摘要:随着经济的发展,人们对建筑量的需求越来越大,对建筑质量、基坑基础的要求也不断提升,基坑可以在原有工程上进行深化改造,而基坑施工中的地下水处理是极具挑战性的,是施工操作过程中难度较大的部分,处理不当可能导致基地土体位移和沉降,威胁附近建筑物、道路和管线的安全,造成重大的损失,从而影响其他各项工程的开展。
关键词:建筑工程;基坑施工;地下水处理
引言
近年来,经济快速发展,城镇化率不断增高,大中城市的规模不断提升,高层建筑随处可见,为了更好的利用地下空间,地下构筑物基坑工程日益增多,随之而来的基坑安全就显得尤为重要。在高水位地区首先就需考虑地下水的控制,以保证地下工程正常施工,控制和减少对工程环境的影响。
1地下水在建筑工程中的危害
一方面,地下水会导致软土基坑的沉降,基坑沉降通常有三种原因,可能是基坑太大导致变形,进一步的致使了支护结构的变形,从而催生了基坑的变形;可能是基坑底部的隆起,导致建筑工程周围的地层产生了侧向的移动;还可能是两侧压力差导致的围护结构产生水平的移动。由以上论述我们可以看到,地下水对基坑沉降有很大的影响,地下水会让坑底的土体隆起,所以坑底的围护结构就会移动,从而导致基坑形变,进而引发了基坑周围地层的移动。基坑开挖面下面的土体在有地下水的情况下,应力差变大,应力场状态产生变换,使得基坑形变。如果有地下水存在,就会影响基坑底部的软粘土地基,导致它们的天然强度变低,这种情况可能使得地基沉降量增加。另一方面,容易被水环境影响而发生形变。工程设计中通常是根据建筑工程场地的勘察资料,如果发生失误那么就等于把发生事故的可能埋藏在了软土基坑工程当中。从发生的许多事故中可以分析出,多数的基坑事故的发生都是因为在建筑过程中忽视了基坑周围的水体环境对基坑的影响。而避免和防止基坑发生形变进而出现事故的最好的最有效的办法就是让基坑远离周围水环境的影响。
2工程概况
2.1基坑概况及周边环境
某市德和•悦汇广场基坑长约176m,宽约80m~120m,基坑深度8.12m~12.27m。基坑东侧42m处为中大街,西侧10m处为一住宅小区,为支护考虑重点,南侧38m处为向阳路,北侧30m处为规划路,基坑安全等级西侧为一级,余为二级。水位埋深4.4m~7.0m(标高423.61m~424.09m),水位降深5.0m~7.5m。基坑开挖深度内土质为粉土、细砂及粉质粘土。
2.2地下水控制方法
本工程实际开挖深度为12.42m(超过设计),局部电梯井深度为16m。基坑监测数据表明,各项位移指标在可容许范围内,但是在基坑降水过程中出现了较多问题,未能完全达到业主及设计要求,值得认真思考和总结。依据工程地质及水文地质条件、基坑周边环境,该基坑地下水控制采用隔水帷幕+坑内管井进行基坑降水,隔水帷幕为双排水泥土搅拌桩,桩长以插入坑底8m为原则,桩径500mm,搭接宽度150mm,有效桩长16.0m,降水管井深度以插入坑底7m为原则,孔径600mm,井径400mm,井间距15m,井深15.0m,设计共布设79口井。
3地下水控制工程施工把握的要点及应对措施
3.1隔水帷幕
该工程隔水帷幕采用双排水泥土搅拌桩,水泥用量60kg/m,开挖至距坑底0.5m~1.5m时,基坑东侧发现帷幕桩开叉,出现较大漏水,甚至携带砂土,基坑南侧、西侧局部地段发现渗水点,及至开挖到坑底漏水点、渗水点更多(特别是基坑东侧),虽及时采取了措施对漏水点进行封堵,沿坑底边布设排水沟进行明排,但延缓了总工期,使土建方垫层施工不能按计划进行,造成了很大的被动。
帷幕桩质量出现问题是导致帷幕漏水、渗水的主要原因,主要表现在桩的垂直度、桩的搭接宽度、桩的水泥用量及机械状况方面把控不严,未严格按技术交底及技术规程施工。
3.1.1垂直度
场地不平整,桩机架不稳是影响垂直度的首要因素。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆搅拌桩机械较重(10t),施工时对工作区只进行简单的平整,且未经压实,难以保证钻机的水平度和垂直度,桩的垂直度自然也难以保证;在施工过程中,钻头要经过软硬不同的地层,就会导致桩机架不稳,甚至摇摆,操作人员不及时对钻机的水平度和垂直度进行调整,也会导致桩的垂直度偏大。这两种因素致使帷幕桩开叉,出现漏水,严重影响基坑安全。
应对措施:对钻机行走区域进行平整,高差应在钻机支腿可调范围内,并进行压实,设置水平尺及垂直标尺,随时检查机架的垂直度和水平度,及时调整。
3.1.2搭接宽度
设计要求帷幕桩的搭接宽度为150mm,由于场地未经平整及压实,桩位测放采用钢卷尺量测、定位就会出现较大的偏差,再加上现场技术人员复核不到位,施工时,操作人员质量意识差,未按测放桩位对准施工,桩位自然就会出现偏差,搭接宽度难以保证,就会形成帷幕桩出现开叉,坑壁漏水。
应对措施:施工前应对操作人员进行严格的技术交底,增强质量意识,使操作人员明白搭接宽度不够,帷幕桩出现开叉的严重性和危害性,技术人员应加强现场检查,要有责任心。
3.2降水管井
该工程设计布设79口降水井,井间距15m,基坑未大面积开挖时基本按设计要求施工70余口,但随着基坑的开挖,降水的全面展开,及至开挖到坑底时,毁坏的井和因井的质量不能使用的井,使得有效井数锐减至不足40口,致使降水效果明显降低,导致业主对降水多有责备,不得已重新布井,由于基坑全部开挖,好多井不能合理布设,只好哪里水降不下去,就在哪布井,甚至挖坑明排,被动降水,以保证降水速度。导致管井降水效果低下的主要因素就是管井的毁损、管井的质量及管井运行的维护。
3.2.1管井的毁损
基坑开挖时,就管井的保护及损毁的危害性,未积极与开挖方沟通;降水过程中,对管井也未采取有效的保护措施、设置明显的警示牌;基坑开挖过程中,现场值班人员对管井的保护未起到积极的监管,责任心不到位。上述原因致使不少管井被填埋及车压,遭到毁损。
应对措施:开挖前,主动与开挖方就开挖步骤、坡道留设及运土车辆行走路线进行沟通,就管井的保护达成一致,做到既不影响开挖也不毁损井的目的;由于土方开挖多是夜间,应对车辆行走附近的管井进行保护,如用架子管围圈起来,设置警示灯醒目显示;现场值班人员要勤检查,勤巡视,对重点部位(管井易毁损处)要值守。
3.2.2管井的质量
管井施工过程中,技术人员未能严把质量关,就井的深度、下井管前泥浆的置换、下井管时两井管的连接及垂直度、滤料的投放量、洗井等关键环节未进行认真检查及验收,致使部分井还未启用井深就严重不足,无法使用又重新洗井,效果不尽理想。在后续的降水中仍有井由于质量问题(沉沙量大)出水量小或无法使用,甚至掩埋了水泵,导致实际运行的井数量减少,降水能力降低。
应对措施:设专人就管井的施工进行监管和验收,关键环节必须到场监督,如井深、管井下放、滤料投放、洗井(含砂率),才能保证井的质量,从源头上为基坑降水打下良好的基础。
结束语
高层建筑随处可见,地下构筑物基坑工程日益增多,在高水位地区首先就需考虑地下水的控制,以保证地下工程正常施工,控制和减少对工程环境的影响。以某基坑工程为例,采用降水与隔水两种方法组合使用进行地下水控制,就工程施工过程中引发的实际问题及应对措施予以认真的分析和总结,对类似工程有很好的借鉴作用。
参考文献
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[4]孙忍先,李东阳,李维.深基坑中地下水的处理方法[J].施工技术,2016, 45(S1):184-186.
论文作者:王欣1,王耀翔2
论文发表刊物:《基层建设》2019年第2期
论文发表时间:2019/4/24
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