管井降水在深基坑弱透水地层中的应用

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1、万方数据第33卷第35期207年12月山西建筑SHANXIARCHITEC兀爪EVd．33No．35Dec．2007·109·文章编号：1009．682512007)35—0109．02管井降水在深基坑弱透水地层中的应用王林攀摘要：结合某地铁车站工程，详细介绍了在承压水层及弱透水地层中进行深基坑降水施工，重点阐述了该工程深基坑降水的措施和效果，对今后在类似地层施工降水具有一定的参考价值。关键词：管井降水，弱透水地层，深基坑中图分类号：11J463。文献标识码：A深基坑降水一般是在基坑开挖前沿开挖基坑的四周或基坑内设置一定数量深于坑底的井点降水管或管井，以总管连接或直接与抽水设备连接从中抽水，使

2、地下水位降落到基坑底面O．5m～1．0m以下，以便在无水干燥的条件下开挖土方和进行基础施工，既可避免大量涌水、冒泥、翻浆，还可以防止流砂现象的发生。同时由于土中水分排除后，动水压力减小或消除，从而能提高边坡稳定性。井点降水还可大大改善施工操作条件，提高工效，加快工程进度。因此，基坑降水非常重要，是深基坑施工成败的关键。1工程概述该地铁站为地下二层三跨框架混凝土结构，长236．6m，标准段宽27．4m，东西两端(车站北侧)各有一个风道，南北两侧共有三个出人口。车站主体采用钻孔灌注桩作为围护结构，钻孔桩间设单排高压旋喷止水帷幕。为满足远期5号线盾构区间在车站下穿通过，围护系统在该范围采用SMW工法

3、桩。坑内采用直径60ClTI的钢支撑系统。基坑采用明挖法施工。基坑最深开挖部位为东端盾构调头区，面积400m2，开挖深度为18．1m，进入弱透水层，土层渗透系数小，是本工程重点降水区段。其他节段均在不透水层中，其下方有一定厚度的隔水层。．2水文地质条件2．1地质情况场地位于长江三级阶地区，地势平坦，平均标高25．01m，略显东高西低，地表坡度约3％，场地内及东南侧有多处地下人防工程，地层岩性从上至下为：①杂填土：主要由混凝土地坪、碎石、片石、砖块和煤灰等建筑及生活垃圾混粘性土组成，杂色，透水性好，平均厚度2．8m。②淤泥质土：局部分布，灰～灰黑色，干强度低，韧性低，手摇有水析出，含有机质、腐殖

4、物，透水性好，平均厚度2．4m。③粘土：褐黄～褐红色，硬塑～坚硬，刀切面光滑，干强度高，韧性高，属于中～低压缩性土，透水性差，平均厚度9．8m。④粉质粘土夹粉砂：褐黄色，以粉质粘土为主，夹粉砂，呈交互状，遇水呈流状，透水性差，平均厚度6．0m。⑤粉细砂：褐黄色，饱和，中密，透水性一般，平均厚度10．20mo⑥中砂夹角砾：褐黄色，夹少量粉细砂，局部夹少量角砾，分选性较差，透水性好，层厚为10113．。2．2水文情况本场地分布有上层滞水及孔隙承压水两种类型地下水。上层滞水主要赋存于人工填土层和淤泥层中，无统一水面，大气降水、地面水和生产、生活用水渗入是其主要的补给来源，稳定水位埋深为1．3m～2．

5、5m。孔隙承压水主要赋存于砂类土中，与长江水具有水联系，其上覆粘性土层及下伏基岩为相对隔水层。场地承压水位埋深为11．5m，其绝对高程为13．5m，本场地承压水水头高度年变化幅度在3．Om～5．0m之间。3降水方案设计3．1降水目的及方案的选定3．1．1降水目的根据地勘报告，本工程重点降水区域为东端盾构调头区，使地下承压水头从绝对高程13．5m降到底板最深开挖面以下O．5m～1．0m，绝对高程为8．45m，要求降深为5．05m。达到基坑在无水条件下开挖土方和进行底板结构施工，同时确保基坑围护结构和周边建筑安全。3．1．2降水方案比选根据开挖后土层地质情况，可采用坑内和管井降水。但轻型井点井管密

6、集，增加底板施工难度，无法保证结构和防水施工质量。管井降水在真空辅助作用下，影响半径大，降水效果明显，井的数量少，施工工期短。综合工程实际情况和降水方面的专家意见，决定采取基坑内管井降水，另加真空辅助设备。3．2水文地质参数的选择旧J根据现场抽水试验及当地经验取值，设计所需的渗透系数K，影响半径R分别为2．4m／d，40m。3．3计算基坑涌水量【3J基坑四周设置有止水帷幕，其插入深度达不到含水层底板，基坑外围绕过帷幕底端渗流入坑内的总水量计算为：Q总=KBH(M—h)／(b+M+r)=629m3。其中，B为基坑边长，m；H为静止水位与设计降低水位之差，m；M为含水层厚度，m；h为静止水位与帷幕

7、底端深度，m；r为设计降低水位与帷幕底端深度，m；b为帷幕厚度，m。3．4单井出水量确定旧’现有钻探设备多为350型，移动方便，可以大量投入赶工期。但钻探孔径最大为450mnl～500mm，这就限定了井管直径为250mm～350rnlTl。单井出水量按下式计算：q=102DL瓶=102·D·4·阳。其中，D为过滤器直径，m；L为过滤器长度，m；K为含水层渗透系数，m／d。计算结果为：当D=0．25