深基坑降水施工工藝探討

龍正君

深基坑降水施工工藝探討

龍正君

現(xiàn)代施工技術(shù)的不斷發(fā)展使得人們逐漸開(kāi)始關(guān)注深基坑降水施工工藝的深入應(yīng)用，在施工過(guò)程中，特別是臨江區(qū)域會(huì)受到地下水的影響，所以，為了保證深基坑降水施工的質(zhì)量，必須做好施工時(shí)的降水工作。本文以實(shí)際工程為例對(duì)深基坑降水施工工藝及基坑降水施工質(zhì)量控制要點(diǎn)進(jìn)行了詳細(xì)的介紹。

一、工程概況

本次深基坑施工工程位于市區(qū)，因此工程沿線多為市政道路及房屋建筑。該地區(qū)地形為沖積平原，且平原經(jīng)過(guò)改造趨于平緩，地面高程為0.36～4.94m，巖性為鉆性土、淤泥質(zhì)土、淤泥、粉土、粉砂及細(xì)砂。此項(xiàng)工程屬于海河水系工程，存在粉砂中的地下水有巨大的微承壓性。通過(guò)抽水試驗(yàn)和室內(nèi)滲透試驗(yàn)作為參考經(jīng)驗(yàn)，素填土滲透系數(shù)K= 0. 005～0.4m/d，雜填土滲透系數(shù)K=0.4～2.0m/d，由于深基坑施工工程地下水位相對(duì)較高、水壓相對(duì)較大，所以該工程極易發(fā)生管涌現(xiàn)象。為了降低下部承壓含水層的水頭高度，避免發(fā)生基坑底板管涌等不良現(xiàn)象，要采取降壓井抽水的施工工藝。同時(shí)要重視基坑開(kāi)挖后的基坑底的穩(wěn)定性和開(kāi)挖工作的安全性。本次深基坑施工的承壓水水頭的降低高度參照設(shè)計(jì)和實(shí)際的地質(zhì)情況應(yīng)選取降至開(kāi)挖面0.50m以下。

二、降水施工方案

1.降水方案選擇

施工現(xiàn)場(chǎng)的具體情況決定了此次降水施工方案應(yīng)該在輕型井中施工還是在深井降水兩種方案。比較兩種方案需要從降水深度、施工設(shè)備投入等方面展開(kāi)分析，其中，適用的水位應(yīng)降低到地面以下10m以內(nèi)，常用細(xì)砂、粉砂等材料，滲透系數(shù)為0.4～2m/d的土層中，井中降水需要投入較多的設(shè)備，降水周期長(zhǎng)，因此會(huì)一定程度的延誤施工工期。深井降水的降水深度較深，可達(dá)20m以下，因其施工工藝簡(jiǎn)單，能夠較快成井。再加上在施工中若需要拆除管井，操作也較簡(jiǎn)單，因此其施工條件要求低，能夠保證施工工期。對(duì)比以上可知，此次深基坑降水施工應(yīng)該選用深基坑降水施工。

2.降水思路

工程施工應(yīng)遵循基本的降水原則，即按照降水原則降低基坑水位。在前期的設(shè)計(jì)方案中具體記錄井的深度、井孔直徑大小、井管外徑大小、混凝土管等材料的具體數(shù)值，其中井深16m，井孔直徑700mm，混凝土管的井管外徑為Ф400mm。要嚴(yán)格把握混凝土管和濾水管的單節(jié)長(zhǎng)度，其單節(jié)長(zhǎng)度均為4m,且要按照梅花形布置孔洞。在布置深井管道時(shí)，要將3節(jié)混凝土濾管和1節(jié)混凝土管組成的牲管設(shè)置在每道深井上，并且要將1mm厚的鋼板加焊在井底上，確保潛水泵抽水通暢。施工采用的鉆機(jī)為鉆頭直徑700mm的旋轉(zhuǎn)型GPS158鉆機(jī)，利用大型真空潛水泵抽水，一共有8臺(tái)，每臺(tái)揚(yáng)程均為75m，功率為75kw，該泵較為智能，能夠辨別水位情況并根據(jù)自身設(shè)定和需要自動(dòng)開(kāi)始工作。在選擇抽水管時(shí)，應(yīng)選擇內(nèi)部帶有鋼絲的抽水管，并且也可以選擇使用塑料軟管或膠管，抽水管的直徑設(shè)定為38mm，單節(jié)長(zhǎng)度20 m，加上引出井管外的長(zhǎng)度降水施工共需管長(zhǎng)為240mm。

3.降水井構(gòu)造

降水井井口的設(shè)置要注意避免使井內(nèi)流入地表污水，因此本工程將井口設(shè)置在地面以上0.5m的位置，并由井口往下3m封閉井口，封閉材料選擇優(yōu)質(zhì)鉆土。井壁管的材料要嚴(yán)格選擇，適用本工程的井壁管管道材料為內(nèi)徑400mm無(wú)砂水泥管。過(guò)濾器即濾水管應(yīng)選用橋式濾水管或鉆孔管。沉淀管則選擇與濾水管直徑相同且長(zhǎng)度為1. 0 m左右的管道，以快速沉淀井內(nèi)沉砂，避免其影響進(jìn)水，并且要用鐵板將沉淀管的管底封死。

三、降水施工工藝

1.要注意避開(kāi)井點(diǎn)位置和基坑中假設(shè)的支撐位置，因此在施工時(shí)，定位井點(diǎn)位置的操作要嚴(yán)格遵照圍護(hù)結(jié)構(gòu)施工圖，以防止二者出現(xiàn)沖突。

2.鉆孔時(shí)使用的鉆機(jī)型號(hào)為GPS158，且要以直徑700mm的標(biāo)準(zhǔn)鉆孔，并且要加強(qiáng)對(duì)孔口的保護(hù)，將鋼護(hù)筒設(shè)置在鉆孔孔口。鉆孔成型后要做好孔洞清理工作，清孔時(shí)要正循環(huán)操作，要嚴(yán)格控制孔斜偏差，使其在＜1%的范圍內(nèi)。

3.井管的放置要遵循相應(yīng)的順序，放置井管前要檢查濾網(wǎng)是否包扎嚴(yán)實(shí)緊密，放置井管時(shí)一定要輕提慢放，井管要居中放置，吊放導(dǎo)管有一個(gè)指示位置，在單節(jié)管節(jié)上沿著管口對(duì)稱焊有2個(gè)Ф16mm的吊環(huán)，此處可放置導(dǎo)管。每?jī)蓚€(gè)放置的井管間都要用預(yù)埋鐵環(huán)進(jìn)行電焊焊接，確保抽水過(guò)程中不出現(xiàn)漏水現(xiàn)象。

4.當(dāng)上部孔壁直徑出現(xiàn)縮小或者有淤塞在孔底形成時(shí)，需要慢慢下放管井并向孔內(nèi)注水，此時(shí)應(yīng)該注意不要強(qiáng)行上下提拉管井，也不能對(duì)其實(shí)施強(qiáng)行沖擊。

5.要填實(shí)孔壁間隙，填實(shí)物為Ф4 mm～Ф10 mm細(xì)礫石，填實(shí)深度要至地面2. 0m以下，同時(shí)要用鉆土填實(shí)孔口部分，回填操作要確保填層厚度均勻，在操作時(shí)可參照井壁上設(shè)的對(duì)中線。

6.要用細(xì)礫石填實(shí)下管，要及時(shí)地對(duì)填實(shí)后的管井進(jìn)行清洗，洗井方法為空氣壓縮機(jī)法，洗凈的標(biāo)志是井口有清水返出，且井內(nèi)無(wú)上升沉渣，要在洗井前后分別進(jìn)行抽水，一共進(jìn)行兩次，要將涌水量差控制在＜15%的范圍內(nèi)。

7.試抽：試抽的單井抽水量標(biāo)準(zhǔn)為400m3/d。

8.在施工工程的整個(gè)操作過(guò)程中，水位會(huì)出現(xiàn)下降的現(xiàn)象，減少基坑邊鄰近的建筑物、管線及周邊地表基礎(chǔ)下水的浮力，增大地基荷載能力，為了避免結(jié)構(gòu)物下沉，應(yīng)該加強(qiáng)對(duì)基坑的監(jiān)測(cè)，在周圍設(shè)置監(jiān)測(cè)孔等。

9.輕型井點(diǎn)和深井井點(diǎn)的拆除工作要嚴(yán)格按照施工要求進(jìn)行，拆除輕型井點(diǎn)的操作要在基坑開(kāi)挖到基底后進(jìn)行。而對(duì)于深井井點(diǎn)則需要留置2各井點(diǎn)在每節(jié)底板上，拆除工作要在底板結(jié)構(gòu)混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后進(jìn)行。

基坑地板穩(wěn)定計(jì)算：

基坑地板到承壓含水層頂板間的土壓力大于承壓含水層的頂板脫力，其公式為：

Hs≥Fswh

式中，H是底板到承壓含水層頂板之間的距離，單位為m。s為基坑底板到承壓含水層頂板之間的加權(quán)平均重度，其單位為kN/m3。Fs為安全系數(shù)，該系數(shù)為1.10。w為水的重度，單位為kN/m3。h為靜止水位到承壓含水層頂板的距離，即承壓水水頭高度，單位為m?；诳辈靾?bào)告相關(guān)數(shù)據(jù)估算，基坑重度為18kN/m3，開(kāi)挖深度為12m，埋深16.5m，承壓水位2.5m。

四、基坑降水施工質(zhì)量控制要點(diǎn)

要嚴(yán)格控制降水井?dāng)?shù)量和管井之間的間距，做好圍護(hù)結(jié)構(gòu)施工時(shí)打樁的土層記錄；要做好洗井工作，確保洗井操作科學(xué)，洗井的整個(gè)操作要確保技術(shù)人員在場(chǎng)，以提高基坑降水效果；另外，要保護(hù)好已經(jīng)竣工的工程項(xiàng)目，在施工過(guò)程中可以擺放警示牌標(biāo)明成井，防止其受到損壞或被土方掩埋；為了確保設(shè)置的降水井的數(shù)目能夠使基坑降水獲得顯著成效，應(yīng)該做好單井試驗(yàn)性抽水工作，并確定除滲透系數(shù)K的取值；在基坑內(nèi)設(shè)置水井，為了提高抽水作業(yè)效率，應(yīng)該在抽水操作中將高出開(kāi)挖面的井管及時(shí)割除，并定期檢修抽水泵，對(duì)不能正常工作的抽水泵進(jìn)行更換等。在開(kāi)挖土方時(shí)應(yīng)該避開(kāi)井點(diǎn)位置，且要結(jié)合人工開(kāi)挖以提高開(kāi)挖效率；在基坑內(nèi)設(shè)置降水井，在結(jié)構(gòu)底板下使井管穿過(guò)，降水施工完成后要封井，且要確保封井效果良好。

五、結(jié)語(yǔ)

現(xiàn)代技術(shù)的發(fā)展改進(jìn)了深基坑降水施工工藝，可以在計(jì)算機(jī)上完成水位降深及地下水滲流情況的模擬，但是智能化的操作是在簡(jiǎn)化了施工現(xiàn)場(chǎng)條件下完成的，因此對(duì)于較為復(fù)雜的施工場(chǎng)地適用性不強(qiáng)。因此，為了使施工操作符合施工現(xiàn)場(chǎng)要求，相關(guān)施工人員必須在結(jié)合施工實(shí)際和施工經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，在參照計(jì)算機(jī)模擬模型，選擇出最佳的深基坑降水施工方案，提高降水成效。

（作者單位：湖南衡禹水利水電工程有限公司）