超深基坑施工過(guò)程中的承壓降水技術(shù)

趙 昊

中建三局集團(tuán)有限公司(滬)

超深基坑施工過(guò)程中的承壓降水技術(shù)

趙 昊

中建三局集團(tuán)有限公司(滬)

在超深基坑的施工中，降低承壓水是整個(gè)基坑施工中的一個(gè)重要問(wèn)題。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)施工情況及對(duì)周邊環(huán)境監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)分析。連續(xù)調(diào)整開(kāi)放式承壓水時(shí)間和水位，實(shí)踐表明，降水時(shí)間是與開(kāi)挖密切配合的，施工時(shí)，按實(shí)際計(jì)算，確定承壓水的提取和停止泵送數(shù)值。確保結(jié)構(gòu)和周?chē)h(huán)境的穩(wěn)定性。

超深基坑承壓；減壓井結(jié)構(gòu)；穩(wěn)定性

1 減壓和降水方案

1.1 減壓井的配置基礎(chǔ)

穩(wěn)定條件：基坑底面底板對(duì)含水層頂板壓力值應(yīng)大于或等于承壓水的基礎(chǔ)頂推力。

1.2 減壓井的結(jié)構(gòu)和設(shè)計(jì)要求

(1)井口：井口應(yīng)高于地面0.50米，以防止地表水滲入井內(nèi)。井管一般是用高質(zhì)量的粘土或水泥漿封閉的，其深度不小于3米。(2)軸壁管：壁管為焊接鋼管，壁管為250毫米(內(nèi)徑)。(3)過(guò)濾器(過(guò)濾管)：采用橋式濾管，濾水管上覆蓋有一層60目的尼龍網(wǎng)，濾管的直徑與井壁的直徑相同。(4)降水管：降水管在防止沙堵塞過(guò)程中，過(guò)濾器起主要作用。沉淀管與過(guò)濾管的底部連接，其直徑與過(guò)濾管相同，長(zhǎng)度為1米，筒底部有鐵沉淀口密封。(5)砂礫料(砂)：過(guò)濾管從底部到1米以上的部分用砂礫料回填。(6)粘性土的填土密封：在礫石砂面上方和優(yōu)質(zhì)的粘土表面進(jìn)行填充和壓實(shí)，并做好關(guān)閉工作外井口的工作。

2 降水減壓施工

2.1 抽水試驗(yàn)

抽水試驗(yàn)是根據(jù)基坑承壓水施工方案的要求，利用原有設(shè)計(jì)布置的7口威爾斯泵進(jìn)行的。本次抽水試驗(yàn)是非穩(wěn)定流的抽水試驗(yàn)。

2.1.1 抽水試驗(yàn)的目的。通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)抽水試驗(yàn)測(cè)定承壓含水層的水文地質(zhì)參數(shù)，驗(yàn)證減壓井設(shè)計(jì)和布置的合理性。

2.1.2 抽水試驗(yàn)方法。利用非完整井的非穩(wěn)定流動(dòng)進(jìn)行抽水試驗(yàn)，并在同一時(shí)間進(jìn)行坑內(nèi)水位觀測(cè)，歷時(shí)2769分鐘。

2.1.3 分布的合理性驗(yàn)證。開(kāi)挖至設(shè)計(jì)標(biāo)高，根據(jù)抽水試驗(yàn)時(shí)測(cè)得的壓力水頭高度，開(kāi)4個(gè)威爾斯泵(單井抽水量為600 m3/d)7d后，已能夠滿(mǎn)足基坑的要求需要降低承壓含水層水頭和基坑穩(wěn)定性的要求。當(dāng)設(shè)計(jì)高程的深基坑開(kāi)挖到底時(shí)，只要增加2個(gè)威爾斯泵抽水(單井抽水能力為600立方米/天)1d后，也可以滿(mǎn)足需要，以減少深基坑的最高水位要求范圍。以上的分析計(jì)算結(jié)果表明：抽水試驗(yàn)只需6個(gè)威爾斯泵就能滿(mǎn)足工程深基坑的降水要求，所以相比于7個(gè)威爾斯泵的總體設(shè)計(jì)，可留下1口降水井備用威爾斯泵，安全儲(chǔ)備保證基坑穩(wěn)定。因此，合理地解釋這種降水井的設(shè)計(jì)和布局。

2.2 孔(井)施工技術(shù)及技術(shù)要求

選擇QJl50-1型鉆機(jī)及其配套設(shè)備，工程機(jī)械，孔和管壁的過(guò)程中，過(guò)濾管正循環(huán)回轉(zhuǎn)鉆井泥漿、復(fù)墾的礫石和黏土等鉆井技術(shù)。其過(guò)程如下：(1)測(cè)量位置：根據(jù)威爾斯泵布置的測(cè)量井，當(dāng)井點(diǎn)布置受地面障礙物或施工條件影響時(shí)，現(xiàn)場(chǎng)可進(jìn)行調(diào)整。(2)埋管：管口應(yīng)插入原狀土的底部，采用管外土或草編織密封，防止管內(nèi)回漿的施工。護(hù)口管上部應(yīng)高出地面0.10米～0.3米。(3)安裝鉆機(jī)：鉆機(jī)安裝應(yīng)穩(wěn)固水平，鉤對(duì)準(zhǔn)孔中心，鉤、旋轉(zhuǎn)臺(tái)和中心孔三點(diǎn)成一線(xiàn)。(4)鉆孔：鉆孔直徑550毫米。鉆孔時(shí)應(yīng)將吊鉤鋼絲繩，輕壓慢轉(zhuǎn)，以保證孔的垂直度。鉆井泥漿密度控制在1.10至1.15，當(dāng)起重鉆關(guān)閉時(shí)，孔必須用泥漿壓實(shí)，防止孔壁坍塌。(5)換漿：鉆孔至設(shè)計(jì)標(biāo)高后，提鉆前從在0.50米的一端開(kāi)始沖孔清理，逐漸向鉆孔泥漿密度為1.10的沉孔機(jī)底部進(jìn)行，先打開(kāi)空氣壓縮泵，水鉆管活塞中的水必須在洗井后從下部的濾水管的小孔進(jìn)入。當(dāng)活塞被拉動(dòng)時(shí)，活塞可以在過(guò)濾區(qū)上下移動(dòng)，沖擊孔壁是泥。當(dāng)活塞被拉出的水中有沙子時(shí)，用空氣壓縮機(jī)泵洗井，吹出沉積在管底部的沙子，直到水中沒(méi)有沙子為止。(6)一次泵送試驗(yàn)：在施工完成后，及時(shí)下放潛水泵、布設(shè)排水管、電纜等。抽、排水系統(tǒng)安裝完成后，即可啟動(dòng)抽水試驗(yàn)。(7)排水：洗滌和排水操作應(yīng)使用管道排水，排水管周?chē)墓さ赝ㄟ^(guò)排水管道外的市政管道入口排水。

2.3 沉淀的操作

2.3.1 試運(yùn)行。(1)在試驗(yàn)運(yùn)行前，準(zhǔn)確定位井口和地面標(biāo)高，仍需降水的水位，然后開(kāi)始嘗試檢查抽水設(shè)備，確保抽排系統(tǒng)能滿(mǎn)足降水的要求。(2)定位結(jié)束后，開(kāi)始水泵的抽水試驗(yàn)，以防止過(guò)濾器堵塞濾管。(3)抽水試驗(yàn)結(jié)束，根據(jù)降水的影響，如果威爾斯泵的數(shù)量不能滿(mǎn)足降水施工的要求，可以調(diào)整或采取補(bǔ)救措施。

2.3.2 泵操作。由于該基坑施工結(jié)構(gòu)的反演方法，當(dāng)施工時(shí)間較長(zhǎng)的基坑開(kāi)挖時(shí)，可以減少對(duì)地面沉降的影響，泵的操作應(yīng)根據(jù)基坑開(kāi)挖深度要求改變抽水效果。通過(guò)檢查基坑開(kāi)挖的穩(wěn)定性，基坑開(kāi)挖到15.95米時(shí)，根據(jù)頂板上頂力與地下含水層的單位土荷載，應(yīng)該開(kāi)始抽水作業(yè)。在抽水作業(yè)過(guò)程中，根據(jù)不同開(kāi)挖深度的開(kāi)挖深度控制，需要降低水頭值，增加威爾斯泵數(shù)。在泵運(yùn)行過(guò)程中，對(duì)Y7威爾斯泵動(dòng)水位逐日觀測(cè)，水位的深度與開(kāi)挖深度應(yīng)根據(jù)降低水位值，調(diào)整威爾斯泵數(shù)，并及時(shí)分析原因。

2.3.3 降水曲線(xiàn)。操作過(guò)程中的沉淀，根據(jù)水深記錄每日價(jià)值曲線(xiàn)的水位和降雨的時(shí)長(zhǎng)，Y7井測(cè)量值的動(dòng)態(tài)水位和計(jì)算水位深度的計(jì)算，威爾斯泵對(duì)應(yīng)的數(shù)字表明，動(dòng)態(tài)測(cè)量水的深度接近動(dòng)水位深度，水頭的高度降低了計(jì)算值與實(shí)際情況相符。

4 結(jié)論

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)施工情況和周邊環(huán)境監(jiān)測(cè)對(duì)壓力的時(shí)間和量化數(shù)據(jù)分析，對(duì)承壓水的水位控制非常好，保證了結(jié)構(gòu)和周邊環(huán)境的穩(wěn)定，保證了地鐵2號(hào)線(xiàn)的正常運(yùn)行。實(shí)踐表明，深基坑承壓水問(wèn)題是整個(gè)基坑施工中的一個(gè)重要問(wèn)題。必須認(rèn)真對(duì)待，并通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)非穩(wěn)定流抽水試驗(yàn)確定承壓水的滲流系數(shù)。其次，降水的時(shí)間是與基坑的開(kāi)挖和施工密切配合的，根據(jù)實(shí)際計(jì)算確定承壓水的抽排和停泵數(shù)值。密閉水的提取效果雖然不是直接影響周?chē)h(huán)境，但影響范圍比較大，施工時(shí)必須謹(jǐn)慎。

[1]秦夏強(qiáng).超深基坑工程承壓水控制實(shí)踐與研究《西安建筑科技大學(xué)》- 2008

[2]長(zhǎng)江漫灘高承壓水超深基坑分區(qū)組合式降水關(guān)鍵技術(shù)研究郭立華-《低碳世界》