重慶來福士廣場深基坑地下水的控制

程瑜　吳同情　范昕然

(1.重慶市渝中區(qū)建設(shè)工程綜合監(jiān)督管理處　重慶　400013；2.重慶科技學(xué)院建筑工程學(xué)院　重慶　401331；3.重慶交通大學(xué)水利水運(yùn)工程教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室　重慶　400074)

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重慶來福士廣場深基坑地下水的控制

程瑜1吳同情2范昕然3

(1.重慶市渝中區(qū)建設(shè)工程綜合監(jiān)督管理處重慶400013；2.重慶科技學(xué)院建筑工程學(xué)院重慶401331；3.重慶交通大學(xué)水利水運(yùn)工程教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室重慶400074)

目前國內(nèi)基坑地下水控制主要是以高壓旋噴樁為代表的注漿止水帷幕和以深井降水為代表的降水帷幕。根據(jù)重慶來福士廣場深基坑工程的實(shí)際情況，通過三次注漿止水帷幕試驗(yàn)與降水帷幕抽水試驗(yàn)，表明在長江灘涂回填區(qū)，地質(zhì)條件復(fù)雜、含水層厚度、分布不均勻條件下，降水帷幕效果好于高壓旋噴止水帷幕和液壓注漿止水帷幕。

基坑降水；降水帷幕；高壓旋噴；液壓注漿

1　工程概況

重慶來福士廣場位于朝天門與解放碑之間，直面長江與嘉陵江交匯口，所在地渝中區(qū)是重慶市最為繁華的區(qū)域，總占地面積為91 782m2，總建筑面積約1 134 264m2(含市政配套設(shè)施)，由地下車庫、商業(yè)裙樓和超高層塔樓以及高空連廊組成。基礎(chǔ)工程為人工挖孔灌注樁，其中抗壓樁423根，抗拔樁946根，抗滑樁156根，共計(jì)1 525根，樁底絕對(duì)標(biāo)高在172.00～48.49m之間。所處持力層均為中風(fēng)化泥巖，混凝土等級(jí)為C35、C40，塔樓最大樁徑為5.8m。

2　地質(zhì)及水文條件

2.1工程地質(zhì)條件

2.2工程水文條件

勘察區(qū)地下按其賦存形式可分為松散土層孔隙水、基巖裂隙水和孔隙潛水類型，接受大氣降水、地表水補(bǔ)給，向長江、嘉陵江排泄。

(1)第四系松散土層孔隙水：主要賦存于第四系松散土層中，賦存條件主要受堆積物分布范圍與厚度控制。

(2)基巖裂隙水：賦存于基巖裂隙中，賦存條件主要受基巖裂隙發(fā)育程度控制，含水性差異大。整個(gè)場區(qū)中部及南部地勢高,基巖裂隙不發(fā)育，巖體較完整，地下水賦存條件差，地下水貧乏。通過鉆孔觀測地下水位，其初勘地下水位標(biāo)高為175.20～ 207.0m,詳勘地下水位標(biāo)高為183.09～184.33m，主要為基巖裂隙水，不具統(tǒng)一前水位。對(duì)ZC4、ZC93、ZC69、ZX46、ZX117進(jìn)行抽水試驗(yàn)，結(jié)果顯示單孔涌水量為2.08～11.35m3/d,降深4.8～14.36m,巖體滲透系數(shù)0.0381～0.193m/d。

(3)孔隙潛水：賦存于下部砂卵石中，受大氣降水和地表水補(bǔ)給，與長江(庫)水聯(lián)系密切，連通性好，水量大，地下水位與長江(庫)水位基本一致。據(jù)鉆孔地下水位觀測資料，地下水位受長江、嘉陵江水水位影響明顯。

考慮場區(qū)工程樁開挖將跨越洪水期，地下水位遠(yuǎn)高于樁底標(biāo)高，且人工挖孔需穿透砂卵石底板進(jìn)入中風(fēng)化巖，極易產(chǎn)生涌水、流砂，形成地下水水患。故對(duì)基坑地下水的處理顯得尤為重要。

3　基坑地下水控制

目前，國內(nèi)基坑地下水控制主要有兩種思路，一是以高壓旋噴樁為代表的注漿止水帷幕，二是以深井降水為代表的降水帷幕。本工程地下水控制前后進(jìn)行了高壓旋噴樁止水帷幕、液壓注漿止水帷幕、深井降水帷幕3次試驗(yàn)，并比較分析這3種控制方案的效果，最后提出最適宜該工程的地下水綜合控制方案。

3.1高壓旋噴樁注漿止水帷幕

高壓旋噴注漿法是利用高壓噴射漿液與土混合固化處理地基的方法[1]。當(dāng)前，該方法的基本工藝類型有單管法、二重管法、三重管法和多重管法等[2]。經(jīng)過對(duì)該工程的地質(zhì)條件分析，選定三重管高壓旋噴樁施工工藝。

三重管高壓旋噴樁施工技術(shù)是用3層噴射管使高壓水和空氣同時(shí)橫向噴射，沖蝕切割地基土體，再借空氣和水的上升力把已破碎的余土漿托舉到地面排出；與此同時(shí)，另一個(gè)噴嘴將水泥漿以較低壓力噴射注入到被切割、攪拌的地基中，使水泥漿與土混合固結(jié)成樁，相鄰樁互相咬合形成連續(xù)加固土體，理論上其加固直徑可達(dá)800～1 000mm，最終多個(gè)旋噴樁連續(xù)咬合形成連續(xù)墻式的豎向隔水層[3](圖1)。

擬選定一根工程樁(Z06-P160)在透水性好、透水層較厚的區(qū)域進(jìn)行高壓旋噴樁注漿止水帷幕驗(yàn)證性施工。沿工程樁周布置兩排(梅花型布置)高壓旋噴樁，設(shè)計(jì)樁徑為800mm，間距為600mm，搭接距離為200mm，如圖2所示。采用普通硅酸鹽水泥，水灰比選為0.7～1，水泥摻量不少于原狀土天然質(zhì)量的25%，其詳細(xì)的施工工藝主要參數(shù)見表1。

施工完成28d后，通過開挖檢查、注水試驗(yàn)、鉆芯取樣三種方式，檢查注漿成型、強(qiáng)度、透水情況[4]，檢查發(fā)現(xiàn)沒有形成連續(xù)的、成型的水泥固結(jié)體，其取芯抗壓強(qiáng)度均小于1.0MPa，基坑壁明顯有涌水現(xiàn)象,故高壓旋噴樁止水帷幕試驗(yàn)未達(dá)到預(yù)期。經(jīng)分析，由于場區(qū)內(nèi)地質(zhì)條件復(fù)雜，砂層厚度及分布極不均勻，雜填土層土質(zhì)復(fù)雜，水泥漿經(jīng)高壓，易通過雜填土層較大縫隙流失，從而沒能達(dá)到預(yù)期設(shè)計(jì)效果。

3.2液壓注漿止水帷幕

由于高壓旋噴樁注漿止水帷幕試驗(yàn)沒能到達(dá)預(yù)期相關(guān)，于是改變相關(guān)參數(shù)，采用壓實(shí)灌漿技術(shù)，進(jìn)行液壓注漿止水帷幕試驗(yàn)。降低水灰比，減小噴漿壓力以及進(jìn)行多次反復(fù)提拉注漿[5]。調(diào)整后的施工參數(shù)見表2。

表2　液壓注漿止水帷幕施工參數(shù)

施工完成后，通過開挖檢查、鉆芯取樣發(fā)現(xiàn)該工程所處位置雜填土層土質(zhì)復(fù)雜，土層內(nèi)有孤石、磚塊、生活垃圾等成分，水泥漿在注漿機(jī)壓力作用下，流失嚴(yán)重，不能與土體形成有效的固結(jié)體，同時(shí)砂層厚度不均，分布存在差異性，水泥漿在砂層內(nèi)也無法形成連續(xù)的固結(jié)體，并且基坑壁有涌水現(xiàn)象，故液壓注漿止水帷幕的基坑降水效果未能達(dá)到設(shè)計(jì)理想效果。

3.3降水帷幕

考慮場區(qū)工程樁開挖跨越洪水期，其地下水位遠(yuǎn)高于樁底標(biāo)高，且人工挖孔需穿透砂卵石底板進(jìn)入中風(fēng)化巖，極易產(chǎn)生涌水、流砂，形成地下水水患。對(duì)于影響本工程的孔隙潛水，為保證工程樁開挖及基礎(chǔ)施工的順利進(jìn)行，地下水控制調(diào)整為采用坑周側(cè)向連續(xù)抽水帷幕與坑內(nèi)深井疏干排水的方法相結(jié)合[6-7]，所采用的降水井結(jié)構(gòu)圖見圖3所示。

按規(guī)范[8]中均質(zhì)含水層潛水完整井的基坑降水總涌水量按下式進(jìn)行計(jì)算。

(1)

式中：Q—基坑降水總涌水量(m3/d)；k—滲透系數(shù)(m/d)；Sd—基坑地下水位的設(shè)計(jì)降深(m)；H—潛水含水層厚度(m)；R—降水影響半徑(m)；r0—基坑等效半徑(m)。

根據(jù)規(guī)范要求，降水井單井設(shè)計(jì)流量按式(2)進(jìn)行計(jì)算：

(2)

式中：q—降水井單井流量(m3/d)；n—降水井?dāng)?shù)量。

降水井單井流量的取值按照規(guī)程進(jìn)行取值，查表后取值120m3/d，由公式(2)便可計(jì)算出n=9 552.29×1.1/120=87.56。故擬在場區(qū)內(nèi)設(shè)置帷幕井、疏干井共計(jì)88口，保證地下水的抽排。

經(jīng)過抽水試驗(yàn)表明，在長江水位較高時(shí)，正式降水開始8h后，單井內(nèi)水位降深即達(dá)6m，迅速在井點(diǎn)連線方向形成一道無水屏障，阻隔了坑內(nèi)外地下水的直接聯(lián)系，基坑內(nèi)地下水水位迅速下降，降水帷幕達(dá)到了預(yù)期效果。

4　結(jié)論

根據(jù)重慶來福士廣場深基坑項(xiàng)目的實(shí)際情況，通過3次注漿止水帷幕試驗(yàn)與降水帷幕抽水試驗(yàn)，表明在長江灘涂回填區(qū)，地質(zhì)條件復(fù)雜、含水層厚度、分布

不均勻條件下，降水帷幕效果好于高壓旋噴止水帷幕和液壓注漿止水帷幕，將可為類似工程提供參考。

[1]王俊杰,唐彤芝,彭劼.地基處理新技術(shù)[M].北京：中國水利水電出版社,2013：162-163.

[2]魏新江.地基處理[M].杭州：浙江大學(xué)出版社,2007：104-105.

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[8]JGJ 120-2012 建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程[S].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2012.

程瑜(1982-)，男，工程師，主要從事工程施工質(zhì)量安全監(jiān)督管理。

吳同情(1982.12-)，男，講師，主要從事巖土工程方面的教學(xué)和科研。

范昕然(1992.05-)，男，碩士研究生，主要從事巖土工程方面的研究。

Control of Groundwater for Deep Foundation Pit of Raffles City in Chongqing

CHENGYu1WUTongqing2FANXinran3

(1. Yuzhong District of Chongqing City Construction Project Comprehensive Supervision and Management Department, Chongqing 400013; 2. School of Civil Engineering and Architecture, Chongqing University of Science & Technology, Chongqing 401331; 3. Key Laboratory of Hydraulic & Waterway Engineering of the Ministry of Education, Chongqing Jiaotong University, Chongqing 400074)

There are two ways to manage groundwater in domestic foundation pit, which are the high pressure spraying pile represented by grouting curtain and the deep well precipitation curtain. According to the practical case of deep foundation pit of Raffles City in Chongqing, the conclusion can be drawn by three times grouting of the waterproof curtain precipitation test and the pumping test . It indicates that the effect of the rainfall curtain is better than the high-pressure sealing Jet Grouting Curtain and the hydraulic curtain, under the circumstances of the complex geological condition, the thickness and uneven distribution of aquifer.

Dewatering of foundation pit；Precipitation curtain；High pressure jet grouting；Hydraulic grouting

重慶科技學(xué)院校內(nèi)科研基金項(xiàng)目(CK2015Z29)

程瑜(1982-)，男，工程師。

E-mail:wutongq@163.com

2015-11-11

TU46

A

1004-6135(2016)02-0080-04