沿海地域深基坑施工降水浅析

文章简介：本文以咱们在河北沧州渤海新区（黄骅港）中铁装备制造材料有限公司原料场工地3#汽车受料槽施工为例，按照本地特殊的沿海地质条件，和具体工程的要求和特点，通过计算，并结合本地施工经验，对降水井进行优化布置，工程开挖后，达到了相当好的降水效果，具有很强的借鉴经验。

沿海地域深基坑施工，施工前降水和施工中降水控制是关系到整个工程成败的关键，是前提，是基础。不然，在土方开挖进程中，降水效果不好造成地下水大和塌方，使工程无法进行施工；或在施工进程中，因为降水进程控制不好，水位高，边坡侧壁压力大，而造成滑坡、塌方。按照沿海地域不同地质条件和现场实际，制定出切实可行降水方案和办法，在施工中才能达到预期效果。降水效果好，那么在深基坑施工中，就可以够取得事半功倍的作用。

一、工程概况

咱们施工的3#汽车受料槽位于河北沧州渤海新区（黄骅港）中铁装备制造材料有限公司原料场工地，整个厂区建在海边一片滩涂地上，海水深1-2米，由重车从外面拉土，由回填土填海形成。

3#汽车受料槽是配合焦化工程用来上煤一个受料槽。3#汽车受料槽地下部份为74×11×14.5m地下钢筋混凝土结构，基础为筏板基础，北侧设地下通廊至AZ4转运站，结构安全品级为二级，抗震烈度按6度设防，地下结构防水品级为三级，通廊与受料槽接头处设沉降缝一道，底板中间设一条2000mm宽的后浇带（或增强带）。

本工程±相当于黄海高程，场平后绝对标高约为，相当于相对标高－。

二、工程地质情形

一、综合地质柱状图

综合地质柱状图

层号 0 ○岩土名称 填土 粉质粘土 层底高程 ~ ~ 岩性特征 黄褐色，以粘土为主，为近期堆填，松散，湿 灰色，含腐植质，夹淤泥粉质粘土薄层，软塑，无摇振反应，稍有光泽，干强度中等，韧性中等。 黄灰色-灰色，含云母，稍密，很湿，摇振反应中等，无光泽，干强度低，韧性低，局部夹薄层粉质粘土。 灰色，含腐植质，夹多层淤泥质粉质粘土、粉土、软塑~流塑，稍有光泽，无摇振反应，干强度中等、韧性中等。 灰色，含云母，稍密-中密，很湿，摇振反应中等，无光泽，干强度及韧性低。 灰色，含腐植质，夹淤泥质粉质粘土、粉土，软塑无摇振反应，稍有光泽，干强度中及韧性中等。 黄灰-灰色，含云母，中密，很湿，摇振反应中等，无光泽，干强度及韧性低。局部夹粉质粘土薄层。 灰色，软塑—可塑，无摇振反应，稍有光泽，干强度中及韧性中等。 黄灰-灰色，含云母，砂型强，中密，很湿，摇振反应中等，无光泽，干强度低，韧性低。夹粉质粘土薄层。 灰色，含腐植质，可塑，无摇振反应，有光泽，干强度及韧性高。夹粉质粘土薄层。 黄褐色，含氧化铁见姜石，夹粉土薄层，粘性强，可塑，干强度及韧性高。 ① ②1 粉土 粉质粘土夹粉土 粉土 粉质粘土 ~ ②2 ~ ②3 ~ ③ ~ ④ 粉土 粉质粘土 粉土 ~ ⑤ ~ ⑥ ~ ⑦ ⑧ 粉土 粉土 最大揭露厚度米 最大揭露厚度米最大揭露深度米 2地下水位

场地地下水位较浅，场地地面以下米见水，属孔隙潜水，主要受大气降水和渤海潮汐影响。

三、本工程深基坑主要特点

1、工程地质条件差,地下水位高

3#受料槽位于厂区的东北角，东侧北侧均是大海，紧临海边。土质为淤泥和

砂土，土层含水量超级丰硕，大体处于饱和水状态，透水性强。

本工程开挖深度在,地基为软塑-流速的粉质粘土和粉土, 粉质粘土交互层,抗剪强度低,天然停止角小,自稳固性差,基坑开挖采用1:放坡大开挖。

地下水位位于自然地面以下 m,土方开挖前必需进行降水。

附浅层地基土抗剪强度标准值

层号指标 内聚力Ck(Kpa) 摩擦角Φk(°) ① 5 4 ②1 8 12 ②2 7 10 ②3 9 18 ③ 12 7 ④ 14 20 ⑤ 18 10 2、 深基坑东侧道路的影响

深基坑北、西二侧为拟建场地，基坑南侧为原料堆场，对基坑有必然的影响，要控制原料的堆放量，专门是靠基坑边30m范围内严禁堆放原料，不然荷载过大，易造成边坡滑动。但在深基坑的东侧，紧邻基坑上口是一条南北向输送原料重车的主路，每辆重车达到80吨，车辆运输忙碌，车速快，对深基坑东侧的边坡产生专门大扰动和震动，经计算基坑抗滑安全系数只有，稳固性不够，深基坑东侧边坡安全稳固性不能保证，易产生裂痕、滑坡、坍塌。

对于东侧边坡，施工最终在基坑边坡外侧采用水泥搅拌桩作为隔水帷幕，起到避免流砂、避免震动、扰动和隔水的作用。

四、基坑降水和排水

1、降水井点设计 基坑涌水量计算

采用大井法计算基坑涌水量：

Q1.366K(2H0S)S

R0RlgR0公式中：

Q —— 基坑涌水量（m3/h） k —— 渗透系数（m/h）

H0 —— 含水层厚度（m） S —— 水位降深（m） R0 —— 基坑等效半径（m） R —— 影响半径（m） 各参数的取值

渗透系数：按照经验取渗透系数k=8×10-5cm/s = d

水位降深：基坑开挖底标高为－14.50m，地面标高为-0.30m，地下水位为地

下0.50m, 水位降至坑底以下1.0m，即水位降深sw=14.70m

影响半径：按照经验取R=5m

等效半径：基坑1：放坡大开挖，每边放坡约，基坑面积＝×＝ 11619m2，大井等效半径R01161960.82m

含水层厚度：取井深为24m，含水层厚度H0＝23.50m

Q1.366K(2H0S)S

R0RlgR0Q1.3660.069(223.5014.70)14.70

60.825lg60.82Q = 1316 m3/d

最大单井出水量计算

采用潜水裘布依公式进行计算：

q1.366K(2H0SW)SW

Rlgrw公式中：

q —— 单井出水量（m3/h） k —— 渗透系数（m/h） H0 —— 含水层厚度（m） sw —— 水位降深（m）

R —— 影响半径（m） rw —— 深井半径（m） 各参数的取值

渗透系数：按照经验取渗透系数k=8×10-5cm/s = d

水位降深：基坑开挖底标高为－14.50m，地面标高为-0.30m，地下水位为地

下0.50m, 水位降至坑底以下1.0m，即水位降深sw=14.70m

影响半径：按照经验取R=5m 深井半径：rw =0.15m

含水层厚度：取井深为24m，含水层厚度H0＝23.50m

q1.3660.069(223.5014.70)14.70

5lg0.15Q = 29.38m3/d

说明单井抽水时最大出水量为 m3/d, 但群井抽水时由于井群彼此干扰，降落漏斗彼此重叠，出水量会大大减少。按照1#和2＃受料场项目的降水实践经验，群井抽水时，单井出水量约q=d。 降水井数量计算

N=基坑涌水量/单井出水量＝1425/＝339口

本基坑共设置339口降水井，从而能够达到降低地下水位至基坑底板1m以下，便于基坑土方开挖的目的。 2、降水井布设 基坑周边降水井点

在基坑周边布置两排降水井，井间距5米，排间距5米，呈梅花形布置，井深30m。 基坑内降水井点

在基坑内均匀布置降水井，井间距8米，排间距8米，井深24m。 基坑内和坡顶共布置339口降水井，管材采用双壁U-PVC波纹管，孔径500mm，井径315mm，过滤器部位包二层60目的网布，避免地层砂进入井内，详见降水井点布置图（一）。 降水运行

预抽水应在基坑开挖前15-20天或更早进行，随开挖深度的加深可逐节割除上部井管，水泵在疏干时可随井内水位即时开泵与关泵，有水就抽，没水就停。按照开挖进度，控制基坑内水位在必然深度以下。基坑内水位确保在基础底板面以下1米，尽可能控制水位在基础底板面3米以下。

在降水井的成井施工阶段，应边施工边抽水，力争在基坑开挖前，及时降低基坑内的地下水位，便于土方开挖施工。

基坑开挖进程中要强化挖机对井点的保护，先开挖基坑周围边，分层开挖，一边挖土一边要持续降水。

底板内的降水井在底板浇捣前停止抽水，用素砼直接封堵。底板之外的降水井继续抽水运行，以达到基础抗浮的作用，待基础施工完毕回填土后停止降水。 施工进程中应维持降水的持续性，应别离采用二路电源保障降水用电，同时在开挖和基础施工的进程中应配备一台135KW的发电机，作为应急备用电源，确保降水能够不中断进行。 3 基坑内明排水

沿基坑坡角周围设置排水沟和集水井。排水沟宽500、深500，采用C15混儗土浇筑，于%放坡直通集水坑。在每一个集水坑内设置一个水泵24小时不中断抽排水至地表面水沟中。

6个集水坑尺寸为：**（高）采用烧结红砖24墙砌筑。外抹20厚1:2水泥砂浆。集水井四个角布置4个，基坑双侧中间布置2个。

五、 基坑外围布设减压深井

考虑到基坑开挖深，基坑的侧向压力专门大，需要在基坑外侧8～12m的部位打设一排降水井，以降低基坑外侧的地下水位，减小对基坑的侧向压力，以达到对边坡的护坡作用。共设置31口降水井，井间距15m，井深30m。管材采用双壁U-PVC波纹管，孔径500mm，井径315mm，过滤器部位包二层60目的网布，避免地层砂进入井内，详见降水井点布置图（二）。

六、结论

通过实施以上降水办法，在土方开挖中和开挖后的基础施工中，达到超级好的效果，对于基槽主体施工，起到了事半功倍的作用，节约了本钱，加速了进度，

保证了安全。

一、由于降水效果好，在开挖进程中，挖机挖出的土质为含水率很低的湿性粘土和粉质粘土，超级有利于土方开挖，无塌方和滑坡出现。

二、在开挖进程中，按1：2放坡，边坡无渗水现象，超级干燥，及时进行了护坡支护。

3、开挖到米底板，底板土质也是超级干燥，开挖仅过1-2天，底板变得干燥、坚硬。超级有利于施工，及时进行了垫层浇注。

4、由于实施了减压井，减小了边坡的侧向压力，无滑坡和底板隆起发生，确保了基槽的顺利施工。

五、外侧周边降水井点，5*5的双排30米深的梅花形布置，起到止水帷幕的作用，隔间了外侧水系。

六、按照每口井的实际降水情形监测，基坑内的实际水位应在-19米左右，达到预想结果，保证了施工的顺利进行。

附图：

1、土方开挖布置图 2、降水井点布置图

3、搅拌桩外围井点布置图（即减压井布置） 4、排水系统图

5、基坑开挖剖面图（1-1剖面和2-2剖面）

参考文献：

一、中国化学一岩公司的原料场《岩土工程勘探技术报告》 ； 二、《建筑基坑支护技术规程》 （JGJ 120-99）； 3、《建筑与市政降水工程技术规范》 （JGJ/T111-98）