富水风化岩分布条件地基降水研究张源

富水风化岩分布条件地基降水研究张源

张源

中铁建设集团有限公司河南郑州450000

摘要：信阳榕基软件园位于信阳市南湾风景区，新七大道以北，南湾中学以东，区域地质构造处于秦岭纬向复杂构造带的东延地带，构造单元属于秦岭褶皱系之潢川山前坳陷的平昌关-罗山凹陷地带。小区域上位于大别弧形构造带内的大别山山前中新生代内陆盆地内，基底构造较为简单。新构造运动主要表现为受纬向老断裂活化影响，地壳呈现差异性升降运动，其早期具明显继承性，晚期则表现为振荡性沉降，盆地内差异沉降接受堆积。

根据钻探资料，该场区上部为渗透性较差的粘性土层，其渗透系数一般小于10-5cm/s，为弱含水层，含少量上层滞水。下部基岩层含少量基岩裂隙水。地下水主要为部分基岩裂隙水及上层滞水，其补给来源主要为大气降水、人工排水。动态类型属降水－蒸发径流型；水位随季节变化，年变化幅度1.0-2.0m。勘察期间测得地下水位埋深0.7-4.3米。该水位位于第①层素填土、第②层可塑的粉质粘土、第③层硬塑的粉质粘土层中，渗透性小，为相对隔水层，为上层滞水，其分布范围有限，直接受雨水渗透或河流渗入土中而得到补给，同时也直接由于蒸发或流入河流而排泄，季节性强，通常是暂时性的，可不考虑其浮力效应。因拟建场地基础位于第②层可塑的粉质粘土、第③层硬塑的粉质粘土、第④层全风化片岩及第⑤层强风化片岩中，该四层土渗透性较差，根据勘察成果，结合地区经验，按所测地下水位适当降低，故本场地抗浮设计水位标高建议为93.0米。

根据本工程人工挖孔桩特征和拟建场地的地质水文地质特征，挖孔桩和基坑的安全极大程度上依赖于降水的成功与否，这使得降水设计的可靠性十分重要。

关键词：降水方案，设计，施工方法

1降水方案选择

1.1工程特点、难点分析

1、本基坑面积较大，降水涉及的范围较广，降水工程量较大；

2、地质条件复杂，基坑开挖土体为粘质土体和片岩，土体含水量低，相对渗透系数较小、局部裂隙水发育丰富；

3、地下水主要为部分基岩裂隙水及上层滞水，其补给来源主要为大气降水、人工排水，对降水质量要求较高。

1.2降水对策

针对本工程特点，充分利用降水设计及地下水控制经验，采用以下措施解决降水工程中的难点：

2.2.1对于坑内浅层潜水，根据开挖深度，基坑边缘随地势开挖排水沟，低洼处设置集水坑设置污水泵，污水泵抽取后净场内沉淀池接入市政管道，以此对坑内浅层土体进行疏干降水；

2.2.2针对地块内土体渗透系数小、水位高，基岩裂隙水及上层滞水丰富的特点，采用井点降水施工方案；

2.2.3降水运行过程中，定期检查，确保设备正常工作，保证基坑和桩孔安全及施工顺利进行；

2降水方案设计

2.1设计参数的选取

本工程考虑在地下室基坑周边设置降水井点，根据现场情况，含水层厚度约为10m，主要有含水层为粉质粘土，渗透系数K=0.8m/d，水位降深2m。

2.2基坑涌水量计算

2.2.1基坑面积（降水井围降面积）：A＝18000㎡（1-4#楼地下室）

2.2.2降水井类型及深度参数的选择：

H（含水层厚度）＝10m，S（基坑水位降深）=2m（除桩基部位）。

渗透系数k=0.8m/d。

4.2.3降水影响半径R与基坑等效半径r0的确定：

m

m

2.3水泵的选择

当水泵抽水量满足与涌水量达到平衡时，即为合适水泵选型，根据渗透系数计算，每天抽水量不应小于660m³，每台水泵流量为：

q1=Q/（30*24）=0.916m³/h，选用M46型自吸泵30台，扬程16m，流量为24m³/d。

自吸泵经排水支管经排水总管汇入技术坑，经潜水泵排查场外。

Q2=Q/（2*24）=13.75m³/h，考虑土方及地基基础施工阶段正值雨季，地表水丰富选用BQW15/25-2.5型潜水泵6台，扬程25m，流量为15m³/h。

2.4降水井数量计算

井点管数量：H0

井距：

m

取井距为30m，整个1-4#楼地下室基坑实际井口为30口

2.5整个1-4#楼地下室基坑周边按照间距30m布置降水管井，共布置降水管井30口，管井深度15m。

3工艺流程及施工方法

3.1施工工艺

测量放线定孔位→钻机就位→成孔→放滤水管→填砂→安装排水管→自吸泵安装→调试抽水→拆除

3.2施工方法

成孔：冲孔采用气冲-100型汽车钻机压缩冲击成孔，孔径约150mm，孔深超过支管长度1m。凿孔冲击管上下移动时应保持垂直，这样才能使井点降水井壁保持垂直，若在凿孔时遇到较大的石块，会出现倾斜现象，此时成孔的直径也应尽量保持上下一致。

放滤水管：采用直径100PVC，PVC管周圈采用电钻打孔，间距50mm，滤管应放置在井孔的中间，砂石滤层的厚度应在60～l00mm之间，以提高滤水性，并防止土粒渗入滤管堵塞滤管的网眼。

填砂：安设支管后及时填砂，以粒径为1.2mm～1.5mm粗砂为宜，每孔充填砂约350Kg。材料使用粗砂与豆石，不得采用中砂，严禁使用细砂，以防堵塞滤管网眼。填砂厚度要均匀，速度要快，填砂中途不得中断，以防孔壁塌土。

（4）安装排水管：支管采用A20PVC管，总管采用A50PVC管，采用配套弯头连接。

（5）自吸泵安装：选用M46型自吸泵，自吸泵进水端连接插入滤水管的排水支管，支管吸水段采用滤网缠裹4-5层放置粗砂、碎石堵塞水泵；自吸泵出水端经支管连接排水总管。总管排入现场集水坑，经污水泵排入现场沉淀池，最后汇入市政雨水系统。

（6）调试抽水：水泵接线配电箱就位后，进行调试抽水。试抽的主要目的是检查接头的质量，井点的出水状况，自吸泵的运转情况，如发现漏水现象，应及时对接头进行加固封堵处理，影响整体的降水效果。自吸泵旁配置专用电箱，使用时要求不间断的连续抽水；在降水过程中，要派专人观测水的流量，对降水系统维护观察。

（7）拆除：降水达到要求后，即可进行土方开挖及基础施工，而后逐步拆除拆除配电箱、电线自吸泵和排水管。

4结束语

在富水风化岩地质条件下，本工程基坑降水工程开始于2017年9月份，按照要求连续降水，经历两个雨季，目前已顺利完成1-4#楼地下车库主体结构施工，其间排降水效果良好，说明本工程方案选型及设计计算方法采用合理，因此对于信阳地区富水风化岩分布条件下地基降水作业具有较大经济和社会效益。