大型深基坑降水施工技术

大型深基坑降水施工技术
中国二十冶集团有限公司  杨  前
摘要：宝钢1880热轧工程为宝钢新建项目，位于月罗路以北，经十五路以西，设备基础为箱型基础，基础长为517.4米，宽78m,开挖深度为-7.8～-16.595米。因宝钢地区地基属长江口三角洲沉积层，土质颗粒细、含水量高、透水性差，对大面积、深基坑施工的影响非常大，所以降水施工工序在基坑开挖与地下构筑物施工期间起到了关键作用。
关键词：渗透系数—地下各土层中所含地下潜水单位时间内流动的速度。
真空度—抽水机组工作时所产生的副压力效能。
潜水—大气降水为主要补给来源，赋存于地下各土层中，基坑开挖时会逐步渗入开挖部位，造成基坑边坡失稳。
承压水—位于地下水系发达土层中，该水系与其他水位较高处水系相连，有一定的压力，对超深基坑的危害很大。

 1 工程概况
 上海宝钢三热轧工程位于纬十二路以南（纬十二路宽度由15m改为7m），新建4号连铸工程主厂房东侧，其板坯库与现有二炼钢火焰清理机主厂房相接（1580mm热轧板坯库），南移的月罗路以北，经十五路以西。本工程设备基础为箱型基础，主要包括粗轧、精轧、卷取及电气室等基础。其中冲渣沟最深处为16.595m，卷取蓄水池为14.10m，主电室地下二层深13.6m。
 宝钢的地基属长江口三角洲沉积层，土质颗粒细、含水量高、透水性差，基坑开挖前必须采用强制排水法疏干基坑内积水与封堵基坑四周地下水向基坑的渗透，根据以往宝钢降水施工与土方开挖时实地勘察，-10米以上土层大致可分为4层，（1）杂填土层、（2）黄褐色亚粘土层、（3）灰色轻亚粘土层、（4）灰色淤泥质亚粘土层（部分夹粉砂夹层），渗透系数为0.5～5米/天，所以选用井点时应综合考虑以上各种因素。
 根据地质报告，拟建场地地基土的构成与特征自上而下分述如下：
 （1）  杂填土，地层编号①1-1，松散，层底标高3.36～-0.75m,层厚为0.80～5.20m。
 （2）  素填土，地层编号①1-2，松散，层底标高2.50～-0.32m,层厚为0.40～2.70m。
 （3） 浜填土，地层编号①2，松散，层底标高0.79～-0.73m,层厚为0.40～2.00m。
 （4） 粉质粘土，地层编号②，软塑～可塑，层底标高1.78～-0.35m,层厚为0.50～3.10m，中等压缩性。
 （5）  粉质粉土，地层编号③2-1，松散～稍密，层底标高0.40～-2.35m,层厚为0.50～3.50m，中等压缩性。
 （6）  砂质粉土，地层编号③2-2，稍密，层底标高-2.34～-6.28m,层厚为1.40～7.00m，中等压缩性。
 （7）  淤泥质粉质粘土，地层编号③3，流塑，层底标高-4.52～-7.36m,层厚为0.30～3.60m，高压缩性。
 （8）  淤泥质粘土，地层编号④，流塑，层底标高-14.75～-18.71m,层厚为8.90～12.40m，高压缩性。
 （9）   粉质粘土，地层编号⑤1,软塑～可塑,层底标高-24.73～-29.28m,层厚为7.45～11.90m,中等偏高压缩性。
 2 井点布置：
 根据地基与基础施工规范，一、二级轻型井点适用渗透系数为0.1~80米/天，所以选用一级与二级轻型井点降水，基坑较宽又较深的部位，当中设置真空大井降低水位与排除滞水，
 2.1 井点的平面布置
 本工程设备基础为箱型基础，基础长为517.4米，宽78m,开挖深度为-7.8～-16.595米。根据该工程各部位基础底标高及特点，结合业主提供的地质勘察报告，综合考虑土层地质情况，井点布设采用两级轻型井点降水环形封闭整个基坑。一级轻型井点从-1.5米平台沉设，二级轻型井点从-5.5m平台沉设。由于基坑宽度较大，中间滞水无法及时排出，轻型井点降水坡度曲线达不到要求，因此在基坑中部，设置真空大井做过渡井点，易于基坑当中的滞水疏干，为土方开挖的顺得进行创造条件。
 
 以上三张平面图为建筑分公司、市政分公司根据二十业冶项目部统一部署绘制而成，降水施工任务由建筑分公司承担。
 2.2  井点的高程布置
 井点高程布置依据公式   L=h+H+ir+0.5（m）来确定。
 式中：L—井点管长度；h—井点露出地面长度；（取0.2）；H—地面至基底深度；i—水力坡度（取0.1）；r—基坑计算半径。
 井点布置高度为L=0.1+10.6+1.7+0.5=12.9（米）
 一级轻型井点从-1.5米平台沉设，井点过滤头位于-6.5~-7.5米（③3层土），二级轻型井点从-5.5米平台沉设，井点过滤头位于-11.5~-12.5米，真空大井从地面沉设，井点过滤头位于-15~-17.5米（④层土）；一、二级轻型井点可以快速疏干基坑内部集水及封堵基坑外部地下水地下水向基坑内渗透，真空大井过滤头位于-15~-17.5米，可以疏干基坑当中滞水及弥补降水坡度曲线的不足，保证基坑的顺利开挖。大型深基坑降水施工技术(一)......