)2x28÷24=0.45m3/h；
结论：44m3/h＞0.45m3/h，暴雨天气要加设排水泵。
最大自然排水能力：
单井日排水能力：0.45x24=10.8m3
中心岛日排水能力：10.8x14=151.2 m3
单日处理最大降雨量：（151.2+32）÷200000=0.00916m=9.16mm
结论：日降雨量小于9.16mm的情况下，不需要加设排污泵（未考虑地面吸水率）
4 施工及关键节点处理
4.1 预制管井根部竖向水压的缓冲构造设计要求混凝土预制管井安装底口高度1m范围内填充鹅卵石，减小对地基土的冲击，且预制管井侧壁提前要求厂家预留排水洞口。
4.2 减少预制管井根部水流冲击影响独立基础下卧持力层的构造要求
预制井筒底部离基础边缘距离b＞基础高度h，保障45°排水冲切角，减小对地基土的冲击。
5结论
在方案实施过程中，平常情况下地基排水能力均可满足雨季排水量需求，保证了地下水的回灌的同时也不产生任何环境污染。该方案既节约了成本，又避免了雨季影响工期，为此类情况采用地基自身设计排水系统提供了参考。
参考文献
[1] 张永波，孙新忠 《基坑降 水手册》 , 2000 .
[2] GB 50268-2008 , 室外排水设计规范
[3] GB 50014-2006(2014年版) . 室外排水设计规范[S] . 2006
[4] 张在明著.地下水与建筑基础工程[M].中国建筑工业出版社，2001.
[5] 薛广雷,吕德龙. 绿色建筑给排水技术及具体应用研究[J]. 居舍,2018,(34):49.
[6] 李明宇. 基于绿色节能理念的建筑给排水设计[J]. 中国设备工程,2018,(21):197-198.
作者简介：赖锐，男，1992.11，本科，助理工程师，13440154757，1550255638@qq.com，四川省成都市天府大道北段1480号拉德方斯大厦西楼9层，610041。
论文作者:赖锐 杭宏飞 左廷忠 刘火明 魏爱生
论文发表刊物:《工程管理前沿》2019年19期
论文发表时间:2019/11/13
标签：管井论文; 卵石论文; 地基论文; 井筒论文; 区域论文; 中心论文; 能力论文; 《工程管理前沿》2019年19期论文;