高層建筑軟土深基坑降水施工技術(shù)

楊瑞盛

（山西潞安工程有限公司，山西 長治 046102）

0 前言

隨著現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，加上我國農(nóng)業(yè)用地緊張，使我國城市發(fā)展由以前的橫向發(fā)展逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)榭v向發(fā)展，從而使城市建筑逐步轉(zhuǎn)向高層。同時(shí)，為了改善城市功能，以地鐵、停車場、地下商場等為代表的地下建筑也逐漸增多，這都對城市建筑基礎(chǔ)施工作業(yè)提出更高的要求，同時(shí)也給現(xiàn)有的施工技術(shù)帶來巨大的挑戰(zhàn)。尤其是在軟土層進(jìn)行深基坑地基施工，在軟土層含水率較高的情況下進(jìn)行施工，其會受到土層中水分的影響，造成地基土固結(jié)不實(shí)，從而導(dǎo)致工程質(zhì)量問題。

1 工程概況

某工程占地總面積38952.90m2（其中地上24038.64m2，地下1419.26m2），該項(xiàng)目基坑面積7784.30m2，基坑總延長395.70m，底板頂面標(biāo)高為－9.90m，底板厚度700~1200mm，承臺厚度1200mm，混凝土墊層厚度150mm，開挖深度10.40~10.90m，局部開挖深度13.30m。該工程根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙和圍護(hù)設(shè)計(jì)要求采用井點(diǎn)降水措施，以提高土體強(qiáng)度。該項(xiàng)目基坑降水方案，采用真空深井疏干降水，真空深井在基坑開挖前4周完成，基坑開挖時(shí)，坑內(nèi)的疏干降水井全部開放，并提前3周進(jìn)行預(yù)降水。

2 布置井點(diǎn)

本工程井點(diǎn)布置時(shí)，主要參照圍護(hù)設(shè)計(jì)圖展開，結(jié)合圖中具體情況，布置的井點(diǎn)不會與支撐、工程樁、棧橋等位置重復(fù)，布置井口應(yīng)遠(yuǎn)離支撐點(diǎn)，以方便支撐點(diǎn)的固定。設(shè)井深度則要根據(jù)基坑開挖的深度來確定，其中降水作業(yè)的開展速度主要要根據(jù)開挖的實(shí)際進(jìn)度來調(diào)整。

3 降水井構(gòu)造要求

實(shí)際施工中，降水井對過濾器、井壁管與井口等都有具體要求。①井口：為有效避免地表污水流入井內(nèi)，通常設(shè)置的井口必須離地面約半米高，并用水泥或黏土將井口封閉；②井壁管：本工程采用的井壁管徑為273mm，管材采用焊接鋼管；③過濾器：本工程采用直徑273mm的圓孔濾水管，濾水管管口位置設(shè)兩層40目的尼龍網(wǎng)，以過濾較大的濾渣；④沉淀管：沉淀管與濾水管底部連接，直徑同樣為273mm，本工程設(shè)長度為1m，其主要作用是：避免過濾不徹底導(dǎo)致管道被徹底堵死；⑤充填濾料：從井底至地表下2m處，充填砂礫作為濾料；⑥封孔：用黏性土在濾料表面圍填壓實(shí)，然后密封井口管。

4 真空深井施工

本次真空深井施工，選擇了M200-Ⅰ型工程鉆機(jī)及其配套設(shè)備作為施工設(shè)備，主要是用井底標(biāo)高來控制井點(diǎn)深度。以下就具體施工技術(shù)展開討論。

4.1 測放井位

依據(jù)設(shè)計(jì)的降水井圖紙完成現(xiàn)場井位的確定，如在實(shí)際施工中遇到某些障礙或影響正常施工時(shí)，可根據(jù)實(shí)際情況對井位進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整。

4.2 埋設(shè)護(hù)口管

埋設(shè)護(hù)口管時(shí)，應(yīng)將底口插入原狀土層中，護(hù)口管外用黏性土封堵，防止管外有返漿現(xiàn)象，護(hù)口管上部位置應(yīng)適當(dāng)高出地面。

4.3 鉆進(jìn)成孔

該項(xiàng)目設(shè)置疏干井的孔徑為650mm，在進(jìn)行鉆進(jìn)作業(yè)時(shí)，應(yīng)控制鉆速和壓力，同時(shí)要保證鉆進(jìn)垂直度，使鉆孔斜度不能超過1度。此外，還必須保證完成孔的表面光滑、圓整，特別是在停止鉆孔并提出鉆機(jī)時(shí)，必須保證孔內(nèi)有足夠的泥漿，以防止孔塌陷。

4.4 清孔換漿

清孔換漿是確保真空深井施工質(zhì)量的關(guān)鍵，通過此項(xiàng)技術(shù)可避免在鉆孔進(jìn)入含水層時(shí)產(chǎn)生過多泥渣。施工過程中，如要鉆入含水層頂板，則開始清孔換漿作業(yè)。其具體操作是：鉆進(jìn)到相應(yīng)高度位置后，適當(dāng)抬高鉆桿，再清洗孔內(nèi)雜物和泥漿，直到孔底部位沉積的泥漿厚度不超過30cm，且孔內(nèi)出液無明顯泥沙位置。此項(xiàng)工作對最終成井質(zhì)量有很大的影響，因此，在進(jìn)行實(shí)際清孔換漿時(shí)，必須保證清孔質(zhì)量符合要求，才能繼續(xù)下一步工作。

4.5 下井管

管道進(jìn)入施工現(xiàn)場后，必須仔細(xì)檢查，尤其是檢查過濾器的縫隙是否符合設(shè)計(jì)要求。與此同時(shí)，下管前需先測量孔深，確保其符合設(shè)計(jì)要求，然后開始下井管施工。焊接作業(yè)中要保證焊接的完整性和垂直度，確保焊接質(zhì)量不受較大影響，避免發(fā)生下井管時(shí)發(fā)生脫落現(xiàn)象。為確保濾水管能處于居中狀態(tài)，可在濾水管兩端位置設(shè)置找正裝置，在整個(gè)下井作業(yè)過程中，應(yīng)保證作業(yè)連續(xù)性，不得發(fā)生中斷；若發(fā)現(xiàn)有孔內(nèi)塌陷，應(yīng)拔掉井管，清理干凈后再下管。

4.6 填濾料

將鉆桿下至距井底0.3~0.5m的位置，在井管上方添加悶頭進(jìn)行密封，并對孔內(nèi)的泥漿密度進(jìn)行稀釋，使其密度降至1.05，然后逐步將濾料裝入井管，在裝入過程中，對濾料的高度進(jìn)行監(jiān)測，當(dāng)濾料達(dá)到指定位置時(shí)，停止裝入。

4.7 填黏性土

該項(xiàng)目濾料表面的圍填均采用優(yōu)質(zhì)黏性土，為充分保證回填的密實(shí)度，將大塊黏性土壓碎后再進(jìn)行回填，最好控制其粒徑在3cm以內(nèi)，并盡可能減慢回填的速度，具體的回填部位需結(jié)合實(shí)際圖紙來設(shè)計(jì)。

4.8 井口封閉

封閉井口的主要目的是防止污水從地表進(jìn)入井內(nèi)，通常在地表用水泥漿封孔或回填較厚的黏性土層。

4.9 洗井

洗井操作主要采用空壓機(jī)抽水，當(dāng)井內(nèi)能自行出水后，再拔出其中的鉆桿，換上活塞對井進(jìn)行清洗。若管內(nèi)的水量較少，此時(shí)帶出的水量會很少，會對其中的孔壁泥皮產(chǎn)生沖擊，然后向其注入適量的水再帶出活塞，能使孔壁泥皮順利帶出。在活塞最終拉出的水幾乎沒有泥沙時(shí)，此時(shí)可將活塞內(nèi)的水抽走，并用空氣壓縮機(jī)將管底的淤泥吹出。

在井內(nèi)泥沙較多的情況下，則可采用反復(fù)關(guān)閉和打開排水管閥，以獲得較大的壓力，使井內(nèi)的水出現(xiàn)“沸騰”現(xiàn)象，使井內(nèi)的泥沙和泥皮被破壞，進(jìn)而從排水管道中順利排出，最終將井內(nèi)清洗干凈。

在以上過程中應(yīng)保持相應(yīng)的連續(xù)性，若中間間隔時(shí)間過長，可能會使部分泥漿表面出現(xiàn)老化現(xiàn)象，在進(jìn)行沖洗時(shí)，很難對其造成破壞，從而影響最終的滲漏效果。

4.10 安泵試抽

成井過程結(jié)束后，要及時(shí)在降水井內(nèi)安裝真空泵，并將真空泵與相關(guān)管道連接。管道系統(tǒng)、電纜系統(tǒng)的設(shè)置應(yīng)加以適當(dāng)保護(hù)，并設(shè)置相應(yīng)的保護(hù)標(biāo)志，以避免其他結(jié)構(gòu)對其造成破壞。系統(tǒng)安裝完畢后，可先進(jìn)行試抽水。在真空泵工作時(shí)，其管道的真空度應(yīng)大于0.04MPa，這樣才能保證抽水效果。

5 降水運(yùn)行操作

5.1 試運(yùn)行

降水試作業(yè)前，必須對井內(nèi)水位進(jìn)行測量和記錄，以檢查相關(guān)設(shè)備及系統(tǒng)在實(shí)際作業(yè)中是否滿足降水要求。降水設(shè)備主要有潛水泵和真空泵，在正式施工前需做好調(diào)試準(zhǔn)備工作，以確保潛水泵和真空泵能正常運(yùn)行。在降水井的實(shí)際施工中，在完成一個(gè)降水井后安裝潛水泵和真空泵，使其保持工作狀態(tài)，降低基坑開挖前的水位，有利于基坑開挖的順利進(jìn)行。

5.2 降水運(yùn)行

建筑工程中基坑開挖前3d，一般應(yīng)先進(jìn)行降水井的施工，這樣才能保證基坑開挖時(shí)圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)的地下水位較低。在降水運(yùn)行時(shí)，真空泵必須全天不停地工作，通常一臺真空泵能供3~4口井使用，在進(jìn)行第一層土開挖后，關(guān)閉真空泵，打開潛泵進(jìn)行間歇抽水，當(dāng)進(jìn)內(nèi)的水被抽干后，將潛水泵關(guān)閉，等待一段時(shí)間后，再重新打開潛水泵。若井內(nèi)出水較多，應(yīng)適當(dāng)增加潛水泵的開啟頻率。

降水管井的管道在實(shí)際開挖施工過程中將逐漸暴露出來，此時(shí)需要根據(jù)基坑開挖的進(jìn)度進(jìn)行分層回收。與此同時(shí)，還要做好降水管井管道的保護(hù)工作，在井管口處設(shè)置明顯標(biāo)志，提醒施工人員開挖時(shí)要注意。布設(shè)電纜線、抽水管線，應(yīng)盡量避免機(jī)械施工作業(yè)區(qū)域，以免被機(jī)械設(shè)備碾壓而損壞。

實(shí)施降水作業(yè)時(shí)，現(xiàn)場應(yīng)安排專門人員24h值守，并做好相關(guān)記錄工作，如降水出水量、設(shè)備運(yùn)行時(shí)間、潛水泵開啟次數(shù)等，然后及時(shí)對獲得的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行分析，增強(qiáng)降水作業(yè)效果。每日提交降水運(yùn)行記錄，對停抽井應(yīng)及時(shí)測量水位，每天1~2次。

6 結(jié)語

綜上所述，深基坑施工是深基坑工程建設(shè)的基礎(chǔ)，在保證后續(xù)工作安全的同時(shí)，也為進(jìn)一步完善降水技術(shù)提供保障。對于高層建筑工程來說，降水技術(shù)改進(jìn)是其發(fā)展的重要內(nèi)容之一，施工過程中，應(yīng)嚴(yán)格按照圖紙?jiān)O(shè)計(jì)，進(jìn)行有效監(jiān)督，根據(jù)實(shí)際情況和深井工藝進(jìn)行管道布置，控制蓄水，有效避免基坑積水問題。