透水层深基坑降水技术

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1、透水层深基坑降水技术　　1．引言　　近20年是我国高层建筑的发展高峰期，多数高层建筑都有一至三层地下室，基坑工程成为中要组成部分，深基坑围护结构和降水方案的365JT设计与365JT施工直接关系到工程成本和工期，关系到能否保证形成地下施工空间及施工安全，顺利保证基坑空间内地基及桩基的安全，保证空间外围安全。但岩土工程还是不够成熟的一门技术，经典理论都在某些简化假定的前提下确定的，具有一定的局限性，一些权威专著规定的应用条件及采用的系数不尽合理，无法正确指导实际施工需要，我们结合中铁十八局职工培训中心工程基

2、坑施工，考虑各种施工荷载及相关因素，根据以往经验进行深入研究分析，对建筑施工手册，地基与基础等专著中规定界限有较大的突破，成功的在高水位，弱透水性深基坑降水围护进行应用，以最低的投入取得很好的实际效果.　　二.工程概况　　兰州化工厂306循环水改造位于兰州市西固区，主要包括半地下式泵房、地下式水池、冷却塔和变配电三层楼房等。其中，地下水池部分槽地标高-0.8m，挖深5.45m，其地层为第四系全新统及更新统地层属软弱场地土，地下水位埋深1m左右，土层分述如下:　　1.素填土:以粘性黄土为主，含有少量砖渣，厚

3、度为2.5m，强度低且不均匀。　　2.粉制黏土:灰黄色，饱和，可塑状态，大量锈染，顶部少量黑褐色粉制黏土，土质不均夹灰色软芯.厚度为3.26m，土层底板埋深5.12m左右。　　3.粉制黏土:灰色，饱和，软塑状态，有较多锈染，夹有机物厚度为4.57m，土层底板埋深9.69m左右。　　4..粉土:灰色，饱和，中密状态，土质不均，夹黏土斑，本土层厚度为7.5m，底板埋深12.5m。　　基坑施工必须采取边坡支护及降水，特别是主楼东西两侧是附楼施工的主要通道.由于场地的狭窄，无法放坡大开挖，更需重点加强。　　三.支

4、护及降水设计　　(一)地质报告建议支护方式　　经天津市地址工程勘察院研究和计算，建议基坑开挖时，采用砼灌注桩长度12.5m.　　1.基坑边坡防护设计　　根据拟建物基坑开挖深度H=5.0m，假设护坡桩总长度为11.0m.按规定的统计方法及地区经验，对11.0m范围内土层的C，φ值及容重r值进行厚度加权平均值计算，其统计结果见下表.　　埋深(米)C(Kpa)Ф(0)R(KN／m3)　　0.0----11.010.8419.2019.40　　5.0----11.010,.5214.4019.42　　根据朗金土压

5、力理论，护坡桩所受土压力如图所示　　其主动土压力参数:　　Ka=tg2(450-Ф／2)=0.51　　被动土压力参数:　　Kp=tg2(450Ф／2)=1.66　　临界深度:　　Z0=2Cr(Ka)1/2　　单宽主动土压力为:　　Ea=1/2r(Ht)2Ka-2C(Ht)Ka1/22C/r　　=442.2(KN/m)　　单宽被动土压力为:Ep=Ep1Ep2=1/2rt2KP2C(Ht)Kp1/2　　=884.25(KN/m)　　现将主动土压力Ea，被动土压力Ep分别对桩端e点取矩，要求被动土压力Ep对e点

6、产生的力矩安全系数K=1.5，则Ea，Ep对e点取矩的平衡条件为:　　1/3(Ht-Z0)Ea=1/K(1/3tEp11/2tEp2)　　经计算得t=6.21(m)　　则:L=Ht=5.06.21=11.21(m)　　经计算求得t=6.25m，护坡桩实际入土深度一般要比计算值增加20%则护坡桩长度:L=H1.2t≈12.5(m)　　2.基坑开挖施工及降水　　根据勘察结果，基坑开挖后，基坑下为粉土，为确保基坑不受扰动，并保证干场作业，需做好降水工作，建议采用砼桩围护，桩长12.5m.本场地地下水位埋深约1.

7、0m，水位降幅较大，根据场地条件及地区经验，建议采用井点降水方案，且先降水，后开挖，以保证干场作业.　　3.基坑开挖砼桩围护方案工程造价为256万元.　　(二).现场支护方案选择.　　为了采用最简单便捷的方法，最少的投入形成安全，稳定的空间，使地下结构的施工得以顺利完成，我们选择了土层锚杆，砼灌注桩壁(结合支护壁)，钢板桩，水泥深层搅拌桩等几种深基础方案进行比较，认为水泥深层搅拌桩围护结构:　　1.经济技术指标比其他方案具有明显的优势.　　2..由于深层搅拌帷幕墙改善了边坡土层的物理力学指标，较大幅度降低

8、实际弯矩值Ma.　　3.改善了施工条件，保证了工程质量.　　4.起到围护，防水方案统一的效应.　　5.速度快，工期短，一个台班可成桩400m.　　6.施工时无震动，无噪音，无污染.　　7.早期桩体强度增长快.　　(三).深层搅拌桩围护结构设计　　1.技术原理　　本工程水泥搅拌桩围护结构是以水泥作为固化剂，水泥掺入量为15%，水灰比0.55，用高压将其输送到软弱地层中.通过GZB-600型双头深层搅拌机的钻头，在原位强制均匀搅拌