張景煜,宋維康,周海強(qiáng),吳良音
(1.中建二局第二建筑工程有限公司,山東 青島 266590;2.通用技術(shù)集團(tuán)工程設(shè)計有限公司,山東 濟(jì)南 250031)
由于地下水位高、降排水技術(shù)不成熟,筏板上浮、車庫地下水上反以及框架柱壓斷等現(xiàn)象時有發(fā)生。為保證樓體底板的防水質(zhì)量,對無止水帷幕地下水位暴漲后的降排水技術(shù)進(jìn)行了闡述。
本項目包括20 棟單體及連體車庫,總建筑面積約182 976.79m2。住宅為剪力墻結(jié)構(gòu),車庫為框架結(jié)構(gòu)。項目建設(shè)位置臨河且常年水位較高但水位穩(wěn)定,根據(jù)現(xiàn)場實際情況降水措施未設(shè)計止水帷幕。2021 年夏季降雨量暴增,導(dǎo)致地下水位暴漲且水量較大,降排止水質(zhì)量難以控制。因此對水位的控制成為無止水帷幕地下水位暴漲后的降排水技術(shù)中的關(guān)鍵所在。而且基坑周邊存在建筑物及道路,過度降水反而會對周邊建筑物及道路造成影響,因此,對于無止水帷幕地下水位暴漲后的降排水方式有很高的要求[1]。
止水降水措施一般有井點降水、帷幕止水防砂、坑內(nèi)降水等[2]。傳統(tǒng)的降水模式存在降水量無法精確控制的問題,若基坑周邊存在建筑物及道路,過度降水反而會對周邊建筑物及道路造成影響,無止水帷幕地下水位暴漲后的降排水技術(shù)能較為準(zhǔn)確地確定降水量大小,避免出現(xiàn)因高水位導(dǎo)致的筏板上浮、構(gòu)造柱壓斷的現(xiàn)象,有效保證了施工質(zhì)量及降水效果[3-4]。
通過研究工程土質(zhì)土層的分布、挖土深度及基坑內(nèi)的水位,研究小組發(fā)現(xiàn)降水質(zhì)量的好壞又與輕型井點的種類、位置、下管深度等息息相關(guān)[5]。研究小組對輕型井點種類進(jìn)行了研究結(jié)合不同輕型井點方式的優(yōu)缺點及工程實況和周邊建筑物的分布特點,確定在近黃河區(qū)域的黏土層采用真空泵輕型井點降水最為合理、也最為有效。輕型井點種類確定后,研究小組對輕型井點的下井深度、井點布設(shè)位置進(jìn)行了比對、試驗,明確了在降水漏斗范圍20m2內(nèi)、下井深度15m 左右時,真空泵輕型井點可以在短時間內(nèi)得到更好的止水、降水效果。
通過對降水井的大小、數(shù)量、布設(shè)原則的研究,發(fā)現(xiàn)如何準(zhǔn)確的確定打井深度及降水井間距來保證降水量適中是一個難點[6]。研究小組通過地質(zhì)勘查報告、現(xiàn)場實際情況以及臨河距離綜合考慮,對降水井布置的位置、大小、數(shù)量以及形式進(jìn)行了研究試驗,對比了不同降水井形式的優(yōu)缺點,然后對它們的單位降水量進(jìn)行了正交試驗,最終研究出能滿足降水需求的降水井形式,從而達(dá)到更好的降水效果。
經(jīng)研究試驗發(fā)現(xiàn)在鉆進(jìn)成孔的過程中孔徑為?800mm 時降水效果最佳,但是會有小型坍塌,所以深度要宜多鉆0.3~0.5m以保證降水井深度。下井管過程中由于濾水管無固定裝置,濾水管位置容易發(fā)生改變導(dǎo)致不居中,因此,在濾水管的兩側(cè)加裝扶正器,使得濾水管在作業(yè)過程中始終保持居中的位置,可以有效避免鉆孔坍塌。
在井管完成連接沉放后,應(yīng)立即在井管四周填入濾料,且使濾料均勻填充在井管與土壁之間。為保證填充效果,濾料填充過程需人工作業(yè)并保證一次完成,填充至距井口下1.5m處,方為完成一次填充濾料工作[7]。為保障出水暢通,填充料要足量且充足,最終確定95%是濾料量的下限值,否則會影響水泵降水。
通過對集水坑的尺寸、數(shù)量及布設(shè)形式的研究,發(fā)現(xiàn)排水量的不確定會導(dǎo)致成本浪費(fèi)。針對以上問題對集水坑尺寸、集水坑的有效容積、集水坑排水泵種類及數(shù)量的選擇方面進(jìn)行了試驗,最終達(dá)到了既能加快排水,又能節(jié)約成本的目的。
通過對現(xiàn)場排水溝數(shù)量及布置形式的研究,發(fā)現(xiàn)僅依靠邊坡底部的排水明溝無法滿足排水的要求,因此,根據(jù)施工場地的面積設(shè)置貫穿降排止水區(qū)域的盲溝,對盲溝的布置位置進(jìn)行了深化設(shè)計,降低了后續(xù)排水不暢的風(fēng)險,達(dá)到了節(jié)約成本、縮短施工工期的目的。根據(jù)排水路線的水量研究了盲溝的大小及形式,使盲溝加快了排水,既能夠快速順利地排入集水坑或者排水明溝,又能保證地下水不上返至墊層面。
通過對降水二次利用技術(shù)的研究,結(jié)合現(xiàn)場實際條件,在現(xiàn)場合適位置布設(shè)三級沉淀池以及基坑降水二次利用回路。基坑降排水先排入三級沉淀池,經(jīng)沉淀合格后進(jìn)入基坑降水二次利用回路,研究試驗過程中發(fā)現(xiàn)基坑降水單獨(dú)設(shè)置二次利用回路時會導(dǎo)致水壓不足,因此,基坑降水二次利用回路需在合適位置適時的分別并入臨時用水管道。同時,研究還發(fā)現(xiàn)基坑排水量遠(yuǎn)大于二次利用的用水量,在三級沉淀池與基坑降水二次利用回路處設(shè)置溢流通道,使多余的基坑降排水通過液位浮球閥啟動的水泵排至市政雨水井。
1)經(jīng)濟(jì)效益分析 通過對無止水帷幕地下水位暴漲后的降排水技術(shù)研究,運(yùn)用可能得到的各項研究成果,預(yù)計可以提高降排水的效果,降低施工過程中的安全風(fēng)險及質(zhì)量風(fēng)險,大大提高了建筑物底板防水及混凝土的施工質(zhì)量,能夠避免后期的二次維修及拆改的同時有助于加快施工進(jìn)度。以隆興泰和園住宅項目為例,具體效益計算過程:若本項目使用降水井技術(shù)進(jìn)行主樓降水,共需43 口降水井才能滿足主樓降水要求,需8 440 900 元;現(xiàn)本項目使用輕型井點技術(shù)進(jìn)行主樓降水,根據(jù)主樓降水需求使用280天,共需120組,需6 720 000 元。
綜合效益分析:8440900-6720000=1720900元,節(jié)省172.09 萬元。
2)環(huán)境效益 本項目在現(xiàn)場合適位置布設(shè)三級沉淀池以及基坑降水二次利用回路。基坑降排水先排入三級沉淀池,經(jīng)沉淀合格后進(jìn)入基坑降水二次利用回路,形成地下水二次循環(huán)利用。通過對新技術(shù)新工藝的使用,相比之下能更好地保護(hù)環(huán)境,減少對周圍建筑物及道路的影響,并且在降排水過程中,控制降水量、充分二次利用水資源,具有明顯的環(huán)境效益。
傳統(tǒng)的降排水模式相比,無止水帷幕地下水位暴漲后的降排水技術(shù)在現(xiàn)場實際施工均取得了良好的效果,從綠色施工、節(jié)能減排、提高施工效率和施工質(zhì)量等方面闡釋了對于無止水帷幕地下水位暴漲后的降排水的施工技術(shù)要領(lǐng),符合設(shè)計、施工要求,可得到施工質(zhì)量好、施工成本低、施工效率高、性能優(yōu)質(zhì)的基坑降排水效果。實踐證明,該技術(shù)方案可廣泛應(yīng)用于無止水帷幕地下水位暴漲后的降排水的住宅項目,同時對相似工程項目技術(shù)方案的擬定具有重要的指導(dǎo)意義。