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基于黄淮冲积平原砂土地基降水处理的探讨

2016-05-14赵路刘飞张静裴千里彭庆阳

中国科技纵横 2016年6期
关键词:砂土降水水位

赵路 刘飞 张静 裴千里 彭庆阳

【摘 要】建筑工程施工中,最开始的是对建筑地基的施工处理,地基基坑施工是建筑工程的重中之重,基坑降水处理的好坏与否直接影响着基坑施工的质量。本文结合笔者实际工作经历与经验,就黄淮冲积平原某建筑工程在进行地基降水处理时遇到的各种问题进行相关分析,并综合参考工程前期的各种勘察方案,并提出相对应的解决措施;以期在以后工作中遇到类似问题,为广大同行提供相关建议。

【关键词】黄淮冲积平原 砂土 地基降水 处理

1 工程概况

某大型建筑工程项目属于综合性保障住房建设项目,项目位于河南省郑州市东部新城区,项目场区内拟建住宅楼、服务中心、物业、商业楼、地下车库、幼儿园等建筑物,如表1所示。

根据《建筑抗震设计规范》(GB50011-2010)及《建筑抗震设防分类标准》(GB50223-2008)规范根据其使用功能的重要性的划分标准,建筑场地内建筑物幼儿园属乙类,其它均属丙类。

根据《岩土工程勘察规范》(GB50021-2001)(2009年版),本工程商业、地下车库、幼儿园工程重要性等级为三级,其余为二级,地基复杂程度等级为二级中等复杂,场地复杂程度为二级中等复杂,勘察等级为乙级。

2 前期工程勘察对基坑施工的影响

2.1 地下水腐蚀性对设计、施工影响

分析区域环境条件及本场地水文地质资料,综合判定地下水对混凝土结构具微腐蚀性,在长期浸水条件下对钢筋混凝土结构中的钢筋具微腐蚀性;在干湿交替的情况下对钢筋混凝土结构中的钢筋具微腐蚀性。

2.2 基坑降水

建议采用管井或管井轻型井点结合的降水方案,降水应根据场地水文地质条件、降水深度及降水面积等综合确定。降水深度应根据施工时的实际水位确定,降水施工参数应根据基坑场地的实际情况、场地的水文地质条件和降水深度及降水面积综合确定。不论采用何种降水方案,都应进行专门的降水设计。

3 实际降水施工过程中出现的各种问题

结合前期勘察设计单位的相关勘察设计报告,在实际施工中,由于该工程地下水位高于基础设计标高,故施工时需对场区进行降水。

(1)最初降水方案为集水井降水,基本可以满足施工需要;但忽略了电梯井部位,因此造成此处基坑无法开挖。(2)强制进行开挖时,由于土层属粉砂层,造成基坑塌陷;于是经研究决定,提出“在电梯井部位需开挖的基坑边缘四周采用轻型井点降水”的方案,但此方案仍然不能满足降水的需要。(3)根据地质勘查资料显示,地下土层有一层不透水层,地下水为上层滞水。考虑到此种情况,最终确定方案为:在电梯井基坑中采用人工挖空的方法布设两口集水井,在集水井中放置水泵进行降水。综合考虑到该区域地质土层为粉砂层,又富含地下水,人工成孔时采用铁皮护筒的方法。(4)成孔之后将水泥质滤管放入护筒中央,用细石碎料填满滤管与护筒之间的空隙;然后提出护筒,进行下个孔开挖;同时在滤管中放置抽水泵进行降水。在一个电梯基坑挖掘两个集水井,对集水井内水位进行实时测量,当发现水位满足开挖需要条件时,便进行此处基坑开挖。(5)由于电梯井部位北侧紧邻基坑边坡,此面地下水位更高,开挖时造成基坑北侧形成流砂,导致北侧基坑塌陷,导致了在开挖过程中又出现了新的问。如图1、2所示。

4 对实际降水施工过程中出现的各种问题的分析

4.1 该区域的地理地貌地质情况分析

该建筑场地地貌单元为黄淮冲积平原,地形基本平坦,地层沉积连续稳定,工程场地及附近无对工程有影响的活动断裂通过;又通过勘察,勘探范围深度内未发现不良地质作用,也不存在影响地基稳定性的古河道、沟浜、墓穴、防空洞、孤石及其它人工地下设施等对工程不利的埋藏物,施工场地是稳定的,适宜建筑。

4.2 该区域的降水水文情况分析

但是,因为该场地地下水为第四系潜水,主要受大气降水补给,人工排泄为主要排泄方式。勘察期间场地地下水位埋深1.74m~7.45m,水位标高为绝对标高79.16m左右;水位年变化幅度为2.0~3.0m,场地内50年一遇地下水最高水位约为现地面下2.0米,绝对标高为82.00m,抗浮水位标高按82.00m考虑,郑州市的气候干燥度指数小于1.5,在判定水土对混凝土结构的腐蚀性时,环境类型为Ⅱ类。

4.3 具体试验分析

本次试验在工程场地采集6份砂土土样,采用液塑限联合测定仪来测定所取土样的液限和塑限;由表2可知,该工程场地的土样含水量比较大,比率在9.4%~16.1%之间波动,该区域多为浅表地下水,地下水位埋深1.74m~7.45m。因此粉砂土的天然含水率比较高,含水量也比较大,即使在表层的粉砂土,含水率也接近10%。详情如表2。

简而言之,该区域原来为黄河故道,河床河道地下砂土较深,且砂土经年累月就形成了粉砂土;粉砂土一旦饱和之后极易存水,存水自然也比较深,进而形成上流层,存水不易渗透,并最终形成流沙,以致在实际降水施工过程中出现的各种各样的问题,不易进行降水施工。

5 针对降水施工中出现的实际问题所应采取的措施

综合该区域的水文、地质、自然情况特征,并结合上述对实际降水施工过程中出现的各种问题的分析,经研究决定:

(1)靠近北侧一面先不进行开挖,对情况最好的一面南侧进行开挖,如图3所示;(2)当南面开挖完成之后立即进行支护,支护方式采用砖砌240墙,如图4所示;(3)南面支护完成之后,在进行东西两面开挖及支护,如图5所示;此时,三面的地下水位已对基坑施工、开挖影响甚微,如图6所示;(4)在进行北侧基坑的开挖施工过程中,我们采取“分段开挖,开挖一段支护一段”的方法,并最终完成了工程的施工,如图7所示。

6 结语

综上所述,在不同的工程项目的基坑降水施工过程中,不同的水文、地质、自然情况与环境,肯定会带来不同的问题甚至难题,只要我们实事求是的对所遇到的问题、难题进行分析,并认真地对前期的相关数据结果、研究报告、评价影响进行研究,最终能够解决各种问题。

参考文献:

[1] 《建筑地基基础设计规范》(GB50011-2011).

[2] 《建筑地基处理技术规范》(JGJ 79-2012).

[3] 《建筑基坑支护技术规范》(JGJ120—2012).

[4] 《建筑地基基础工程施工质量验收规范》(GB50202—2002).

作者简介:赵路(1988—),河南通许县人,大专,毕业于洛阳理工学院,现任助理工程师职称,主要从事工程管理方向。

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