复杂地质条件下某深大基坑降水方案优化设计

来源：宝玛科技网

Building Technology Development

建筑技术开发

Foundation and Basement

地基与基础第46卷第!8期2019年9月复杂地质条件下某深大基坑降水

方案优化设计余小国（湖北省城市地质工程院，武汉430072 ）［摘要］降水技术对地下空间开发利用影响最为严重，因此，必须深入研究深大基坑降水技术，优化降水方案，从设计入手，从实际出发，保证在复杂地质条件下安全可靠的推进深大基坑工程，保证深大基坑工程的质量，提高深大基坑工程的实用性能。通过深入了解深大基坑降水技术的发展现状，分析复杂地质对深大基坑降水方案设计的影响因素，并通过分析深大基坑的结构，进一步完善深大基坑降水方案。［关键词］复杂地质；深大基坑；降水方案；优化设计［中图分类号］TU753.66 ［文献标志码］B ［文章编号］1001-523X （2019） 18-0151-02Optimum Design of Dewatering Scheme for a Deep and Large

Foundation Pit under Complex Geological ConditionsYu Xiao・guo［Abstract ］ The influence of precipitation technology on the development and utilization of underground space is the most serious. Therefore, it is necessary to study deeply the dewatering technology of deep and large foundation pits and optimize the dewatering scheme. Starting from the design and practice, we should ensure the safe and reliable promotion of deep and large foundation pits under complex geological conditions, ensure the quality of deep and large foundation pits, and improve the practical performance of deep and large foundation pits. This paper, through in-depth understanding of the development status of dewatering technology of deep and large foundation pits, analyses the complex geological conditions. The influencing factors of dewatering scheme design of deep and large foundation pits are analyzed, and the dewatering scheme of deep and large foundation pits is further improved.［Keywords ］ complex geology ； deep and large foundation pit ； dewatering scheme ； optimization design1复杂地质条件下深大基坑降水现状通过经验总结和技术上的探讨，令降水技术能适用更具规模的深大基坑工程施工中，最大程度地保证深大基坑工程的质量，提高对地下空间的利用率5。而通过深大基坑降水技术，能保证深大基坑工程的安全和稳定，提高基坑质量的同时加强支护结构的可实施性，同时提高了深大基坑工程科实施性，并降低了深大基坑工程的施工风险，提高了施工人员的安全系数，而在实际深大基坑工程施工中，降水技术的应用实际降低了水位对深大基坑工程的影响，保证了深大基坑稳定及开发工作的顺利进行，并确保基坑底部的干燥程度，不断的降低施工现场的地质环境的含水量，如软土层、颗粒物、砂石等地质的含水量保证了地质的稳定性，提高了地质强度，并通过降水技术，有效的防止了地下水在坑底突涌的情况P].向江内。这也同时导致了含水层上部粘性高、下部渗透强的情况，造成深大基坑工程的实施困难度上升。3复杂地质条件下深大基坑工程的降水设计只有根据复杂地质条件进行一定的降水设计，才能确保基坑质量，保证基坑安全，必要情况下，需要对地质进行全面的维护工作，也就是改变地质结构，改变地下水流经区域, 并使用科技手段合理地进行地质环境中各地质层的含水量, 如某深大基坑工程实施中主隧道基坑分区设计（图1），根据场区的内土层分布及含水层土质特征，将基坑分为3个主要区域进行降水设计，而在四周进行连续墙的支护（表1）。315°15.000］7 000i-1.0009 000点-17.000犒-25.000題-33.000-41.000-49.000-57.000 -65.000,

I区（75.6m ）-----------------------

II区（75.6m ）花…一DI区（62m ）------------STZU—〜围护结构一*2复杂地质对深大基坑降水方案优化设计的影响复杂地质对深大基坑的影响非常的严重，尤其是不同的地质环境下降水方案的选择及优化处理上，也具有一定的差异性，现如今，深大基坑工程通常釆用的降水方法有引渗疏干技术、井点降水技术、截水、截水帷幕+排水法、管井降水技术等技术，通过不同技术的选择，能降低复杂地质对深大基坑工程实施的影响。、通常情况下，复杂地质中地层结构、地下水类型及含水岩是特征、地层的渗透性、地下水文动态、场地地层结构等都严重的影响着深大基坑工程的实施。通过纵向技术检测，可看到整个地下水层呈现的是向江面倾伏的状态，从两岸流收稿日期：作者简介：超探超大基坑支护成套技术开发〈湖北省地质局作者简介：余小国男，湖北武汉人，高级工程师，主要研究

方向为基础工程施工与管理。

在具体的降水方案设计中，釆用疏干井设计来深大基坑

降水，根据基坑的维护结构，各分区之间存在隔断层。在I、• 151 •2019年9月第46卷第18期Foundation and Basement方案优点地基与基础建筑技术开发Building Technology Development表3常见降水方案技术特点对比缺点工程案例II两区中可知，基坑的围护结构隔断了③层承压水，同时在水力联系方面还隔断了上部含水层的内层与外层。在具体的方案设计中，只需要对基坑开挖范围的土地进行疏干便能有效的达到降低土质的含水量进而增加土质的强度。其中疏干井的数量公式为n=A!a#,也就是疏干井的总面积/比单井疏干井的面积a#,最终确定疏干井的数量”，具体的，通过计算, 我们可以得到基坑中疏干井的数量，并进行合理ID分布，以起到对含水层、上部淤泥、粘土层有效的疏干作用(表2)。表2疏干井部分参数数量/个降水深度大时，降

湖北荆门广场基坑

纯井点施工便捷、经济性高、水影响范围大；随

引江济汉进口段节

降水法布设方案可及时变更着抽水的进行，抽

制闸基坑水效率会逐渐降低截水效果良好，使坑

成本昂贵，其适用武汉阳逻长江大桥

内排水量小；使得抽

截水法性受含水地层厚度南锚碇水后降水漏斗深而小，

影响大汉江兴隆围堰基坑因此对环境影响小基坑分区井深I区II区5135/m521井径/mm273泥孔径/mm600施工难度较大，特

截水帷

兼具上述两种方法优别是在大粒径砂卵

幕+排点石地层上，成孔困

水法难武汉长江隧道武昌盾构井穿漳河倒虹吸工程南岸基坑4完善复杂地质条件下深大基坑降水方案在复杂地质条件下，深大基坑降水方案的选择主要，主要是通过对地质的了解、对基坑突涌的计算，对坑渗透能力的计算，而后通过这些计算，根据深大基坑的实际情况，进行降水井的设计，并选择合适的降水井技术，通过降水井结构的布置，完成检查后就可以有效的降低深大基坑实施中地下水对基坑的影响，而在具体的方案设计中，必须充分的考虑地质情况，在该地质情况下，釆用何种深大基坑降水技术应用最为方便，效果最为明显，经济效益最高。如某工程需要对某建筑深挖，具体如下，建筑高36层, 地下3层主要为仓库，深大基坑深度130m,长宽各为130m, 105m,面积为13650m2o经过实测之后得出埋深7.4~8.7m, 对应的水位标高773.000~775.000m之间。在检测地质情况之后，检查基坑底抗突涌验算方面，主要是通过公式：心M \\AyJilY进行相关的计算，根据此公式，进行计算具体的坑底与含水层顶板高度差。在抗渗透稳定性方面，同样可以根据相应的公式进行隔

基坑开挖过程中容

工程造价低，工期短，合陕京四线黄河定

管井降易发生流砂、管涌，

可操作性强和易于监向钻穿越连头基坑

水法基坑壁土体坍塌等

测等优点降水工程施工现象能将基底以上的地下

水通过钻孔引导自行施工难度大，施工

引渗疏

渗入到下部含水层中，工序复杂，需要引

干技术从而达到疏干上部地入多种关键设备层水。南京梅子洲过江通道及青奥轴线地下交通系统及相关工程影响半径之后确定基坑的涌水量。进一步地确定单井出水量，需根据公式q = 120nrsl34k进行具体的计算，计算出单井的出水量之后还需要进一步地确定单井的数量，具体公式为 n=l.lQ/q,通过相关的公式进行计算的过程中，在进一步的确定单井数量之后，对单井的分布情况可以根据以往地质环境的降水情况及地下水的流动情况进一步的确定单井的分布间距，但必须保证的是单井间距不大于15m,确定之后布置在帷幕周围。理论并不等于规范实际降水的工序，并且对降水井的材料也要有一定的选择，在此项深大基坑工程中，通过具体的施工可以看到，井管的暴露长度过长进而会导致井管出现一定的质量问题，在具体的操作中，需要给井管添加支护结构以确保井管的安全，并在井管材料的选择上，要釆用钢管等不易折断井管，井管要具备的特点是不易折断、强度高、耐磨损，在长时间的暴漏下不会出现质量问题。水帷幕深度的计算，公式：九3 1.2坯\"-/1*)进行验算，抗渗透稳定性计算，实际的计算出隔水帷幕深入基坑槽底的深度，其中，％为基坑侧壁安全系数，％为开挖深度，为地下水埋深。通过相应的数据，最终进行计算。而在已经确定相关的数据之后，便可以根据基坑降水方案之间的对比工作，根据降水技术的优点和缺点的对比，最终确定具体的降水方案的选择(表3)。通过分析各项降水方案技术，综合性的进行评价，纯井点降水法是诸多降水方案中最为便捷的一种方法，具体可分为真空井点、管井井点以及喷射井点、深井井点等多种具体的实施方法，通过比较各类方法，就可以根据实际情况进行技术上的选择，如在此工程中使用的纯井点降水法中的管井降水法，就是根据实际检测过程中，得岀的结论，地质渗透系数较大，地质中含水量极为丰富，如果进行真空降水，这会增加降水成本，并且增加降水技术上的难度，影响到降水的效果，不能随时进行抽水，通过单个管井不能及时有效的进行降水。而采用管井降水,因为每个管井都能进行降水，在排水量上更为有效［!］«具体的施工中，需要对基坑的涌水量进行计算，具体的MSQ = 2.13k公式为5结束语综上所述，基坑工程从简易型工程逐渐的转变为深大基坑具非常复杂性的工程，是人们在土地资源紧缺加深对地下空间利用的结果，而面对基坑开挖中最常见的地质、水文影响，必须釆取有效的降水措施，来降低地下水对深大基坑工程的影响，并在降水量上要根据实际的降水情况而进行技术设备的提升，进而及时有效地做好降水工作，改善深大基坑的安全状态，提高基坑的稳定系数，在安全上进一步进行强化，保证施工质量、进度的同时令施工人员更加放心地进行地下作业。式中：0为涌水量；M为帷幕底到隔水层之间的间距； S为水位标高降低至槽底面以下的距离；k为渗透系数，可根据实际地质检测中科学计算得出；尺为降水井的影响半径,

r=ios麻；％为基坑的等效半径，y°=莎，具体的计算公式为，虫为基坑半径，z为渗透系数，在确定基坑的等效半径与［1］游洋，阎长虹，刘实，等.复杂地质条件下某深大基坑降水方案优化设计［JJ■工程地质学报，2017, 25 (3) : 715-722.［2］李兵.引渗疏干技术在复杂水文地质条件下深大基坑降水中的应用［J］, 探矿工程(岩土钻JE工程)，2018, 45 (4) : 69-72, 77.［3］李洪财.南京长江江心洲超大直径盾构接收井明挖段超深基坑降水技术研究［JJ.探矿工程(岩土钻掘工程)，2018, 45 (5) : 87-92.［4］李享.深基坑工程降水技术及现阶段发展［J］,价值工程，2018, 37 (34)： 170-172.［5］陈晓光，苗旺，郭晓峰.管井降水技术在黄河滩地深大基坑中的应用［J］, 甘肃水利水电技术，2018, 54 (8) : 43-45, 53.参考文献• 152 •

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