某工程基坑降水施工技术方案
2011-11-05秦丽丽
秦丽丽
1 工程概况
本工程地下室为设备用房及停车库,战时为二等人员掩蔽所。本工程基坑设计深度为-10.9 m。需要进行基坑支护及降水。
2 工程地质概况
根据《岩土工程勘察报告(详勘)》反映本工程场地地质概况为:勘察深度范围内地基土自上而下划分见表1。
3 降水方案
1)根据以上地质情况及本工程地理位置的实际情况,本基坑降水方法采用管井降水方案,降水井按基础平面几何形状,管井布置。降水井1:井深14 m,井间距12 m;降水井2:井深16 m,井间距16 m,井位要避开梁、柱、墙、桩等结构实体位置,尽量减少与挖土作业机械相干扰。
表1 工程场地地质概况
2)基坑内共布设72孔降水井,基坑外降水井1:35个,降水井2:37个,基坑内的降水井按基坑底下8.0 m控制,基坑外的降水井井深按基坑底下6.0 m控制。
4 降水井、观察井施工
4.1 设计要求
1)基坑内的降水井井深按基坑8.0 m控制,护坡上的降水井井深按基坑底下6.0 m控制。
2)基坑采用管井降水,降水过程中加强施工质量控制。降水井要避开梁、柱、墙、桩等结构实体。
3)因本基坑面积较大,降水井施工前按设计要求先做降水井的抽降水实验。
4)在施工过程中进行沉降、位移等监测,随时掌握基坑施工、运营状况,出现异常情况及时采取相应措施,确保基坑开挖到位。
4.2 降水井施工
1)降水井设计深度16 m,井顶标高-3.1 m,成孔孔径600 mm,终孔后外径400 mm,内径300 mm,采用混凝土滤水管,滤水管空隙率大于20%,滤料优先使用砾砂。
2)成井下井管后将采用空压机,配钢管洗去井内沉泥,保证成井质量,防止出现盲井。
3)总排水管用φ100钢管,两侧分别设一个排出水口。在降水的同时进行西侧回灌井的回灌水,回灌井的设置根据基坑实际情况会同设计院再定。
4.3 材料和机具
井管:选用混凝土滤水管。滤水管空隙率大于20%,成孔孔径600 mm,滤料优先使用砾砂,管井下部设置2.0 m长沉淀管。
4.4 降水井施工工艺流程
施工工艺流程为:
测量定位→挖泥浆池→钻机就位钻孔→清孔换浆→安放井管→填滤料→洗井→安装水泵→铺设排水管网→试抽、验收→降水及水位观测。
1)测量放线。
根据基坑支护平面设计图的井位测设管井位置,用水准仪测出管井所在位置地面标高,做出井位标记。
2)挖泥浆池。
泥浆池的大小按井深、井数、排浆量综合确定,泥浆池的选定与开挖应避开地下管网、建筑物的台、梁及承重墙位置,泥浆池的开挖尺寸为2 m×3 m,深度为2 m。
3)钻机就位钻孔。
将钻机运至指定井位处调平,机座下用枕木支垫平稳。
a.本工程主要采用回转钻机成孔作业,在现场每个井位附近设置一泥浆坑,并作好现场文明施工。钻孔作业时,如遇到钻孔位置土质不好,难以保证成孔质量时,应用红粘土配制一定数量的泥浆倒入钻孔内,然后再开始钻孔作业。
b.开钻前,应按井孔直径、地层岩性及深度选择钻具,钻具全长一般不应小于6 m。
c.降水井所在位置的杂填土应全部挖除,挖除范围应使底口直径达2 m左右,然后换填黄土至自然地坪,黄土应分层夯实,井壁护筒同时埋入土中(井壁护筒高1 m~3 m,直径为1 m,采用厚6 mm的钢板制作),如换填黄土较深时应将井壁护筒加高,以防新换填黄土湿陷,造成塌方,影响成井深度。
d.打井施工前,应在现场布置排水管道,以备先将洗井时排出的含泥砂水排入泥浆坑,等抽出清水稳定后,方可将水排放到场外的排水沟。
e.开挖井坑,压入或埋设护筒,移动钻机使钻具对准井孔中心。
f.每次下入钻具前,应检查钻具,如发现脱焊、裂口、严重磨损等情况,应及时补焊或更换。
g.每次开钻前,应先将钻具提离孔底,开动泥浆泵,待浆液流畅后,再用慢速回转至孔底,然后开始正常钻进。
h.在主动钻杆上端加导向装置,并采用慢转速、轻钻压钻进,防止钻杆晃动造成孔斜。
i.钻进过程中,如发现钻具回转阻力增加、负荷增大、泥浆泵压力不足等反常现象,应停止钻进,检查原因。
j.为保证井壁不被挖土及车辆碾压破坏,最上部1节~2节井管采用实心井管,并外露400 mm以加强标示,井口作保护,砌筑400 mm高240砖墙并抹灰及立φ20三角架,刷黑、黄间距200 mm油漆,上插小红旗,挂200×300标示牌标明井号、井深,加以保护。
4)清孔换浆。
成孔作业完成后,应及时测量检查成孔深度,待其满足要求后,立即进行清孔作业。及时向井孔内送入稀泥浆,以替换稠泥浆。采用压缩空气洗井。
5)安放井管、填滤料。
a.井管安装采用钢丝绳托底座下管方法进行作业。安装时,无砂管周围应外裹40目~60目尼龙滤布,管周用3根竹皮10号铁丝绑扎以保证上下无砂管轴心相对,各节井管之间均需用油毡包扎,以保证井管接触严密。
b.为保证井管的中心位置,下井管过程中井管外壁上应每隔4 m绑扎3个定位块。
6)洗井。
井管下完滤料填实后,应立即进行洗井作业,洗井结束后,立即进行抽水作业,将水排放到场外的排水沟内。
7)安装水泵。
a.下泵时还应使电缆受力,应用绳索将电缆拴在水泵耳环上缓慢下放,下入到设计深度后,将水泵用绳索吊住。
b.安装并接通电源,铺设电缆和电闸箱,电缆悬空吊住不得与井孔壁接触和摩擦。
c.抽水时,开始抽出的水变清稳定后,再接入排水管道进行正常抽水,除更换水泵外严禁停泵。
8)铺设排水管网。
排水管采用PVC管,直径300 mm满足基坑总出水量的要求,排水采用多向排水,排水管直接接至沉淀池及指定排水点。
9)试抽、验收。
施工操作中,应及时作好施工和抽水记录,详细记载成井时间和抽水时间,测量水位,以便确定挖土时间。
10)降水。
a.计划沿基坑四周布置一条φ300 mm的排水干管,2%~3%坡向排入甲方指定的下水管井,每30 m~60 m之间布置一个φ1 000 mm汇水井,深0.5 m ~1.0 m 以上,240 mm 砖墙砌筑,内抹灰,下设C10混凝土垫层100 mm,起排水和沉淀泥沙作用。利用软管及倒井的方法将每个井的水排入排水干管内。具体布设待同土建商定后,再详细布置排水管路(或实际施工中商定)。
b.施工中要作好施工抽水记录,详细记载成井时间和抽水时间,测量井位,以便确定挖土时间。工长和技术人员要随时进行检查。
c.降水开始后要24 h连续抽水,待地下建(构)筑物施工完毕后,回填土至±0.00或自然地坪后,方可停止降水,开始进行拆除水泵,电缆等工作。
11)降水管理。
降水开始前,需在基坑边建好沉淀排水系统。基坑内各井抽出的水先汇集到沉淀池内澄清后,再通过排水管排入市政管道或其他排水。
a.开始前,先测量各井自然水位,在抽水开始的5 d~10 d内,可每日早晚各测一次水位、流量,以后改为每天一次,并做好记录。
b.对观测记录要及时整理,绘制Q—T(抽水量与时间)与S—T(水位下降值与时间)关系曲线图,分析水位下降的趋势与流量变化,预测水位下降到设计值所需要的时间,研究降水设计的可靠程度或提出调整措施。
c.对抽水设备应建立定期检修保养制度,保持设备为正常运行,降水期间不能停泵,为预防停电,配备55 kW~100 kW发电机组一台套。
d.基坑开挖时降水管理人员要24 h不离现场,保护降水系统不受损坏,混凝土管井随着挖土的深度逐节进行拆除,当挖土挖至设计要求的基底标高时,管井要保留至少在基底标高以上1 m。
e.在基础施工过程中,降水要连续进行,直至基础做至0.00,周边土方回填完毕,以及有关的后浇带部分完毕后,视情况方可逐步停止抽水。
12)降水监测。
a.降水前应对基坑周边(3倍基坑深度范围)的建筑物临坑面设置不少于两个观测点,并在降水前对其进行观测和监测。
b.基坑开挖过程中,应对支护结构、周边环境进行观测和监测,如出现异常情况应及时处理,待恢复正常后方可继续施工。
c.观测在降水和开挖初期应每天观测一次,有异常应增加观测次数,当沉降趋于稳定时,每3 d~7 d观测一次。
d.挖土期间,要注意观测帷幕的止水效果,若有涌砂和较大渗水时,必须及时采取果断措施处理。
13)封井。
按设计要求,封井时井内填入高强度混凝土加膨胀剂,做钢板止水环两道,封井钢板φ280,12 mm厚。
[1] GB 50007-2002,建筑地基基础设计规范[S].
[2] GB 50202-2002,建筑地基基础工程施工质量验收规范[S].
[3] JGJ 79-2002,建筑地基处理技术规范[S].
[4] 张 坤.深基坑工程降水实例分析[J].山西建筑,2010,36(23):118-119.