井点降水及边坡支护施工方案.pdf
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1、越南海防热电厂(2300MW)二期工程 11 一、工程概况 赣源福第工程位于南昌市东湖区洪都北大道 488 号(原南昌化工原料厂内),东面为袁鲶鱼大酒店及相思林公园,南面为相思林中国石化加油站,西侧为至南昌电厂铁路专用线。赣源福第工程由地下室、1#楼、2#楼、3#楼、4#楼、5#楼、6#楼及幼儿园八个单位工程组成。本场地现地坪标高平均为 19.400m(地勘单位测)。本工程0.000m 相应于绝对标高 21.010m。二、工程场地地质情况 场地地貌单元为赣江冲积平原二级堆积阶地,原为青山湖的边缘,后(80 年代)修洪都大道填湖造地建厂而成,现地形平坦。钻探揭示,勘探深度范围地层结构(从上而下)
2、为人工填土层(Q4ml)第四系上更新统冲积层(Q3al)下第三系陆源碎屑沉积岩(E),依岩性变化和分布特征分为八层,描述如下:1.1 人工填土层(Q4ml)和淤泥层(Q4l)素填土:浅黄、灰黄夹灰黑等色,松散稍密,湿饱和,顶部有约 0.501.0m 的砼(石)块、煤渣、粘性土等,为厂区路(地)面及其基础垫层,设备基础处砼厚度会更大。其余则为填砂层,填砂成份为细砂、中砂夹粗砂等,级配不良,具流砂现象。全场分布,层厚 3.106.80m,层底标高 12.4816.75m。淤泥:灰黑色,流塑,饱和,具腥臭味,为青山湖淤积物,填砂时的挤压作用使厚薄不均分布,局部缺失,层厚 0.305.00m,层顶埋深
3、 3.206.60m,层底标高 11.0115.30m。1.2 第四系上更新统冲积层(Q3al)粉质粘土:黄褐、棕黄夹棕红、灰白等色,可塑硬塑(偏硬塑),顶部因水浸泡有薄层的软塑状,含铁锰质结核,具灰白色似网纹状构造,局部夹粘土或粉土。各钻孔均见,层厚1.107.40m,层顶埋深3.108.60m,层底标高 7.1312.42m。细砂:该层分布不均匀,或全为细砂,或以细砂夹粉质粘土透镜体出现,分两个亚层:-1 细砂:灰白、浅黄、棕黄等色,中密,湿(局部饱和),含铁质团粒(或团块)和泥质,顶部夹粉砂,一般往下粒渐粗,夹中砂、或粗砂,偶见砾,级配一般。层厚 0.404.60m,层顶埋深 6.801
4、2.50m,层底标高 5.9010.82m。-2 粉质粘土:棕黄夹桔黄、灰白等色,可塑夹硬塑状,含铁锰质结核,具灰白色似网纹状构造,底部夹粉土或细砂,偶见水平纹理。层厚 0.504.30m,层顶埋深 8.4012.50m,层底标高 5.808.86m。圆砾:浅黄、棕黄夹灰白色,中密密实,饱和,含砾70%左右,砾径一般 10-30mm,最大 45mm,次圆、浑圆状,磨圆度好,级配良好,砾石成份由脉石英、石英岩、石英砂岩、砂岩、硅质岩等耐蚀坚硬岩。砂以中粗砂为主。局部夹砾砂或卵石层。各钻孔均见,层厚5.3011.20m,层顶埋深 9.8014.00m,层底标高-2.642.82m。砾砂:浅黄色为主
5、,中密密实,饱和,含细砾30-40%,砾径 2-15mm,最大 30mm,级配一般或不良,砾石成份由脉石英、石英岩、石英砂岩、砂岩、硅质岩等耐蚀坚硬岩。砂以中粗砂为主。局部夹粗砂或圆砾层。各钻孔均见,层厚 1.808.10m,层顶埋深 16.7021.80m,层底标高-5.62-3.58m。1.3 下第三系陆源碎屑沉积岩(E)为粉砂岩夹泥岩,其中:越南海防热电厂(2300MW)二期工程 22 粉砂岩:紫红(或赭)色:粉砂质结构,中厚薄层状构造,铁质泥质胶结,断口较粗糙,具水平层理,易崩解,崩解后岩石呈鸡屎状。根据其岩石结构的破坏程度、颜色变化、裂隙发育及其充填情况,岩芯状态,岩体的完整性等将其
6、分为三个风化岩带。强风化粉砂岩:紫红色为主,岩石结构大部分(或基本)被破坏,岩体极破碎,岩芯呈碎块状夹土状。各钻孔均见,层厚 0.501.10m,层顶埋深 23.0025.00m,层底标高-6.32-4.38m。中风化粉砂岩(-1、-3、-5):紫红色,岩石结构部分被破坏。三组结构面,其一为层面,间隔540cm 不等,方解石膜或细脉充填,结合好;另两组为构造节理:一为中倾角(4050 度倾角),一为陡倾角(70 度左右),两组节理不发育-较发育,铁锰质充填,结合较好。岩芯呈长柱状、柱状夹饼状、块状。属软岩,岩体较破碎,岩体基本质量等级为级。微风化粉砂岩(-5、-7、-9):赭色,岩石结构基本未
7、变,层面闭合状,结合好,节理少见,节理面未变色或偶有铁锰质渲染。岩芯呈长柱状、柱状夹块状。为软岩,岩体较完整,岩体基本质量等级为级。泥岩(-2、-4、-6、-8):为粉砂岩的夹层,夹于中风化粉砂岩或微风化粉砂岩中,其风化特征变化小,未作风化分带,以-2、-4、-6、-8 等表示其层号。岩性特征:灰绿色,泥质结构,薄层状构造,钙质铁质胶结,贝壳状断口,具滑腻感,见水平纹理和轻溶蚀现象,易崩解。结构面主要为层面,间距一般小于 10cm,闭合状或方解石细脉充填,结合好,构造节理少见,岩芯呈柱状、短柱状夹饼状,长柱状。为极软岩,岩体较破碎,岩体基本质量等级为级。泥岩的工程性质是抗压强度变化较大,有时表
8、现为较弱夹层的性质(相对于粉砂岩),本项目桩基础采用中风化粉砂岩为持力层时,对桩基持力层可能产生影响的泥岩夹层为剖面图中之-2、-4 层。-6、-8 层因埋藏较深而影响甚微。场地岩层分布特征:总体倾向南东,缓倾角(约 5o)。最上部的泥岩夹层-2 或-4 层分布特征说明如下:1#楼泥岩夹层厚度 0.201.50m,一般 1.0m 左右,上覆有 4.07.30m 厚的粉砂岩。2#楼夹层厚 0.301.40m,西段较薄东段稍厚,东段(ZK6 孔以东)上覆粉砂岩 2.804.30m,西段上覆粉砂岩较薄(0.901.70m)。3#、4#楼夹层厚度较大(1.402.60m),一般 2.0m 左右,上覆层
9、较厚,一般 3.10 4.80m,仅 3楼南端上覆层较薄(如 ZK39 为 1.60m,ZK40 为 1.40m),但夹层也较薄(ZK39 为 0.70m,ZK40 为 0.50m)。5#楼仅西端上覆粉砂岩较薄(1.502.10m),夹层厚 0.301.30m。中、东部夹层 1.0m 左右厚,上覆2.804.10m 的粉砂岩。由上可知,拟建高层建筑范围内夹层之上一般均覆有较厚的粉砂岩,泥岩夹层作为相对软弱层的影响甚微,个别地段虽然上覆粉砂岩层较薄,但夹层厚度一般较小,并且从后面的桩基极限承载力估算中可以发现,因为上覆第四系地层厚度较大,其工程性能较好,总桩侧阻力占总桩承力80%左右,即总端阻力
10、份量小,所以,即使泥岩夹层之上覆粉砂岩层厚度不大,但传到泥岩夹层上的荷载很小,泥岩夹层为软弱下卧层的影响很小。三、工程水文地质情况 越南海防热电厂(2300MW)二期工程 33 场地地下水包括两层,上层滞水和承压水 2.1 上层滞水 含水层为素填土中的填砂,填砂成份为中砂、细砂夹粗砂,较均匀,可视为均质含水层,属强透水层。隔水层为粉质粘土。由青山湖等地表水体侧向补给和大气降水或生活排污水竖向补给,场地距青山湖最近约 200m,补给源较近且水量丰富。初见水位埋深1.703.30m,高程 16.6617.46m。稳定水位与初见水位一致,水位变化与青山湖水位和降雨强度有关,强暴雨时,地表排泄阻隔和填
11、砂的强透水性,其水位可能达地表面。2.2 承压水 含水层为圆砾和砾砂,细砂-1 也属含水层,为强透水层,但圆砾、砾砂和细砂渗透性不同,可视为水平向双层渗透结构。其上部隔水层为粉质粘土-2 层或层,隔水层底高程 5.8011.37m。下部隔水层为下第三系粉砂岩夹泥岩层,隔水层顶面高程-5.62-3.84m。赣江河水侧向补给为主,竖向下渗补给为次。稳定水位埋深 9.5310.63m,高程 9.369.54m。承压水头小于 2.0m,局部非承压性,实际上应为承压潜水。承压含水层与上层滞水含水层两者没有水力联系。2.3 地下水的腐蚀性评价 根据所取地下水的腐蚀性分析结果,按岩土工程勘察规范(GB500
12、21-2001)有关地下水的腐蚀性评判标准进行评价。场地环境类型为类,按环境类型评判标准,地下水对砼结构无腐蚀性。场地为强透水层即 A 类,按地层渗透性评判标准,上层滞水对砼结构不具腐蚀性,地下水(承压水)土对砼结构具中等腐蚀性。综合评定为场地水对砼结构具中等腐蚀性。水对钢筋砼结构中的钢筋评定结果是无腐蚀性。因此在基础施工时宜选抗侵蚀性腐蚀的水泥或采用标号普硅水泥。四、土方工程开挖情况 本工程地下室基础承台底标高为5.650m 相应于绝对标高 15.360m,其中各主楼区承台底标高为7.650m 相应于绝对标高 13.360m,电梯井、楼梯间处承台底标高为9.350m 相应于绝对标高 11.6
13、60m。故整个地下室土方采用 2 台斗量为 13的反铲挖掘机机械大开挖,其开挖深度为 19.400m(现场地标高)14.860m(底板垫层底标高)4.540m;地梁、承台坑槽土方采用 2 台斗量为 0.33的反铲挖掘机机械开挖,其开挖深度为 14.860m(底板垫层底标高)-14.260m11.660m(承台垫层底标高)=0.60m3.20m。整个地下室开挖面积约 22771.50m2 其基坑上口周长为 680m。具体平面开挖位置及标高详见附图二基坑开挖及边坡支护平面图。五、井点降水 1、各种井点的选用 在地下水位以下的含水丰富的土层中开挖大面积基坑时,采用一般的明沟排水方法,常会遇到大量地下
14、涌水,难以排干;当遇粉、细砂层时,还会出现严重的翻浆、冒泥、流砂现象,不仅使基坑无法挖深,而且还会造成大量水土流失,使边坡失稳或附近地面出现塌陷,严重时还会影响邻近建筑物的安全。当遇有此种情况出现,一般应采用人工降低地下水位的方法施工。越南海防热电厂(2300MW)二期工程 44 人工降低地下水位,常用的各种井点排水方法,它是在基坑开挖前,沿开挖基坑的四周、或一侧、二侧埋设一定数量深于坑底的井点滤水管或管井,以总管连接或直接与抽水设备连接从中抽水,使地下水位降落到基坑底 0.51.0m 以下,以便在无水干燥的条件下开挖土方和进行基础施工,不但可避免大量涌水、冒泥、翻浆,而且在粉细砂、粉土地层中
15、开挖基坑时,采用井点法降低地下水位,可防止流砂现象的发生;同时由于土中水分排除后,动水压力减少或消除,大大提高了边坡的稳定性,边坡可放陡,可减少土方开挖量;此外由于渗流向下,动水压力加强重力,增加土颗粒间的压力使坑底土层更为密实,改善了土的性质;而且,井点降水可大大改善施工操作条件,提高工效,加快工程进度。但井点降水设备一次性投资较高,运转费用较大,施工中应合格理地布置和适当地安排工期,以减少作业时间,降低排水费用。井点降水方法的种类有:单层轻型井点、多层轻型井点、喷射井点、电渗井点、管井井点、深井井点、无砂混凝土管井点以及小沉井井点等。可根据土的种类,透水层位置,厚度,土层的渗透系数,水的补
16、给源,井点布置形式,要求降水深度,邻近建筑、管线情况,工程特点,场地及设备条件以及施工技术水平等情况,作出技术经济和节能比较后确定,选用一种或两种,或井点与明排综合使用,表-1 为各种井点适用的土层渗透系数和降水深度情况,可供选用参考。各种井点的适用范围 表-1 项次 井点类别 土层渗透系数(m/d)降低水位深度(m)1 2 3 4 5 6 单层轻型井点 多层轻型井点 喷射井点 电渗井点 管井井点 深井井点 0.550 0.550 0.12 15 注:无砂混凝土管井点、小沉井井点适于土层渗透系数10250 m/d,降水深度 510 m。根据原始土层面 2m 以下即为细砂或细砂夹粉质粘土层,层厚
17、4-5m,。含有丰富的上层滞水和承压水。从施工需要考虑,将采取轻型井点降水法,而鉴于本项目部基坑开挖面积较大,决定采用环形管轻型井点降水法降水;具体方法如下:轻型井点系在基坑的四周或一侧埋设井点管深入含水层内,井点管的上端通过连接弯管与集水管连接,集水总管再与真空泵和离心水泵相连,启动抽水设备,地下水便在真空泵吸力的作用下,经滤水管进入井点管和集水总管,排除空气后,由离心水泵的排水管排出,使地下水位降到基坑底以下。本法具有机具简单,使用灵活,装拆方便,降水效果好,可防止流砂现象发生,提高边坡稳定,费用较低等优点;但需配置一套井点设备。适于渗透系数为0.150 m/d 的土以及土层中含有大量的细
18、砂和粉砂的土或明沟排水易引起流砂、坍方等情况使用。2、要机具设备 轻型井点系统主要机具设备由井点管、连接管、集水总管及抽水设备等组成。(1)井点管 越南海防热电厂(2300MW)二期工程 55 用直径 3855 m m 的钢管(或镀锌钢管),长度 67 m,管下端配有滤管和管尖。滤管直径常与井点管相同。长度不小于含水层厚度的三分之二,一般为 0.91.7 m。管壁上呈梅花形钻直径为 1018 m m 的孔,管壁外包两层滤网,内层为细滤网,采用网眼 3050 孔/cm2的黄铜丝布、生丝布或尼龙丝布;外层为粗滤网,采用网眼 310 孔/cm2的铁丝布或尼龙丝布或棕树皮。为避免滤孔淤塞,在管壁与滤网
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