武汉某大厦深基坑降水设计分析

第42卷第34期• 60 • 2 0 1 6 年 1 2 月
山西建筑
SHANXI ARCHITECTURE
Vol.42 No.34
D ec.2016
文章编号：1009-6825 (2016) 34-0060-02
武汉某大廈深基坑降水设计分析
余小国
(武汉地质勘察基础工程有限公司，湖北武汉430070)
摘要:以武汉某大厦深基坑工程为例，结合其场地地质条件，设计了基坑降水方案，分析了降水井的成孔工艺和技术要求，并评 估了降水对周边地面沉降的影响，结果证明，该设计方案达到了预期的降水目标。

关键词:深基坑，降水方案，地面沉降，地质条件
中图分类号:TU463 文献标识码:A
〇引言
随着科学技术的进步和人类社会需要的增长,地下空间得到 大量的开发。

在地下水位较高的地区进行基坑开挖施工，极易产 生流砂、管涌、坑壁土体坍塌等工程事故。

为了保证此类地区的 基坑施工安全和工程质量，必须进行基坑降水[1]。

1工程概况
项目位于武汉市建设大道745号，该项目由1栋38层~ 55层塔楼及5层商业裙房（带3层地下室）组成，主楼设4层地下 室。

基坑内裙楼区开挖深度为-19. 2 m,主楼区开挖深度为-21.2 m。

地下室平面基本形状为方形，面积约10 655 m2。

本项目四周高楼大厦林立，还有高压线，燃气管道，输水管 线，人行道等建筑设施。

根据实际工程需求，地下室区及裙楼区 基坑开挖至坑底时，承压水头需降至-19. 2 m以下，主楼区基坑 开挖至坑底时，承压水头需降至-21.2 m以下。

2场地地质条件
2.1 地层条件
本场地在勘探深度(65.5 m)范围内除表层分布有厚度不一 的杂填土（Q f)外，其下为第四系全新统冲积、冲洪积成因的粘性 土及砂类土（Q4d，Q4d+pl)，下伏志留系泥质粉砂岩(S2f)。

2.2 水文地质条件
本场地分布有上层滞水及孔隙承压水两种类型地下水。

上 层滞水主要赋存于杂填土层（Q4m l)中，无统一水面,勘察期间测得
其稳定水位埋深为0.9 m~ 1.8 m，水量较少，对于基本降水影响
较小，故可不考虑其对基坑降水的影响。

孔隙承压水主要赋存于 Q r pl层砂类土中，含水层厚度约24 m，上覆的Q:1粘性土及下伏
S2f基岩为相对隔水层。

水位观测资料表明，现场实测平均地下 水位为-12.2 m,承压水水头高度年变化幅度在3.0 m~4.0 m 之间。

3降水方案设计3.1概述
基坑周边环境非常复杂，要求降水引起的地表沉降控制在允 许范围内，以保证周边建筑及管线的安全。

为了减轻对周边建筑 物的影响，基坑先采用地下连续墙加三轴搅拌桩加高压旋喷桩的 形式围护，然后再合理的计算涌水量、管井数及分布。

3.2水文地质参数的选取及计算
根据抽水试验资料，场地承压含水层概化渗透系数足=15 rn/d。

影响半径根据以下经验公式确定：
R= 10S/K(1)其中'为影响半径,m;S为管井中水位降深，9 为承压含水层渗透系数，取15 m/d。

计算得i?==348 m。

3.3基坑涌水量的估算
基坑涌水量用大井法计算，承压非完整井公式如下：
2t；KMqS
(2)
Q- R
ln^
厂0
R〇=r〇+R(3)
其中，(？为基坑涌水量为含水层厚度，取24 m; S为基坑设计水位降深，取9 m(基坑深度皆取主楼的21.7 m); r…为引用半径，取61 m(基坑概化为规则的方形,& =0. 59a,边长 a«103m);fl。

为含水层的引用补给半径，m。

计算得
10 693 m3/d。

3.4单井最大允许出水量的估算
根据场地水文地质条件，降水井应深人地下S2f的砂岩中，完 整井深为38 m，过滤器进水部分长度为16 m。

管井的单井最大允 许出水量可按下列规定确定：
q= 102DI IfK(4)其中为单井最大允许出水量，m3/d;Z)为过滤管直径，取
0. 273 m;Z为过滤器进水部分长度，取16 m。

计算得
1 098 m3/d。

Analysis on the application of self-balancing static load testing method in Shanxi province
Hao Zhipeng Liang Dawei Huang Hao
(Shanxi Research Institute of Architecture Science,Taiyuan030001, China)
Abstract：The paper introduces merits and defects of two kinds of traditional pile foundation static-load testing methods including overloading method and anchorage pile method, analyzes advantages of new self-balancing static-load testing method comparing to traditional testing method, and describes application scope and correction coefficient of new testing method in Shanxi province, which will be good for improving the accuracy of the pile foundation detecting results.
Key words ：pile foundation, self-balancing static load testing, overloading method, anchorage pile method
收稿日期=2016-09-27
作者简介:余小国（1974-),男，硕士，高级工程师
第42卷第34期2 0 1 6年 1 2月
余小国：武汉某大厦深基坑降水设计分析
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过滤器
20 mm ~30 mm 粘土球<1)300x 5 井管1.0 mm 〜3.0 mm 连续级配石英砂
沉淀管
自然地面高程20.6 m
.中90钢呂
图2
降水井结构图
用理正软件通过式(8)计算得周边水位下降引起建筑物各点
最大沉降量4.1 cm ,最小沉降量2.9 cm 。

经大量武汉工程实践表 明:在粘性土层中，降水时间达180 d ，其固结度不超过20%，其沉 降量在降水启动后，沉降滞后效应非常明显，在合理的降水设计 和良好的施工质量的前提下，降水引起的地面沉降量一般小于预 测计算值，且沉降比较均匀[3]。

因此，在基坑开挖过程中，降水应 遵循“按需降水，分层降水”的原则,并切实监视地下水位和地面 沉降、地面变形，以便作出应急反应。

5结语
基坑工程是系统工程，基坑降水设计需要结合场地各种地质
环境条件。

后期群井降水3 d 后达到预期降水目标，说明本次基 坑降水设计基本满足工程要求。

通过本文研究，总结以下几点经 验:1)管井降水在长江边上砂土含水层中有较好的效果，可为该 地区基坑降水设计提供参考。

2)管井降水设计合理性的前提是 地质资料的准确性。

准确的地质资料提供准确的设计参数，故地 质勘察是后续工作的基础。

3)合理的概化计算模型是降水设计 的关键。

本次基坑降水设计中将含水层概化为均值各向同性，基 坑概化为方形，基坑深度皆取以主楼为准,沉降量计算中将压缩 模量相近的粘土层合并。

4)基坑降水引起地面沉降是不可避免 的，需要采取相应的措施及应急预案。

本次设计中采取地下连续 墙止水帷幕，然后再布置管井抽水。

抽水过程中随时监测水位降 深及周边地面沉降，随时调整抽水措施。

参考文献：
[1]
王
蓉.西安地铁五路口车站基坑降水设计[J ].山西建筑, 2009,35(27) =111-112.
[2] 金小荣，俞建霖.基坑降水引起周围土体沉降性状分析[J ].
岩土力学,2005,26(10) :1575-1581.[3] 何爽
,冯晓腊.长江隧道深基坑降水技术的应用[J ].山西
建筑,2007,33(34) :24.
[4] 张永波，孙新忠.基坑降水工程[M ].北京：地震出版社，
2000.
3.5管井数量与布置
管径数量和井间距按下式初步确定：
：1.2^
q
(5)
(6)
其中，《为管井数量;i 为基坑周长，取412 m ;a 为基坑间距，
m 。

代人式(3)，式(4)计算结果，n «12,a
=34m 。

假设管井沿基
坑边缘均匀布置，则组成的承压干扰完整井群对基坑中心点的降
深可用如下公式计算：
0. 366Q
(7)
其中,为基坑中心总降深,m ;r;为管井到基坑中心点的距 离，m 。

经验算，S _~9.1 m ，满足设计水位降深要求。

井位的布 置情况如图1所示。

'&气
]jS 7 JS 6
■TS 1O 05层裙楼
基坑开 挖深度 J S
l l h l 9.255层主楼区〇JS5
基坑开挖
深度 21.2 m (:J S4
JS 3
JS 12—了S f JS 2 图1井点布置图
3.6降水井需满足的技术要求
1)采用冲击成孔，避免使用浓泥浆，防止泥浆堵塞滤水通道。

钻机到位后，要安装稳正，钻孔开凿圆、正、直，井身倾斜度不超过 1°。

2)井管壁厚不得小于5 mm ,滤水段开孔小18 mm ,开孔率不 小于20%，包三层80目滤网，井管连接段密封可靠，井管居中，偏 差不大于1 cm 。

3)滤料规格为1.0 ~3.0连续级配石英砂，动水 投滤料，投放滤料时应沿井管连续均匀填人，要求密实。

投粘土 球止水应捣实，不架空,发现中间卡塞时应及时处理，并测量记录 其位置和数量，以保证填封密实。

4)自下而上逐段洗井,至水清 砂净。

基坑周边降水井的深井栗放置深度约25 m 。

5)抽水 30 min (稳定流)取水样，含砂量控制在1/50 000以下。

如抽水超 过3个月时含砂量应小于1/100 000。

成井完后，应立即采用活塞 洗井，保证水位变化灵敏。

降水井结构图见图2。

4降水引起地表沉降估算
基坑开挖及降水后，承压水位降低使周边土层产生附加荷载
而导致相应的沉降[2]，从而引起周边建筑的变形破坏。

根据规 范，承压水引起的最大沉降可用下式估算：
M ;
= M , X
Ed
(8)
其中，心为降水引起的地面沉降值，cm ;M ,为沉降计算经验 系数，取经验值0.30 ~ 0.90 4^7,为水位下降引起的各地层有效 应力增量，kPa ; AA ;为受降水影响的各地层厚度，cm ; 为各地层 的压缩模量，MPa ;ra 为计算的地层层数。

Dewatering design analysis of a deep foundation pit of a building in Wuhan
Yu Xiaoguo
(Wuhan Geological Survey Foundation Engineering Limited Company f Wuhan 430070, China )
Abstract ： According to the geological condition of a deep foundation pit of a building in Wuhan, and the dewatering scheme of foundation pit is designed. Analyzed the precipitation wells into hole process and technology, and the influence of dewatering on the surface settlement is also eval­uated. The results show that the design meets the expected goals of dewatering precipitation.Key words ： deep foundation pit, dewatering scheme, surface settlement, geological condition
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