廣東湛江鋼鐵基地（湛江東海島）深基坑降水典型案例

摘要：本文以廣東省湛江市鋼鐵基地（湛江市東海島）建設(shè)過程中的三個(gè)深基坑為例，介紹了深基坑的降水施工技術(shù)。

關(guān)鍵詞：深基坑；降水；施工技術(shù)

一、前言

湛江千萬噸的鋼鐵基地項(xiàng)目是按照國(guó)家鋼鐵產(chǎn)業(yè)發(fā)展政策要求，結(jié)合寶鋼重組廣鋼、韶鋼的國(guó)家重大建設(shè)項(xiàng)目，是廣東省淘汰1700萬噸落后鋼鐵產(chǎn)能，實(shí)行廣鋼環(huán)保搬遷，在湛江新建的1000萬噸級(jí)鋼鐵基地。

基地位于湛江市東海島。東海島的地基基礎(chǔ)是典型的沿海軟土地基。

我們廣東國(guó)信工程監(jiān)理有限公司，先后中標(biāo)了該鋼鐵基地建設(shè)工程的部分監(jiān)理業(yè)務(wù)，本文以典型的三個(gè)深基坑為例，介紹軟土地基深基坑的施工降水技術(shù)。

東海島屬濱海堆積地貌，潮灘及火山發(fā)育，島上土質(zhì)主要為粉砂，吹填層下即為原始老海底，地面下-6～-3m處覆蓋有一層0.3～2m厚的淤泥質(zhì)粉質(zhì)黏土，屬滯水層。島上地下水位很高，地面下即可見的地下水，局部地區(qū)積存大量地表水，地下水補(bǔ)給水充足，潮漲潮落，水位變化可達(dá)1-3m。

現(xiàn)階段，全國(guó)多家大型施工企業(yè)已進(jìn)入湛江鋼鐵基地（東海島）施工。

二、工程實(shí)例

（一）水處理廠泵站水池基坑

該廠位于經(jīng)三路與經(jīng)四路之間，供水泵站水池埋深-8.0m，水池尺寸72m×45m，基坑施工時(shí)必須將地下水位降低至-8.5m。

（1）降水難點(diǎn)

1）地下水水位高且有大量地表水，流沙現(xiàn)象嚴(yán)重。施工區(qū)域的地表被15 -30 cm深的地表水長(zhǎng)期覆蓋，西側(cè)40m外有一條1m深的排水溝，且周邊80m范圍內(nèi)有多處地表水。整個(gè)工程場(chǎng)地土處于飽和狀態(tài)，土質(zhì)主要為粉砂、細(xì)砂，直接開挖后流沙現(xiàn)象嚴(yán)重。

2）含水層厚度大、滲透性強(qiáng)，降水的同時(shí)需解決截水問題。根據(jù)地質(zhì)勘察報(bào)告，場(chǎng)地- 18. 4m以上土層主要為粉砂、細(xì)砂土質(zhì)，滲透系數(shù)4.32m/d，地下水滲透性強(qiáng)且地下水補(bǔ)給速度快，根據(jù)周邊的在建工程施工經(jīng)驗(yàn)，施工中需考慮截水問題。

3）降水需考慮滯水層問題。按地質(zhì)勘察報(bào)告，廠區(qū)地面下-4.4 ～-3. 5m處為老海底，為淤泥質(zhì)粉質(zhì)黏土層，屬滯水層，層間含粉砂夾層，且含有層間滯水。

4）降水周期長(zhǎng)，降水跨越雨季。工程工期7個(gè)月，降水期間跨越了整個(gè)雨季，降水周期長(zhǎng)，地下水位、水量變化情況難以預(yù)料，若單純采用管井降水方案，則管井的數(shù)量難以經(jīng)濟(jì)、合理地確定；少量布置管井時(shí)，遇暴雨天氣又難以保證降水需要，過多設(shè)置管井成本又太大。

5）深基坑施工的質(zhì)量和安全性要求高?；由?m，砂土邊坡受水后極易塌方、失穩(wěn)，降水效果的好壞直接關(guān)系到基坑的邊坡穩(wěn)定，涉及深基坑施工的質(zhì)量和安全。

（2）降水方案

1）地下水水位高且含有大量地表水，流沙現(xiàn)象嚴(yán)重的解決方案。管井降水方案適用于砂土土質(zhì)、深度>5m的深基坑降水工程。地下水如果能有效降低，也就同時(shí)解決了基坑流沙的問題。根據(jù)計(jì)算，供水泵站基坑日總涌水量3800m3，單井日排水量按280 m3考慮，共設(shè)計(jì)19m深無壓完整井14口。管井布置于基坑長(zhǎng)向兩側(cè)，間距16m。

2）截水問題的解決方案。當(dāng)管井間距過大時(shí)，因地下水量大、秒土滲透快，水可能會(huì)涌入基坑內(nèi)。水滲流路徑如圖一所示，圖一中，假設(shè)當(dāng)兩管井間中間點(diǎn)b做水平滲流時(shí)，當(dāng)L1

供水泵站的滯水水流主要考慮層間滯水水流和滯水層上的滯水水流。供水泵站的邊坡按1：1自然放坡考慮，管井距基坑邊1m。經(jīng)分析，在兩口降水管井中間部位、滯水層層面上的e點(diǎn)處的水流不易疏導(dǎo)，且離基坑最近，故e點(diǎn)為最不利水流的水平滲流點(diǎn)，則L2 =4. 5m，管井間距應(yīng)小于2/20迥供棗泵站基坑長(zhǎng)軸邊外側(cè)每?jī)煽诠芫g設(shè)一口疏導(dǎo)井，疏導(dǎo)井與降水井間距8m<9m，滿足截水需要；沿供水泵站基坑短軸邊外側(cè)設(shè)7口疏導(dǎo)井，間距7m <9m，滿足截水需要。24日疏導(dǎo)井和14口深井管井環(huán)狀布置于基坑周邊，形成了封閉的水流截?cái)噌∧唬鉀Q了整個(gè)基坑四周的截水問題。

當(dāng)滯水層下部的疏導(dǎo)井長(zhǎng)度不小于滯水層上部的匯水長(zhǎng)度時(shí)，即可滿足水的疏導(dǎo)需要。本工程中疏導(dǎo)井的長(zhǎng)度應(yīng)不小于兩倍的e點(diǎn)埋深，考慮到疏導(dǎo)井兼觀察井，疏導(dǎo)井長(zhǎng)度設(shè)計(jì)為8m。降水井平面布置如圖二所示。

3）滯水層問題的解決方案。滯水層上下均為砂土，滲透性好，易于疏導(dǎo)滯水，基坑周邊較密集設(shè)置的疏導(dǎo)井和降水管井貫通了滯水層，在解決截水問題的同時(shí)也解決了滯水層的問題。對(duì)于較大尺寸的基坑，可在中間區(qū)域適當(dāng)設(shè)置疏導(dǎo)井，以疏導(dǎo)基坑中部的滯水。因本工程基坑尺寸較小，且土質(zhì)的滲透系數(shù)高、降水影響半徑大，故基坑審問區(qū)域丕再考慮設(shè)置疏導(dǎo)井。

4）跨越雨季長(zhǎng)時(shí)間降水問題的解決方案。疏導(dǎo)井在需要時(shí)，布設(shè)水泵設(shè)施可兼做降水管井使用，能立即增強(qiáng)排水能力，易于解決突發(fā)狀況，同時(shí)疏導(dǎo)并深度較淺，自身成本費(fèi)用也較低。當(dāng)疏導(dǎo)井深度大于或等于基坑挖深時(shí)，還可兼做觀察井，水位情況一目了然，不必再另外增加觀察井設(shè)置費(fèi)用。

5）深基坑施工質(zhì)量和安全性的保障結(jié)果。降水l0d后基坑開始分層開挖，開挖結(jié)束后經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)，-8.3m標(biāo)高處可見地下水，證明實(shí)際降水效果與降水設(shè)計(jì)目標(biāo)基本吻合。在7個(gè)月的施工過程中，地下水位始終處于受控狀態(tài)。采用疏導(dǎo)井+深井管井的深基坑降水施工技術(shù)，優(yōu)質(zhì)、安全地完成方開挖和地下結(jié)構(gòu)的施工。

（二）綜合管網(wǎng)深基坑（槽）

位于經(jīng)四路東側(cè)，距原水處理工程供水泵站約150m。工程基槽標(biāo)高-8.0m，基槽底寬6m。基坑開挖邊坡1：1自然放坡，采用在基槽兩側(cè)布設(shè)深井管井降水，管井間距15m，井深14m。平均基槽降水成本費(fèi)用約合24.9元/㎡（未計(jì)電費(fèi)）?；坶_挖后，因-3.0m處滯水層上存有大量滯水，且因管井間距大，沒能解決截水問題，基坑外地下水水平方向流入基槽，造成基坑下部土質(zhì)雖較干燥，但基槽上部出水，出現(xiàn)基槽開挖后地下水泡槽的狀況。

（三）儲(chǔ)水池基坑

大型儲(chǔ)水池工程位于經(jīng)四路西側(cè)，緊鄰原水處理工程北側(cè)?；映叽鐬?80m×175m，基槽深6.15m，基坑開挖邊坡1：1自然放坡，基坑周邊布置環(huán)狀井點(diǎn)深井管井，井距7.6m；中部布設(shè)一排深井管井，井距4.8m，共布設(shè)深井管井180口、觀察井10口，管井深度均為20m。平均基槽費(fèi)用約6.2元/㎡（未計(jì)電費(fèi)）。降水20d后，基坑開挖時(shí)發(fā)現(xiàn)，基槽中間區(qū)域-3.5m標(biāo)高處滯水嚴(yán)重，施工機(jī)械無法在上面施工，降水失敗。

經(jīng)過比較不難發(fā)現(xiàn)，三個(gè)深基坑降水工程地理相鄰、地質(zhì)條件相同且同時(shí)施工，因采用不同的降水方法取得了不同的降水結(jié)果。疏導(dǎo)井+深井管井降水，很好地解決了滯水層滯水的問題和截水問題，降水效果好，成本低，適合廣泛推廣應(yīng)用。

三、結(jié)束語

通過在島上的前期工程實(shí)踐中應(yīng)用疏導(dǎo)井+深井管井降水技術(shù)方法，每口疏導(dǎo)井可比深井管井節(jié)約成本900～1300元，平均每基槽降水費(fèi)用可節(jié)約20元/㎡以上。此技術(shù)可為大都市地區(qū)、沿海沿江地區(qū)的工程建設(shè)帶來巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，市場(chǎng)前景廣闊。

參考文獻(xiàn)：

[1]建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范DBJ15-31-03；

[2]建筑基坑工程監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)范GB50497-09；

[3]建筑地基處理技術(shù)規(guī)范DBJ15-38-05.

作者簡(jiǎn)介：

鄭家龍，男，1972年生，廣東國(guó)信工程監(jiān)理有限公司工程師，注冊(cè)監(jiān)理工程師，研究方向?yàn)榻ㄖこ痰氖┕ぁ⒐芾砑氨O(jiān)理。