工程基坑降水方案应用

2015-03-15□文/刘韧

天津建设科技 2015年6期

□文/刘韧

工程基坑降水方案应用

□文/刘韧

某二级基坑，采用大口井坑内降水并设观测井。根据工程基坑平面形状、坑深分布特点，对基坑开挖施工方法、场地地质条件和周围环境状况进行编制降水方案，制定了施工工艺流程，对基坑降水进行了针对性的观测，达到了增加基坑的稳定性，保证基坑施工安全，保护水资源、环境安全的效果。

降水；观测；基坑

1 工程概况

天津市汉沽区晴川商业楼为办公商用，地上14层，高度71 m（±0.00相当于大沽标高4.550 m），采用框架-核心筒结构。地下部分为3层，一层层高3.90 m，二、三层层高3.85 m，筏板桩基础，基础上皮标高-12.35 m，基础厚度1.56 m（含垫层）。基坑深度为13.00 m，局部坑深13.30 m。基坑支护方案采用钻孔灌注桩挡土+钢筋混凝土支撑作为支护结构和钢格构立柱桩，基坑四周采用三轴深搅桩作为止水帷幕，坑内采用大口井降水并设观测井。

2 地质情况

场地范围内地层主要为人工填土层（Qml）、全新统上组陆相冲击层（Q43al）、全新统中组海相沉积层（Q42m）、全新统下组沼泽相沉积层（Q41h）、全新统下组陆相冲击层（Q41al）、上更新统第五组陆相冲击层（Q3eal）、上更新统第四组滨海潮汐带沉积层（Q3dmc）、上更新统第二组海相沉积层（Q3bm）、上更新统第一组陆相冲积层（Q3aal）。各层岩性特征见表1。

表1 各层岩性特征 m

续表1

埋深20.0 m以上饱和粉土主要为6b层粉土、砂性大粉质粘土，渗透性为微透水，存在流沙和管涌的可能性很小，不存在影响场地整体稳定性的不良地质作用。

3 基坑降水观测的重点

本基坑属于二级基坑，工程施工工作量较大且工序较多，对质量和安全有更高的要求。首先做好降水设施观测：降水井及观测井完好状况、水泵工作状况、坑内排水管网及坑外相关的市政排水管道工作状况、观测设备工作状态、供电设备工作状态及安全检查、备用电源的工作状况、降水工程应急设备的工作状况。其次是基坑状况：坑底土是否存在流砂、管涌等渗流破坏现象、止水帷幕是否存在渗漏现象。

4 降水方案的确定

在坑内共布置了55口降水井，成井直径800 mm、管外径500 mm、降水井井深18 m。坑外共设置了18口观测井（兼做回灌井），成井直径800 mm、管外径500 mm、观测井井深16 m。降水井、观测井，采用无砂混凝土井管。在基坑外围设置截水沟，随时排除地表水，配备备用水泵6台，降水工程配备双电源。基坑分层开挖前应进行15 d以上全面降水，以保证土方开挖无明水作业，降水井每次降水水位不得大于基坑分层开挖深度以下2 m，开挖至坑底时降水水位保持在坑底标高下0.5 m。

5 降水方案的实施

5.1 降水施工工艺

降水流程见图1。

1）埋设护口管。降水井和观测井护口管底口应插入原状土层中，护口管上部应高出地面0.1～0.30 m。观测井井口高出地面0.7 m并加盖，以防止地表水渗入井内。

2）安装钻机。机台应安装稳固水平，严格对中。

3）钻进成孔。采用GPS-10钻机，泥浆护壁成孔，成孔直径为800 mm，成孔深度控制在设计深度向下0.5 m。旁设置泥浆池，深度1.5 m。

4)清孔。钻孔钻进至设计标高后，在提钻前将钻杆提至离孔底500 mm，进行冲孔清除孔内杂物，确保孔底沉淤＜300 mm、泥浆密度＜1.10 kg/m3。

5）下井管。成孔后立即安装井管，防止塌孔。管子进场后，应检查过滤器的缝隙是否符合设计要求。下管前必须测量孔深，符合设计要求后，选择完好的砂管下在孔底部。下管时在滤水管上下两端各设一套直径小于孔径50 mm的扶正器，以保证滤水管能居中，井管焊接要牢固、垂直，下到设计深度后，井口固定居中。

6）填滤料。在降水井和观测井填滤料前井管钻杆至离孔底0.30～0.50 m，井管上口应加闷头密封后，井管四周均匀回填粒径6～8 mm滤料至地面。

7）洗井。洗井是关键工序，在滤料充填完后进行初次洗井，采用9 m3空压机气举法洗井，从上至下逐层逐节吹洗，将井底泥砂吹净，洗出清水为止。洗井结束前再清一次淤泥，使井底沉淀＜0.3 m。

8）封井。应根据地下施工进度及结构抗浮等情况，满足设计要求后再进行。封井数量和时间，须经设计认可。

9）疏水管道的布设。根据现场污水管线现状，由现场排水口经沉淀后进入市政管线。排水总管沿基坑四周明设，紧贴安全护栏，铺设φ160 mmPVC管，坡度0.15%。降水井井口高出地面300 mm，井口用铁质盖封口。在基坑东南角和西北角各设一座二级沉淀池，，用钢筋焊成的栅栏盖住，从沉淀池作暗管直通市政管线。

图1 降水流程

5.2 降水井施工质量保证管理及技术措施

降水井的施工钻机就位后，保证钻机机座水平（用水平尺量），钻机立塔垂直(用经纬仪测量)并在钻进过程中随时查验，以保证钻孔垂直度。详细记录钻孔过程，精确控制孔深。井的深度不得超过设计井深的0.5 m，成孔直径须达到或大于设计直径。井管在运输、装卸和堆放时应防止井管损坏，下入井孔前，逐根检查，保证井管完好。降水设备的管道、部件和附件等在组装前，通过检查和清洗后才能组装。降水井成井后，采用适宜的浆液进行一定长时间(不得少于30 min)的孔壁清洗，以保证井壁的良好透水性。井管必须直立，上端口应保持水平，井管偏斜度不得超过1°。井管安装完毕后，应立即填滤料。滤料规格必须符合设计要求。井管的选择及包裹与地层情况相符并连接牢固、稳妥。地面排水管线用φ160mm管，其铺设不得影响其他工作的进行并不得发生渗漏现象。抽排水使用的潜水泵试运转后方可下入井内。开泵0.5 h后，取样测试含砂量。当含砂量＞0.5‰时，及时采取措施减少水中含砂量。在降水过程中，加强井点降水系统的维护和检查，保证不断抽水。降水前，考虑到水位降低区域内的建筑物和构筑物可能产生的沉降和水平位移，作好沉降观测和采取防护措施。井口设置护筒并设置泥浆坑，防止泥浆水漫流。从开始降水起，每天由专人观测降水井内水位并作好记录。对于水位变化异常的情况，及时研究，采取措施处理。注意降水井的保护，尤其是土方施工阶段。

5.3 成井质量标准

成井质量标准：井孔的垂直度偏差≯1%。井深不得小于设计深度，成孔孔径不得小于设计孔径。井位偏差≯100 mm。井管必须下到井孔正中，偏差≯20 mm。

洗井质量标准：洗出清水，不浑浊为合格。

回填滤料质量标准：滤料干净，粒径均匀，含泥量≯3%。