深基坑工程施工過程中降水技術(shù)的探析

陳松

【摘要】建筑工程的基坑降水工程施工，應(yīng)充分考慮工程項(xiàng)目的實(shí)際情況，掌握工程所在地的水文地質(zhì)情況，在施工過程中選擇最合理、最有效、最經(jīng)濟(jì)的施工方案，這樣才能更好的保證施工質(zhì)量，保障建設(shè)工程的順利進(jìn)行。

【關(guān)鍵詞】基坑；降水；施工；管井成井；輕型井點(diǎn)

1 工程概況

該工程位于江蘇省江都市寧通高速公路以北、建都路西、舜天路以南、芒稻河?xùn)|。本工程建65層五星級酒店， 由主樓、裙樓（影城、會議中心及綜合商業(yè)中心） 組成，整體地下四層的車庫?；用娣e約24000m?，地下停車庫底板的面標(biāo)高為-17.1m，北側(cè)、西南側(cè)基礎(chǔ)板厚1.2m， 墊層厚0.10m， 基坑底標(biāo)高-18.4m， 板底實(shí)際開挖深度為16.4m；其他側(cè)基礎(chǔ)板厚0.8m， 墊層厚0.10m， 基坑底標(biāo)高-18.0m， 板底實(shí)際開挖深度為16.0m；承臺高1.5～2.0m， 承臺開挖深度16.7～17.2m。5星級酒店部位底板厚3.5m， 坑底標(biāo)高-20.7m，開挖深度為18.7m，核心筒體部分加深3.6m， 即開挖深度為22.9m。

主基坑圍護(hù)墻采用鉆孔灌注樁D900@1100擋土，外側(cè)采用三軸D1000@1500攪拌樁隔水；采用放坡結(jié)合兩道內(nèi)支撐的支護(hù)形式。主樓電梯坑周圍采用鉆孔灌注樁D600@800擋土，外圍采用三軸D1000@1500攪拌樁隔水；局部設(shè)第三道型鋼對撐。

2 場區(qū)工程地質(zhì)及水文地質(zhì)條件

本場地位于江都市城西南，寧通高速北側(cè)，芒稻河?xùn)|側(cè)，地貌上屬長江三角洲沖、海積平原區(qū)。陸域場地較為平坦，場地孔口高程在4.78～6.04m之間。場地中部有3個(gè)明塘分布，塘水水位主要受降水和蒸發(fā)影響，北側(cè)1#塘長約74m，寬約8～22m，塘底標(biāo)高約2.5～3.5m，水面標(biāo)高約3.08m（受管道滲水影響）；中部2#塘勘察期間為干塘，長約20m，寬約12m，塘底標(biāo)高約1.8～2.5m；南部3#塘長約70m，寬約20～24m，塘底標(biāo)高約1.8～3.0m，水面標(biāo)高約2.12m。場地西側(cè)為灰糞港河道，自北東、北向南西曲折而過，流入芒稻河。本區(qū)段河寬為22～30m，河底標(biāo)高約2.0～3.5m，目前堤岸穩(wěn)定。勘察期間為枯水期，因鄰近道路施工在河道上、下游臨時(shí)筑壩，本段暫時(shí)為封閉河道，且向河道排水，現(xiàn)水面標(biāo)高在3.21m?；壹S港河道水位受降水和上游來水及江都排澇站影響明顯。

3降水井施工方法

本基坑工程中常用的管井成井、和輕型井點(diǎn)降水施工方法。這些降水方法對于含水土層的適宜性。疏干降水預(yù)抽時(shí)間一般規(guī)定為 2-3周。對承壓含水層需要進(jìn)行減壓管井降水時(shí)，降水運(yùn)行

的預(yù)抽時(shí)間應(yīng)依據(jù)基坑開挖工況所需的承壓水位降幅和單井出水量等酌情確定。

3.1 管井成井施工方法

鑒于管井降水法可達(dá)到較大的成井深度，故管井降水亦稱為深井降水。由于管井降水具有降深大、井點(diǎn)間距大（方便基坑開挖和坑內(nèi)結(jié)構(gòu)施工）、降低承壓水頭能力強(qiáng)和措施費(fèi)用較低等優(yōu)點(diǎn)，在深基坑降水工程中得到普遍應(yīng)用。管井降水的成井施工主要包括成孔、井管安裝、濾料圍填和洗井等幾個(gè)主要工藝環(huán)節(jié)。

3.1.1施工工藝流程

具體成井施工流程見圖1。

圖1 成井施工流程圖

3.1.2前期準(zhǔn)備工作

（1）測放井位

根據(jù)降水管井平面布置圖測放井位，井位測放完畢后應(yīng)做好井位標(biāo)記，方便后面施工。如果布設(shè)的井點(diǎn)存在地面障礙物，應(yīng)當(dāng)設(shè)法清除障礙物，以利于打井的進(jìn)行。若地面障礙物不易清除或受其他施工條件的影響，無法在原布設(shè)井位進(jìn)行打井時(shí)，必要的時(shí)候可對井位作適當(dāng)調(diào)整。

（2）埋設(shè)護(hù)口管

埋設(shè)護(hù)口管時(shí)，護(hù)口管底口應(yīng)插入原狀土層中，管外應(yīng)用粘性土或草辮子封嚴(yán)，防止施工時(shí)管外返漿，護(hù)口管上部應(yīng)高出地面0.10m～0.30m。

（3）安裝鉆機(jī)

安裝鉆機(jī)時(shí)，為了保證孔的垂直度，機(jī)臺應(yīng)安裝穩(wěn)固水平，大鉤對準(zhǔn)孔中心，大鉤、轉(zhuǎn)盤與孔的中心三點(diǎn)成一線，嚴(yán)把開孔關(guān)，鉆頭與鉆桿連接處帶兩根鉆鋌，并且，彎曲的鉆桿不得下入孔內(nèi)。

3.1.3成井施工

施工機(jī)械設(shè)備選用GPS-10型工程鉆機(jī)及其配套設(shè)備。成孔時(shí)采用正循環(huán)回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)泥漿護(hù)壁的成孔工藝。

（1）鉆進(jìn)成孔

成孔時(shí)均一徑到底；鉆進(jìn)開孔時(shí)應(yīng)吊緊大鉤鋼絲繩，輕壓慢轉(zhuǎn)，以保證開孔鉆進(jìn)的垂直度。

成孔施工采用孔內(nèi)自然造漿，鉆進(jìn)過程中泥漿密度控制在1.10～1.15，當(dāng)提升鉆具或停工時(shí)，孔內(nèi)必須壓滿泥漿，以防止孔壁坍塌。

（2）清孔換漿

鉆孔鉆進(jìn)至設(shè)計(jì)標(biāo)高后，在提鉆前將鉆桿提至離孔底0.50m，進(jìn)行沖孔清除孔內(nèi)雜物，同時(shí)將孔內(nèi)的泥漿密度逐步調(diào)至1.08，孔底沉淤小于30cm，返出的泥漿內(nèi)不含泥塊為止。

（3）下井管

井管進(jìn)場后，應(yīng)檢查過濾器的縫隙是否符合設(shè)計(jì)要求。首先必須測量孔深，并對井管濾水管逐根丈量、記錄。封堵沉淀管底部，為保證沉淀管底部封堵牢靠，下部封堵鐵板不小于6mm。

其次要檢查井管焊接，井管焊接接頭處應(yīng)采用套接型，套接接箍長20mm，套入上下井管各10mm；套管接箍與井管焊接焊牢、焊縫均勻，無砂眼，焊縫堆高不小于6mm。

檢查完畢后開始下井管，下管時(shí)為保證濾水管居中，在濾水管上下兩端各設(shè)一套直徑小于孔徑5cm的扶正器（找正器），扶正器采用梯形鐵環(huán)，上下部扶正器鐵環(huán)應(yīng)1/2錯(cuò)開，不在同一直線上。

（4）埋填濾料

填濾料前在井管內(nèi)下入鉆桿至離孔底0.30m～0.50m，井管上口應(yīng)加悶頭密封后，從鉆桿內(nèi)泵送泥漿進(jìn)行邊沖孔邊逐步調(diào)漿使孔內(nèi)的泥漿從濾水管內(nèi)向外由井管與孔壁的環(huán)狀間隙內(nèi)返漿，使孔內(nèi)的泥漿密度逐步調(diào)到1.05，然后開小泵量按前述井的構(gòu)造設(shè)計(jì)要求填入濾料，并隨填隨測填濾料的高度。直至濾料下入預(yù)定位置為止。

（5）洗井

在提出鉆桿前利用井管內(nèi)的鉆桿接上空壓機(jī)先進(jìn)行空壓機(jī)抽水，待井能出水后提出鉆桿再用活塞洗井?；钊睆脚c井管內(nèi)徑之差約為5mm左右，活塞桿底部必須加活門。洗井時(shí)，活塞必須從濾水管下部向上拉，將水拉出孔口，對出水量很少的井可將活塞在過濾器部位上下竄動(dòng)，沖擊孔壁泥皮，此時(shí)應(yīng)向井內(nèi)邊注水邊拉活塞。當(dāng)活塞拉出的水基本不含泥砂后，可換用空壓機(jī)抽水洗井，吹出管底沉淤，直到水清不含砂為止。

圖2 空壓機(jī)洗井原理示意圖

（6）下泵抽水

洗井完畢后，可以下泵試抽。試抽成功，代表該井成孔完畢，可以投入使用。

3.2輕型井點(diǎn)施工方法

輕型井點(diǎn)的布設(shè)方案確定后，沿總管走向和既定井點(diǎn)間距，標(biāo)示各井點(diǎn)位置，然后順序進(jìn)行井點(diǎn)的成孔、井點(diǎn)管埋置、濾砂圍填和黏土封填。

3.2.1 成孔方法

輕型井點(diǎn)的成孔常用沖孔法。沖孔垂直度偏差應(yīng)小于 1%。沖孔直徑宜為 300mm，不應(yīng)小于 250mm。沖孔終止深度宜超出設(shè)計(jì)深度 0.5m，為沉淤留有余地。

3.2.2 井點(diǎn)管埋置

沖孔結(jié)束立即驗(yàn)證孔深，隨即進(jìn)行井點(diǎn)管埋置。若孔底幾無沉淀，則應(yīng)先填入少量濾砂至井點(diǎn)管底端深度，然后將井點(diǎn)管居中安置到孔內(nèi)，隨即填入濾砂。濾砂柱頂面至孔口留有不小于 1.0m 的黏土封填高度，黏土封填應(yīng)逐層搗實(shí)，確保密封效果。同一系統(tǒng)各井點(diǎn)過濾器的埋設(shè)，應(yīng)確保控制在相同的深度高程上（偏差不宜大于 10cm），以免影響水位降低效果。

3.2.3 輕型井點(diǎn)布設(shè)間距

輕型井點(diǎn)可根據(jù)基坑的面積大小和平面形態(tài)，設(shè)計(jì)成如單排形、雙排形、L 形、U 形、弓字形、口字形、回字形或多邊形等多種軸線排布方式。當(dāng)基坑深度較大，超出單級井點(diǎn)降水深度時(shí)，可采取二級或三級降水。在既定降水設(shè)備能力前提下，輕型井點(diǎn)的軸向布設(shè)間距主要與降水目的層滲透系數(shù)的大小有關(guān)。出水管路系統(tǒng)宜先安裝集水總管，并予適當(dāng)固定。集水總管出水口與真空抽水設(shè)備的進(jìn)口管連通，各井點(diǎn)管上端彎管與集水總管的接管頭以軟管連接，所有連接處須確保密封。集水總管常用的鋼管直徑為 100～127mm，總管上三通分接管的設(shè)置間距應(yīng)考慮通用性和方便在不停止運(yùn)行狀態(tài)下的單井檢修。集水總管的高程宜接近地下水位，以充分發(fā)揮井點(diǎn)有效降深。

4降水運(yùn)行管理措施

（1） 基坑內(nèi)的降水井應(yīng)在基坑開挖前 20 天進(jìn)行，做到能及時(shí)降低基坑中的地下水位。在降水過程中也要隨時(shí)檢查，措施及時(shí)。

（2） 坑內(nèi)降水井抽水時(shí)，潛水泵的抽水間隔時(shí)間自短至長，每次抽水井內(nèi)水抽干后，應(yīng)立即停泵，對于出水量較大的井每天開泵的抽水的次數(shù)相應(yīng)要增多。

（3） 降水運(yùn)行期間，現(xiàn)場實(shí)行 24 h 值班制，值班人員應(yīng)認(rèn)真做好各項(xiàng)安全質(zhì)量記錄，每班做好觀測記錄，記錄內(nèi)容包括有真空表及壓力表數(shù)值。地下水位下降的數(shù)值和設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，做到準(zhǔn)確齊全。降水運(yùn)行過程中對降水運(yùn)行的記錄，應(yīng)及時(shí)分析整理，繪制各種必要圖表，以合理指導(dǎo)降水工作，提高降水運(yùn)行的效果。降水運(yùn)行記錄每天提交一份，對停抽的井應(yīng)及時(shí)測量水位，每天1 次 ～ 2 次。當(dāng)發(fā)現(xiàn)真空度下降則應(yīng)檢查工作水是否水量不夠，

射流器內(nèi)是否有異物，噴嘴是否磨損等，并及時(shí)檢修和更換。

（4） 降水過程中當(dāng)發(fā)現(xiàn)個(gè)別井點(diǎn)管不能正常工作，經(jīng)檢查后發(fā)現(xiàn)井點(diǎn)管下部的濾管沒有綁扎好，重新綁扎后該井點(diǎn)管恢復(fù)正常工作； 降水過程中當(dāng)發(fā)現(xiàn)個(gè)別機(jī)組抽水量過小，經(jīng)檢查后發(fā)現(xiàn)是管路的密封性不好，有漏氣現(xiàn)象，重新安裝后該機(jī)組恢復(fù)正常工作。

5 降水過程中的注意事項(xiàng)

（1） 首先探測需要降水的施工項(xiàng)目的基坑位置地下是否存在地下管線、電纜光纜等障礙物，及時(shí)進(jìn)行調(diào)整。

（2） 夏季施工時(shí)，做好基坑內(nèi)的明排水準(zhǔn)備工作，用塑料薄膜在下雨前將邊坡覆蓋保護(hù)好，并配備足夠的抽水設(shè)備及人員，遇降雨及時(shí)將基坑內(nèi)的積水排出坑外。冬季施工時(shí)，在井點(diǎn)連接總管上覆蓋保溫材料防止管道凍裂。

（3） 過程中由于施工場地泥濘，所用的供電電纜不得有接頭，三級配電箱及泵要可靠接地。在夜間進(jìn)行降水施工工作，照明應(yīng)滿足夜間的施工需要，照明設(shè)施應(yīng)用絕緣的支架架設(shè)在基坑邊，線路不得敷設(shè)在基坑內(nèi)，以免發(fā)生觸電傷亡事故。

（4） 降水運(yùn)行階段應(yīng)保證電源供給，需要時(shí)可配備發(fā)電設(shè)備，如遇電網(wǎng)停電，有關(guān)單位須提前兩個(gè)小時(shí)通知降水施工人員，以便及時(shí)采取措施，保證降水效果。

（5） 加強(qiáng)降水施工中的各項(xiàng)維修和管理工作，當(dāng)發(fā)現(xiàn)地下水位降低過緩、水量減少時(shí)，應(yīng)檢查井管是否堵塞。發(fā)現(xiàn)堵塞的井管可將連接在連通管端的膠管拆下，并用木塞將連通管的管口臨時(shí)堵住（ 目的是不影響降水工作） 。采用空壓機(jī)進(jìn)行吹洗，將井管內(nèi)的泥沙吹出后再恢復(fù)其工作。

6結(jié)束語

在地質(zhì)條件惡劣，周邊環(huán)境復(fù)雜的建筑工程中，基坑降水及支護(hù)是最為復(fù)雜的施工難點(diǎn)，影響其施工的不確定因素很多且難以預(yù)料，這就要求設(shè)計(jì)施工人員要在方案的確定和執(zhí)行上嚴(yán)格縝密，把握好每一個(gè)技術(shù)環(huán)節(jié)，并做好應(yīng)急預(yù)案；同時(shí)，在確定方案時(shí)要靈活運(yùn)用各種施工工藝，相互配合，不要拘泥于單一模式，拓展思路，這樣在一些特殊條件的工程中，往往可以起到意想不到的效果。

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