臨江、臨地鐵的深大基坑降水施工淺談

顧姝偉 申雙恩 丁江偉 唐濤 徐培東

摘要：降水作為基坑開挖、邊坡保護(hù)和地下施工過程中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，對(duì)深基坑工程施工質(zhì)量起到重要的作用，尤其現(xiàn)代城市進(jìn)行大開發(fā)建設(shè)，許多項(xiàng)目為利用地下空間，項(xiàng)目基坑緊貼用地紅線，而且城市發(fā)展日新月異，諸多的工程項(xiàng)目臨近地鐵、河道、管線等設(shè)施。當(dāng)基坑開挖深度較深，下有高水頭的承壓水且基坑周邊環(huán)境復(fù)雜，若降排水不及時(shí)，會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重的管涌現(xiàn)象，不僅基坑無法挖深，還可能造成大量水土流失、基坑邊坡失穩(wěn)、地面塌陷等現(xiàn)象，嚴(yán)重者危及鄰近建筑物的安全。希望通過本文的論述，能夠增加大眾對(duì)臨江、臨地鐵的深基坑降水的認(rèn)識(shí)，從而推進(jìn)項(xiàng)目施工進(jìn)度，提高施工質(zhì)量，保證施工安全，節(jié)約項(xiàng)目成本。

關(guān)鍵詞：臨江、臨地鐵、深大基坑、降水

1.工程概況：

本工程位于上海市浦東新區(qū)?？偨ㄖ娣e104119m2，項(xiàng)目基坑開挖面積約18142m2。主樓基坑開挖面標(biāo)高為-15.80m，開挖深度14.80m;坑內(nèi)局部深坑開挖深度分別為15.8m、16.30m、17.60m?；訄?chǎng)地東北側(cè)靠近地鐵隧道段，最近離區(qū)間隧道28.20m，基坑西側(cè)臨黃浦江，距離大約40m。另外，除了基坑南側(cè)為空地外，其余三側(cè)均為市政道路下均有各類管線。基坑總開挖面積為18142 m2，共分為三個(gè)分區(qū)：A區(qū)16617 m2，B區(qū)864m2，C區(qū)765 m2。

2.降水設(shè)計(jì)：

2.1設(shè)計(jì)思路

降水單位根據(jù)本工程的工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條件，結(jié)合本工程的群井抽水試驗(yàn)結(jié)果，建立本工程地下水滲流三維計(jì)算數(shù)值模型，進(jìn)行群井抽水試驗(yàn)的三維有限差分法反演分析。

2.2減壓降水設(shè)計(jì)

基坑外圍的地下連續(xù)墻深度為38m，雖已經(jīng)完全隔斷第⑤2層微承壓含水層，但仍需對(duì)第⑤2層微承壓水進(jìn)行減壓，尤其是局部深坑減壓幅度較大，考慮周邊環(huán)境復(fù)雜，需控制減壓降水可能引起的不利影響。同時(shí)參考抽水試驗(yàn)建立的三維滲流模型，秉承分區(qū)分塊降水的原則，在A區(qū)坑內(nèi)擬布置12口第⑤2層減壓降水深井（含2口備用井），在B區(qū)和C區(qū)坑內(nèi)各擬布置1口第⑤2層減壓降水深井。

11.2.3真空疏干深井設(shè)計(jì)

為確?；禹樌_挖，需降低基坑開挖深度范圍內(nèi)的土體含水量，本工程需要疏干整個(gè)基坑均分布有較厚①3層粘質(zhì)粉土夾淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土（俗稱“江灘土”）。

參考附近地區(qū)的降水施工經(jīng)驗(yàn)，根據(jù)計(jì)算，基坑開挖過程中共布設(shè)減壓井28口：A區(qū)布置減壓井21口，備用井兼觀測(cè)井3口;B區(qū)布置減壓井1口，備用井兼觀測(cè)井1口;C區(qū)布置減壓井1口，備用井兼觀測(cè)井1口。減壓井深度30m，材質(zhì)采用鋼管?；油饪拷罔F側(cè)布置第⑤2層觀測(cè)井兼應(yīng)急回灌井5口，井結(jié)構(gòu)同減壓井。監(jiān)測(cè)坑內(nèi)外水位和環(huán)境沉降變化情況，必要時(shí)可以進(jìn)行回灌。

3.降水施工：

1）施工范圍

降水施工貫穿整個(gè)地下基坑及主體結(jié)構(gòu)施工，采用坑內(nèi)疏干井加減壓井、坑外設(shè)置回灌井的方式，能夠達(dá)到快速降低地下水位的效果，很好地解決了臨江、臨地鐵等復(fù)雜條件下的深大基坑的降水施工。

2）施工工藝原理

在疏干井打設(shè)完畢后放入水泵抽取地下水，降低地下水的水位，主要起降水作用。基坑外回灌井是在井點(diǎn)降水的同時(shí)，將抽出的地下水通過回灌井點(diǎn)再灌入地基土層內(nèi)，水從井點(diǎn)周圍土層滲透，在土層中形成一個(gè)和降水井點(diǎn)相反的倒轉(zhuǎn)降落漏斗，使降水井點(diǎn)的影響半徑不超過回灌井點(diǎn)的范圍。這樣能夠有效地防止因坑內(nèi)過度降水而導(dǎo)致周圍建筑物不均勻沉降、地面開裂等影響。

4.操作要點(diǎn)：

1）井位測(cè)放

根據(jù)井位平面布置示意圖測(cè)放相應(yīng)布置的井位，如果現(xiàn)場(chǎng)施工過程中遇到障礙或受到施工條件的影響現(xiàn)場(chǎng)可做適當(dāng)調(diào)整。

2）鉆機(jī)安裝

機(jī)臺(tái)應(yīng)安裝穩(wěn)固水平，大鉤對(duì)準(zhǔn)孔中心，大鉤、轉(zhuǎn)盤與孔的中心三點(diǎn)成一垂線。

3）鉆機(jī)就位后鉆進(jìn)成孔

降水井開孔孔徑為φ600mm，一徑到底，混合井鉆孔施工達(dá)到設(shè)計(jì)深度時(shí)，宜多鉆0.3～0.5m。做好鉆探施工描述記錄，鉆進(jìn)過程中發(fā)現(xiàn)實(shí)際地質(zhì)情況與勘察時(shí)提供的資料不一致時(shí)需及時(shí)通知設(shè)計(jì)人員。

4）成孔后清孔換漿

下井管前的清孔換漿工作是保證成井質(zhì)量的關(guān)鍵工序，為了保證成孔中在含水層部位不形成過厚的泥皮，當(dāng)鉆孔鉆至含水層頂板位置時(shí)即開始加清水調(diào)漿。

5）成孔后下井管

井管進(jìn)場(chǎng)后，應(yīng)檢查過濾器的縫隙是否符合設(shè)計(jì)要求。下管前必須測(cè)量孔深，孔深符合設(shè)計(jì)要求后，開始下井管，下管時(shí)在濾水管上下兩端各設(shè)一套直徑小于孔徑5cm的扶正器（找中器），以保證濾水管能居中。

6）井管填礫

填礫前應(yīng)用測(cè)繩測(cè)量井管內(nèi)外的深度，兩者的深度值均不能淺于沉淀管的深度以上50cm。填礫過程中應(yīng)隨填隨測(cè)礫料的高度。填礫工序也應(yīng)連續(xù)進(jìn)行，不得中途終止，直至礫料下入預(yù)定位置為止。

7）封閉井口

在采用粘土球封孔時(shí)，為防止圍填時(shí)產(chǎn)生“架橋”現(xiàn)象，圍填前需將粘土搗碎（粒徑小于3cm為宜）后填入。圍填時(shí)應(yīng)控制下入速度及數(shù)量，沿著井管周圍按“少放慢下”的原則圍填。然后在井口管外做好封閉工作。

8）洗井

洗井的目的：①清除井壁上的泥皮，并把深入到含水層中的泥漿抽吸出來，恢復(fù)含水層的孔隙;②抽吸出含水層中一部分細(xì)顆粒，擴(kuò)大含水層的孔隙，形成一個(gè)人工過濾層。

9）安泵試抽

成井施工結(jié)束后，應(yīng)及時(shí)下入潛水泵，鋪設(shè)排水管道、電纜等，抽水與排水系統(tǒng)安裝完畢，即可開始試抽水。

10）排水

洗井及降水運(yùn)行時(shí)應(yīng)用管道將水排至場(chǎng)地四周的明溝（渠）內(nèi)，通過三級(jí)沉淀后排入場(chǎng)外的市政管道中。

5、效益分析

5.1經(jīng)濟(jì)效益：采取疏干井加減壓井降水，對(duì)于周邊復(fù)雜地形情況下的深基坑降水非常有利，可快速降至基坑底面以下安全水位，確保了基坑施工的流暢，縮短了施工工期。所以對(duì)于周邊復(fù)雜地形情況下的深基坑降水工程均可采用此方法。

5.2社會(huì)效益：通過此方法將會(huì)對(duì)基坑降水中可能發(fā)生的危險(xiǎn)性因素將至最低，有助于提高施工安全性、質(zhì)量與施工速度，提高施工企業(yè)業(yè)內(nèi)整體水平，營造良好社會(huì)影響。

5.3環(huán)保效益：采用此方法降水，產(chǎn)生建筑垃圾少，所采取的設(shè)備能耗普遍較低，噪聲較小，且對(duì)周邊環(huán)境無有害影響，具有環(huán)保意義。

參考文獻(xiàn)：

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