輕型井點(diǎn)降水結(jié)合水泥攪拌樁在基坑支護(hù)中施工實(shí)踐

◎ 廣東省第四建筑工程公司 何志堅(jiān)

一、工程概況

某住宅小區(qū)位于位于市內(nèi)繁華路段，西臨排水大溝（隔12m路），南鄰制衣廠8層車(chē)間（建筑物距基坑8m），東鄰已建的7層住宅樓（建筑物距基坑16m），北面為廣場(chǎng)?？傉嫉孛娣e約3700平方米，樓層高為19層，地下停車(chē)場(chǎng)為一層，地下室深坑挖掘嘗試為4.5m，周長(zhǎng)約260m，呈規(guī)則型布局，其平面分布如圖1所示。基礎(chǔ)采用靜壓管樁，現(xiàn)已施工完畢。

二、地質(zhì)條件

本工程地貌單元屬于出?？谌侵逈_積平原，根據(jù)巖土工程勘察報(bào)告，場(chǎng)地水質(zhì)來(lái)原主要是空隙潛水與空隙承壓水?？障稘撍话銇?lái)源于人工填土層和第三層淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土層中，地下水補(bǔ)給靠大氣降水，受潮汐作用影響較明顯，水位隨季節(jié)變幅較大，對(duì)基礎(chǔ)開(kāi)挖和邊坡的穩(wěn)定性有一定影響，基坑開(kāi)挖時(shí)應(yīng)注意排水疏干和邊坡穩(wěn)定性的保護(hù)，且避開(kāi)雨季。

圖1 基坑周邊環(huán)境平面位置圖

本工程地貌單元屬于河流下游出?？谌侵逈_積平原，根據(jù)巖土工程勘察報(bào)告，其巖土地質(zhì)狀況自上而下分別為：

a) 填土層：灰黃色—雜色，濕～飽和，松散；層度0.60～1.70m，平均1.50m；本層為含水層。

b) 砂土層，灰—灰黃色，濕～飽和，松散—稍密狀；層厚1.60～2.40m，平均2.20m；本層為含水層。

c) 淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土層，灰—青灰—灰褐色，飽和，流塑～軟塑；層厚6.20～9.20m，平均7.10m；本層為含水層。

d) 粘性土，青灰色—黃—灰白色，松散—稍密；層厚2.40～7.40m，平均6.50m。根據(jù)所在的場(chǎng)地的工程地質(zhì)報(bào)告可認(rèn)為是不透水層。

場(chǎng)地水質(zhì)來(lái)原主要是空隙潛水與空隙承壓水?？障稘撍话銇?lái)源于人工填土層和第三三層淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土層中，地下水補(bǔ)給靠大氣降水，受潮汐作用影響較明顯，水位隨季節(jié)變幅較大，對(duì)基礎(chǔ)開(kāi)挖和邊坡的穩(wěn)定性有一定影響，基坑開(kāi)挖時(shí)應(yīng)注意排水疏干和邊坡穩(wěn)定性的保護(hù)，且避開(kāi)雨季。

三、方案可行性研究

此方案設(shè)計(jì)采用的是一級(jí)輕型井點(diǎn)降水“下降漏斗”曲線(xiàn)（如圖2），降低淤泥土層中的水位，最終達(dá)到基坑分層干后開(kāi)挖。但一般降水會(huì)對(duì)基坑四周環(huán)境造成一定影響，可通過(guò)采取變換流水量，間斷生措施措施抽水，同時(shí)采取回灌井點(diǎn)作為預(yù)備措施。本工程輕型井點(diǎn)設(shè)計(jì)管長(zhǎng)8.7m ，間距1.5m。

深層攪拌水泥土樁墻設(shè)計(jì)，按照成熟的工程設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，充分考慮土體側(cè)向壓力及墻頂周?chē)┕ぽd荷，按重力式擋墻進(jìn)行設(shè)計(jì)并驗(yàn)算抗傾覆和側(cè)向位移。坑外側(cè)的壓力按水和土壓力進(jìn)行分算，其中土壓力采用朗肯土壓力理論?？觾?nèi)土壓力計(jì)算采用M法計(jì)算土體反力。其中：水重度rw=10KN/立方米，抗滑安全系數(shù)K=1.3，抗傾覆安全系數(shù)Kt=1.5。經(jīng)過(guò)里正基坑支護(hù)計(jì)算軟件（F-SPW4.01）計(jì)算：設(shè)計(jì)采用一排直徑為600水泥攪拌樁（鄰制衣廠車(chē)間樓一側(cè)采用二排直徑為600水泥攪拌樁），相鄰兩樁搭接寬度為150mm。樁頂標(biāo)高-1.00m，樁身要求進(jìn)入第3層土層（淤泥層），樁長(zhǎng)平均長(zhǎng)度11m。水泥摻入量控制在18%左右（即320kg/立方米），石膏摻入量為水泥量的2%，水灰比為0.45?；余徶埔聫S車(chē)間樓一側(cè)墻頂放置鋼筋混凝土鎮(zhèn)口板，板厚度約25mm，水泥土樁深入混凝土鎮(zhèn)口板＞45mm。

圖2 降水“下降漏斗”曲線(xiàn)圖

四、施工技藝

1、輕型井點(diǎn)施工技術(shù)要點(diǎn)

（1）井點(diǎn)布局：采用一級(jí)井點(diǎn)布局，即沿基坑周邊每隔1.5m單排井點(diǎn)均勻設(shè)置，距離基坑開(kāi)挖邊線(xiàn)1.0m，并在基坑周?chē)荚O(shè)觀察井——在一級(jí)井點(diǎn)外距基坑邊1.5m處每隔25～35m布設(shè)一個(gè)，以便對(duì)降水情況進(jìn)行監(jiān)測(cè)。

（2）井點(diǎn)管的制作：采用Φ40鋼管將其端頭1.5m左右設(shè)置成濾管，管上呈螺旋形布置并打入Φ10～Φ15孔，間距35mm左右，管外用鉛絲螺旋形纏繞，分別包裹1層細(xì)濾網(wǎng)和1層粗濾網(wǎng)，濾管下端要封口，以防泥砂等雜物進(jìn)入，如圖3所示：

（3）井點(diǎn)的安裝：先要在砂層中打孔，采用100型鉆機(jī)泥漿護(hù)壁法施工，鉆孔直徑為250mm左右，深度要比濾管底深0.5m，以便沉砂等。鉆孔完成后，要先放下制作好的井點(diǎn)管，及時(shí)用干凈的粗砂將孔壁井點(diǎn)間的空隙填充實(shí)，然后用自來(lái)水沖洗井點(diǎn)直到水變得清凈為止，最后在地面往下約0.5～1.0m的位置將所有井點(diǎn)管用粘土填實(shí)以防漏氣。

（4）井點(diǎn)系統(tǒng)連接：用裝有閥門(mén)的Φ45膠皮連接管，將井點(diǎn)管和集水管（內(nèi)徑110mm左右）與水泵連接在一起，形成一個(gè)完整系統(tǒng)，如圖4所示。抽水時(shí)先啟動(dòng)真空泵，把管路中的空氣抽出，管路內(nèi)形成真空，在地下水和土中的空氣被吸入集水箱后，空氣被真空泵排出，水在集水管中貯存到一定數(shù)量后用離心泵抽出。

（5）控制井點(diǎn)降水對(duì)周邊環(huán)境危害的措施：①適度控制抽水量和離心泵的真空度。在施工開(kāi)挖基坑時(shí)，用最大的抽水量或真空控制井點(diǎn)降水；在墊層、樁承臺(tái)、地下室底板完工后，適當(dāng)減少抽水量或調(diào)小真空度，使基坑外的降水曲面盡可能控制在最小合理范圍之內(nèi)。②回灌井點(diǎn)措施：因南面一側(cè)制衣廠8層車(chē)間距基坑只有8m寬，為了避免產(chǎn)生過(guò)大的沉降，對(duì)車(chē)間樓造成損傷，我們?cè)谀厦嬉粋?cè)降水井點(diǎn)外預(yù)先鉆一排孔，并均勻設(shè)置6個(gè)水位觀測(cè)井，在進(jìn)行降水前，先將鉆孔內(nèi)、觀測(cè)井的水位勘察清楚，造表記錄。為避免車(chē)間樓下面的地下水位下降，與降水的同時(shí)向鉆孔內(nèi)灌水，以添補(bǔ)此處的地下水，使降水井影響半徑不超過(guò)回灌井的范圍。回灌水一般使用清水，以免阻塞井點(diǎn)，回灌灌水量和壓力值的大小，都通過(guò)水井理論來(lái)估算，并通過(guò)觀測(cè)井的觀察數(shù)據(jù)和實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)整，既要達(dá)到起隔水屏幕的作用，又要預(yù)防回灌水外流而影響基坑內(nèi)正常作業(yè)。

2、水泥攪拌樁的施工

在進(jìn)行攪拌樁施工時(shí)，要注意以下幾點(diǎn)：

（1）待深層攪拌機(jī)下沉到一定深度時(shí)，即開(kāi)始按水泥摻入量控制在18%左右（即320kg/立方米），石膏摻入量為水泥量的2%，水灰比為0.45拌制水泥漿，并將水泥漿倒入備料斗備噴；（2）樁體壓漿必須前后連貫，不能中斷，每根樁要裝漿一次并噴攪完成，必須連續(xù)施工；（3）施工完畢后，向集料斗中放入適量清水，開(kāi)動(dòng)灰漿泵，清洗管道中殘留水泥漿，同時(shí)清理鉆頭粘附土；（4）施工齡期達(dá)到30天，方可進(jìn)行基坑開(kāi)挖。

五、施工監(jiān)測(cè)

1、輕型井點(diǎn)降水水位

本工程中施工企業(yè)沿基坑四周共設(shè)置了10個(gè)觀測(cè)井，通過(guò)抽水來(lái)控制觀測(cè)井內(nèi)地下水位高度，最后控制達(dá)到低于承臺(tái)頂標(biāo)高，等到地下室底板外防水完工后及澆完地下室底板，逐步減少抽水量，控制地下水位逐漸回升，直至地下室回填為止。同時(shí)，我們?cè)谀厦孳?chē)間樓一側(cè)降水井點(diǎn)外均勻布設(shè)6個(gè)水位觀測(cè)井，對(duì)車(chē)間樓地下水位進(jìn)行全天候跟蹤，為回灌井點(diǎn)灌水量起指導(dǎo)性作用，防止車(chē)間樓地下水流失，使其地下水保持不變。

2、位移及沉降監(jiān)測(cè)

該深層攪拌水泥土樁圍護(hù)土，在基坑和地下室施工期（60d）內(nèi)無(wú)任何明顯的彎折破壞，樁體完好無(wú)缺陷。沿基坑四周土墻設(shè)置14個(gè)觀測(cè)點(diǎn)，其中南面鄰車(chē)間樓一側(cè)墻設(shè)置5個(gè)觀測(cè)點(diǎn)，其余三面各設(shè)3個(gè)觀測(cè)點(diǎn)，樁體最大位移18mm，滿(mǎn)足規(guī)程要求；我們重點(diǎn)對(duì)車(chē)間樓沉降進(jìn)行監(jiān)測(cè)，在車(chē)間樓設(shè)置8個(gè)沉降觀測(cè)點(diǎn)，從基坑開(kāi)挖至完成，最大沉降量累加值為8.2mm，對(duì)車(chē)間樓未產(chǎn)生不良影響。

六、結(jié)束語(yǔ)

本工程利用輕型井點(diǎn)降水，結(jié)合深層攪拌水泥土樁墻作為基坑支護(hù)體系。

本工程在基坑開(kāi)挖深度＜6m，地下水位較高，地層水滲透系數(shù)較大的淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土，采用一級(jí)井點(diǎn)降水與深層攪拌水泥土樁墻組合體系，可以免去坑內(nèi)的支撐，既能擋土又成為隔水帷幕；既經(jīng)濟(jì)又施工簡(jiǎn)便。本工程在基坑南面車(chē)間樓一側(cè)實(shí)施回灌井點(diǎn)措施，實(shí)施重點(diǎn)監(jiān)護(hù)，由于措施得當(dāng)，防止車(chē)間樓地下水流失。從基坑開(kāi)挖至完成，最大沉降量累加值為8.2mm，對(duì)車(chē)間樓未產(chǎn)生不良影響。取得良好的工程效果，值得同類(lèi)工程參考。

圖3 濾管構(gòu)造示意圖

圖4 井點(diǎn)系統(tǒng)布置示意圖