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上海某高层建筑降水施工实例

387 2021-05-06 09:44:45

上海市高层住宅工程建筑平面呈凹字型,地面以上15 层,地下一层,采用箱形钢筋混凝土基础,基础埋深 3. 5m。

本工程地基在土层深度 10.5m 以内均为砂土层,其渗透系数较大。基坑开挖深度为 3. 5m,地下水位位于地表下 0.5m。

当大面积开挖后,为防止出现流砂现象,确保工程质量,加快基础施工速度,根据现有的降水设备与经验,采用一级轻型井点降低地下水位。每憧用二套轻型井点,经设计计算,井点管长度取 6m,间距为1.6m,每幢为90 根,每套轻型井点为45 根,总管长度140m,井点管距基坑边壁为 1m。为了确保降水效果采取如下措施∶

(1)基坑开挖前先用轻型井点抽水一周,并控制真空度在54.4kPa 左右。

(2)确保冲孔质量,即冲孔要求直径不小于 300mm,而且孔洞垂直,深度大于井点管长度 500mm左右,在冲孔时,要稍慢冲孔,快冲枪,放井点管于中央,随即在四周对称均匀灌砂,砂采用均匀的粗砂,平均粒径为0.63mm,平均每孔在 600~700kg 以形成良好的滤层。

(3)控制每台轻型井点管数,即一台真空泵配备井点管不超过45 根,以保证真空泵抽吸能力。

为了确保开挖的效果,必须把基坑内的雨水及表面水排出,在基坑四周挖 300×300 一条明沟井在基坑的一端设--个φ800mm 深1.4m 集水井,用无砂混凝土作井壁,使基坑内的用水、表而水流入排水沟,再由排水沟引向集水井,然后用一台潜水泵把集水井内水抽出,排到工地的排水沟。

通过上述措施,在基础施工段保证 了直空泵井点管水长流,无绪塞。失效现象发生,基坑相当干燥。便于工人进行操作。井点平面及剖面示意见图10.5-1。

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上海新锦江宾馆主楼基础工程喷射电渗井点降水 

1.工程概况

上海新锦江宾馆主楼高 153m,主楼基础深 9.1m,局部深 11.5m,基础长度及宽度都近50m,埋在淤泥质粘土层上,地下水位处在地表下 0.65~1.05m。基础南距长乐中学教学楼 6m,西南 6m 左右为三层民房。图10.5-2 所示为基坑施工总平面布置图,表10.5-1为土层分布。

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2. 基坑支护

根据本工程基础施工的周围环境、工程特点、土质条件及当时的技术条件和市场建材供应情况,本工程基坑支护采用拉森钢板桩加设三道钢支撑的支护方案。

钢板桩支护墙体采用FSP--VIl. 拉森板桩,长 22m,在基坑四周打设,同时考虑到由于施工基地面积较小,基本无施工用地,因此基坑施工分为四个区域分别进行,因此在区域分界处亦设置了钢板桩(图 10.5-2)。

支撑采用 609 钢管,在基坑剖面上共布置三道,平面上采用井格形对撑布置形式。 3. 降水施工(1)降水方案

根据本工程特点, 对于轻型井点,其降水深度只有 6m 左右,施工如此深的基础必须采用多级井点,但现场无设置多级井点的场地;采用喷射井点深层降水,其效果相对较好,但对周围的影响范围将很大,影响半径预计达 70m;若采用喷射井点浅层降水,利用基地下为渗透系数极少小的淤泥质粘土层,其可视作不透水层,埋设较浅的井管,并辅以电渗方法,尽可能抽出此土层以上各土层的滞留水,达到疏干基坑的作用,此方案的优点是效果较好,影响范围较小,故实际中采用了此方案。

(2)降水施工

在实际施工过程中,选用了4 台喷射泵,分别带动四周共 90 根井管,但由于种种原因有部分并管沉不到设计深度,实际只设置了 67 根井管。另外为了加快土壤内水分的排出,同时埋设了申,极进行电渗,电渗系统的阴极用d20 钢筋打入地下,间距与长度和井管一致,导线用φl4 钢筋,用四台 A×8—500 型直流焊机整流供电。

本工程采用的是喷射井点浅层降水,即认为基底为不透水层,只需疏干其上土层即可。因此取降水并管长12. 5m,滤头长1.5m,间距2~3m,布置在坑内侧拉森板桩槽口内,给水回水管设在板桩外侧,如图10.5-3 所示。考虑到井点管的砂井会随基坑土方的开挖而外露,将会明显影响真空度,影响降水效果,故在挖土时砂井随挖土随用粘土封塞密实。为了保护南、西建筑物、在西、南设置了回灌井点,管长12m,静水压回灌。采取了上述降水措施后,对于坑内明水,如流入基坑的雨水、拉森板桩间缝隙渗入的地下水等还需在基底挖排水沟、集水井,及时用水泵排出,在雨季更应特别重视。

(3)降水效果

本工程降水后,坑内外土体Y、c、g值均有提高,这对于提高基坑施工安全度,增强支护体系的支护性能及减小变形都是有利的,见表10.5-2 和表 10.5-3。

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本工程中电渗法的采用对加速土中水分的排出使土体固结起着一定作用,但在实际施

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工中当地下水降低至地下 5m 时就急于挖土,因此只得停止电渗,在一定程度上影响了降水的速度和效果。

本工程井点回灌并不理想,降水仍对周围有一定的影响,究其原因,主要是由于回灌水进入的夹砂层与降水抽及的夹砂层不一致,其次并点管与回灌井管之间距离过近形成连通现象,也影响了回灌效果。这一点在今后的工程中需要注意避免。

拉森板桩的挡水效果是较好的。本工程板桩沉桩质量较好,虽然板间止,口中未采用阻水材料,在部分接缝中有少量水渗出,并点降水时其影响也会通过不完全密封的接缝中向外产生影响,但其影响范围远比没有拉森板桩时小得多。根据现场监测资料看,其影响范围约为 30m,是无板桩或井点设在板桩外侧时的影响范围的一半左右。

另外一般井点的拔除应在基础及上部自重大于水浮力的情况下进行,且底板混凝土必须要有一定的强度,因此拔井点管前必须进行验算。本工程基础自重很大,大大超过浮力,故在底板混凝土强度达到设计强度70%时就开始拔除井点。

10.5.3 上海新世界商城基坑深井泵结合真空泵降水

上海新世界商城位于上海市中心,南京路与西藏路交口处,周围环境十分拥挤。基坑开挖深度为10.50m,由于其基础位于地铁区间隧道的线路上,因此在基坑开挖施工时分为东西两部分分别开挖,各自形成支护体系。基坑支护墙体采用地下连续墙,结合坑内整体式钢筋混凝土支撑体系,以确保基坑开挖安全井尽量减小基坑施工对周围环境的不利影响(图 10.5-4)。

由于本工程地处闹市区,而且离对变形十分敏感的地铁隧道仅 3m,因此不可能在施工降水方案选择时采用坑外降水,而只能采用坑内降水方案,而且基坑开挖深度达 10.50m,

基底以下上体又为渗透系数很小的流塑性粘土夹薄砂,综合以上因素,本工程降水方案采用坑内深井系结合真空泵降水方式,一方面达到所需的降水深度、另一方面利用真空泵产生的真空作用加速地下水向井管渗人。

为防止坑内降水将坑外地下水抽走而对基坑周围环境,特别是地铁隧道造成不利影响.在深井布置时其深度比地下连续墙浅4.50m,这样地下连续墙在作为支护墙体挡主的同时,还起到了挡水帷幕的作用。另外在靠近地铁隧道一侧,另设了—道深度比地铁隧道底标高略深的水泥搅拌桩挡水帷幕,以加强对地铁隧道的保护(图 10.5-5)。

降水施工时在基坑内设置若干套"深井泵结合真空泵降水装置"(每口井内放入一台长轴深井泵,每二口井用密封管路连接一台真空泵,进行"变流量、间断性"抽汲地下水。每 200m²左右设置1 口大井(孔径φ650mm∶井筒φ50mm,深度19.0m),平面布置为等边三角形;小井(孔径450mm. 井筒φ150mm、深17.0m)每 20m 左右设置1 口,沿地下连续墙内侧布置,如图10.5-3 所示。设计真空度≥50kPa,最终降水水位设计值为坑底以下 3.0~4.0m,降水期限,从基坑开挖前28d 开始到基流底板浇筑后 7d 结束,其中,大井降水到基础垫层浇筑后7d结束, 降水加固后,要求坑内土层不排水抗剪强度提高 35%~40%,井达到软塑状态。井点平面及竖向布置见图 10.5-4 及图 1C.5-5。

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在该降水工程中进行了土体降水前后不排水抗剪强度的现场测试。坑内土层中埋设的"深井真空降水装置"能使土体从原来的饱和流塑状态变成非饱和软塑状态,随着土体空隙中自由水逐渐排出而产生固结,上体的抗剪强度得到较大提高,使坑底附近土体的隆起量和墙后土体向坑内的塑性及粘性变形显著减小。经现场"贯入电测十字板"试验,测得坑底土体不排水抗剪强度的平均值为 3okPa.比降水加固前增加了8.0kPa,提高了36.4%。

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