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深基坑降水及支护施工技术【摘要】文章结合本地区污水提升站及污水截流管道工程深基坑施工实例，介绍了深基坑降水、开挖及支护技术和施工方法。【关键词】深基坑支护井点降水0前言深基坑工程经常遇到地下水位高、土壤粘聚力指标较低、流沙层等不利条件，因此，施工前必须了解掌握工程所在地的地质情况，以便有针对性的制定科学合理的施工方案。为此，在大庆乘风湖污水提升站及污水截流管道工程深基坑施工中，结合设计单位提供的工程地质资料进行认真研究，制定了切实可行的施工方案，通过经现场实践取得了很好的效果，圆满的完成了该工程施工任务。1工程概况：1.1提升站土方开挖情况：开挖深度挖至－9.65米，局部加深至-10.96米。本工程地下水位在地表下－2.0米左右处，为防止污水池上浮池底设126根混凝土灌注桩基础。粘土层粉砂层粘土层粉砂层粉土层素土层1.2.1素土层：厚度约2.2-3.2米。1.2.2粉土层：厚度3.5米，渗透系数K=1.0×10-4cm/s。粘聚力20kpa,内摩擦角25度。1.2.3粉砂层：厚度约3.3米，渗透系数K=1.0×10-3cm/s。粘聚力为0,内摩擦角30度。1.2.4粘土层：粉沙以下均为粘土层。1.3施工条件：1.3.1总工期紧，中间6、7月份又逢雨季，施工中重点考虑防雨降水措施；1.3.2地理条件：受环境因素所限，工程处在乘风生态园内，周围是绿地树木和园区景点，施工场地狭。煌诔龅耐练骄偷匦度牒边护岸处，场地内运土施工难度大。1.3.3有利条件：交通方便，水电齐全。1.3.4不利条件：由于土质情况较差，基坑挖出土方倒运需修路；地下情况复杂，粉砂层较厚，施工中易出现流沙塌方滑坡。2降水、支护方案设计2.1降水降水方法有明沟排水、轻型井点降水、喷射井点降水及深井（管井）井点降水等，而明沟排水、轻型井点降水尤为常见，且易于操作管理。轻型井点降水是在工程外围竖向埋设一系列井点管深入含水层内，连接管与集水总管连接，再与真空泵和离心泵相连，进行抽水，使地下水位降低到基坑底以下。根据本工程特点及施工条件，我们采用明沟排水及井点降水相结合，在井点降水的基础上，在施工区域内挖临时排水沟，用堵、截法引排坑顶水，在深基坑内挖集水池用潜水泵抽水集中将集水坑坑底水抽出坑外。2.2支护基坑开挖后遇软弱土层，易滑坡塌方，故需进行支护。深基坑开挖支护有多种，板桩是在开挖时用机械沉入土中构成一排连续紧密的薄墙，作为基坑的支护承受土和水产生的水平压力，并依靠他打入土内的水平阻力以及设在桩上部的拉锚或支撑来保持支护的稳定，由于其强度高，连接紧密可靠，打设方便，费用低，应用最为广泛。在本工程中采用压入成排钢桩，桩间用多合板挡土的方法。3施工方法3.1轻型井点降水方案3.1.1施工准备根据施工图纸及地质kok电子竞技，分析降水过程中可能出现的技术问题和采取对策，核对平面标高和坑底标高，掌握设计内容及技术要求、质量要求，熟悉土层地质，水文勘探资料，搞清地下构筑物，基础平面与周围地下设施、管线的关系。3.1.1.2组织好施工机具，并对各设备机具检查修理。3.1.2降水施工方法3.1.2.1采用四级井点降水，井点管环状布置。第一级在原自然地坪环状布置安装井点管，环状边长70×70m，井点降水管长度采用6.5m（地上预留0.3m接软管，插入土层6.2m，滤管长度0.8m）。经现场试验测定当降水半径在5m左右时降水坡度曲线I=1/15。第一级井点降水24小时后开始挖土，边坡为1：1.5，挖土深度为-2.6m。基坑底-2.60基坑底-2.60自然地坪-5.50-8.701.03.90.83.80.84.21.5一级井点管二极井点管三级井点管四级井点管钢板桩支护-10.65.6.653.1.2.2机械挖土至-2.6米时进行安装二级井点降水管及设备，24小时降水，并修筑施工坡道，放坡1：1.3，挖土深度为-2.9m。3.1.2.3机械挖土至-5.5米时进行安装三级井点降水管及设备，放坡1：1.3，挖土深度为-3.2m。3.1.2.4在此标高处利用机械一次性挖土达到施工标高-8.7m，安装四级井点降水管及设备，放坡1：1.3。机械挖土至-9.2米时设钢板桩围护。3.1.2.5井点滤管采用高压水枪注射成孔，将井点滤管插入，连接总水管及机组。3.1.2.6把水排到建设单位指定地点。3.1.2.7临时用电电缆直埋。3.1.3主要施工流程定位放线→基坑开挖→挖集水坑→井管安装→泵集水管安装3.1.3.1定位放线：根据建设单位指定的控制点及有关的施工图确定基础边线，在根据工程的结构尺寸及挖土边坡，施工面系数，确定井点滤管位置。3.1.3.2挖集水坑：机械挖土至-9.65米时，沿池四周用人工挖宽0.5米深1.0米一条排水沟，在四角设置集水坑，放置直径为50的污水泵，24小时抽水。3.1.3.3井管安装：检查每根滤管是否堵塞，滤布包扎严紧，井管通过高压水枪喷射成孔后将滤管插入地下，井管间距为1米。井点冲孔深度应比滤管底深0.5米左右，保证抽水通畅，防止漏气，最后接通总管。3.1.3.4设备安装：检查、试验降水设备运转是否良好，每50根井管为一台机组，设备安装牢固，必要时采用挡土板，防止塌方。井点全部安装后，必须先试验，检查接头有无漏气，有无淤塞，出水是否正常，如有异常情况，立即检修好，运行后要连续抽水，不要时抽时停，防止滤管堵塞；控制时间，使抽水均匀，正常出水规律是“先大后小”“先浑后清”如不出水或出水较浑、有清有浑应立即检查修理。3.1.3.5明沟排水：为防止降雨进入基坑，在总管外侧挖集水沟、集水坑，坑内设有临时水泵，及时检查整个降水情况和效果并做好检查记录。轻型井点降水计算：3.1.4.1井点级数计算根据已知条件，基坑井点系统采用环圈布置，距坑口边缘1.0米设置井点连接集水总管及一级降水井点管，要求降水深度为10.65米以上。由于井点最低设置至不透水层粘土层，H=10.65+2.3＝12.95米，井点管长选用6.5米，滤管长0.8米，可按无压完全井进行计算。自然水位在-2.0m处一级井点降水管插在自然地坪处，管总长6.5m土层上方露0.3m,滤管长0.8m,每级距边坡水平宽度0.8m，土层内管有效长为5.4m；粉土层厚度约为-6.7m，基坑降水深度要求不少于=10.65+0.5=11.15m粉土层渗透系数K=0.09m/d粉沙层渗透系数K=0.9m/d，降水坡度曲线I=1/15，一级井点降水底面长宽均为70m,降水曲线距基坑高度0.5m，井点管有效长度=6.5-0.3-0.8=5.4m。一级挖土深度=井点管有效长度-降水半径×降水坡度曲线I-0.5=5.4-70/2×1/15-0.5=2.6m；放坡宽度=2.6×1.5=3.9m。二级挖土深度=井点管有效长度-降水半径×降水坡度曲线I-0.5=5.4-（68/2-3.9）×1/15-0.5=2.9m；放坡宽度=2.9××1.3+0.8m=4.6m。三级挖土深度=井点管有效长度-降水半径*×降水坡度曲线I-0.5=5.4-（68/2-3.9-4.6）×1/15-0.5=3.2m；放坡宽度=3.2×1.3+0.8m=5m，基坑降水深度=8.7+0.5=9.2m。四级挖土深度=10.65-（2.6+2.9+3.2）=1.95m。故采用四级井点降水可以满足施工要求。3.1.4.2井点管计算影响半径R=1.95×SHK=20.3m降水深度S＝10.65+0.5-2.0＝9.15米渗透系数K＝1×10-3cm/s=0.9m/d假想基坑半径x0=F＝70×70＝39.5米π3.14抽水影响半径R＝1.95SHK＝1.95×9.1512.95×0.9＝1.95×9.15×3.414＝55米（2H-S）S1.366×0.9×（25.9-9.15）×9.15基坑总涌水量Q＝1.366K×4=lgR-lgX0〔lg55-lg39.5〕188.4188.4===1256m3/d1.74-1.590.15φ48管线满足该井点降水流水量单井出水量q＝65πdL3K＝65×3.14×0.042×0.8×30.9＝65×3.14×0.042×0.8×0.965=6.6m3/dQ1256井点管根数＝1.1q＝1.1×6.6=209根（70+70）×2井点管间距D＝=1.3米209考虑地下土质情况不均匀土壤疏松透气性较大等不利因素，井点降水管间距取为1米。（70+70）×2（60.2+60.2）×2（51+51）×2井点管数为n＝+++111（39.5+39.5）×2+16=280+267+204+158+16=925根原三级井点降水为（45+45）×2×3/1=540根增加量为925-540=385根由于第二层、第三层土质分别为粉土层、粉沙层，考虑其土壤疏松，透气性较大，不利井点降水，为了保证降水质量，故将井点降水管间距缩小。3.2土方支护方案3.2.1施工流程测量放线→分层开挖→排水→修护边坡→钢桩支护→人工整平。支护方案3.2.2.1在四层土结构中第三层粉砂层厚约3.3米，靠近坑底，地质kok电子竞技提供该土层粘聚力为c=0；依据挖方放坡最大高度计算理论，当边坡的坡度角大于土的内摩擦角，粘聚力c=0，此时边坡的任何高度都将不稳定，易产生滑坡。当边坡的坡度角小于土的内摩擦角，边坡土体才能相对稳定。因此必须改变原有粉砂层坡角方可防止滑坡等现象。根据地质资料显示，第三层粉沙土的内摩擦角为23。，考虑如果施工时，大放坡使坡度角小于23。，但由于施工现场操作面不够，所以考虑用钢桩挡板支护。对粉砂软弱土层根据边坡失稳时推力大小、方向、作用点等支挡结构，具体如下：采用4米长20#槽钢用挖沟机打入地下2米，地上留2米作挡土桩（保证粉砂土坡度角28.6?小于土的内摩擦角30度），间距0.5米，在槽钢之间用20mm厚多和板加60mm×90mm支撑三道，见下面简图。2m多和板20#槽钢粉砂层粘土层2m多和板20#槽钢粉砂层粘土层28.6?3.3m2.5m2m编制袋围堰基底3.2.3护坡支护槽钢强度复核：被动土荷载q=γHK=18×1.5×0.333=8.99KN/m2弯矩M=1/6qH2=3371250KN-mm20#槽钢抵抗拒W=17800mm3计算应力f=M/W=189.4N/mm2<215N/mm2Q235钢许用应力，满足要求。4安全保证措施4.1土方（深基坑）开挖前要进行专项安全技术交底。4.2土方开挖后按现场安全防护要求在基坑的周围设置安全保护警戒，避免人员跌落基坑，并设专职安全员全天看护基坑的土壁是否有松动防护措施，做以记录，根据具体情况，另外制定相应的安全措施，确保安全施工。4.3基坑开挖时，挖土机间距应大于10米，在挖土机工作范围内，不许进行其它作业和停留闲人，挖土应由上而下，逐层进行，严禁挖坡脚和逆坡挖土。人工挖土操作间距应大于2米。4.4基坑开挖时要严格按要求放坡，施工中应随时注意坡土变动情况，如发现有裂纹或部分坍塌现象，应及时进行支撑或放坡。4.5基坑上下下应先挖好好阶梯或支支撑靠梯，并并采取防滑滑措施，禁禁止踩踏坡坡面上下。5结论经工程实践，深深基坑施工工采用轻型型井点降水水及钢板桩桩支护施工工技术科学学合理，成成本低，易易于施工，操操作简便，符符合标准规规范要求。6参考文献建筑施工计算手手册江正荣编著20011.7中国建筑筑工业出kok电子竞技kok电子竞技社