深基坑降水工程中的管帽封堵降水管井施工技术

杨 超

五冶集团上海有限公司 上海 201901

1 工程概况

1.1 项目概况

某工程（图1）位于南京市浦口区沿江镇，东邻城市主干道滨江大道，西邻友谊河路，南邻天华东路，总用地面积89 683.22 m2。项目由11幢33层住宅，1幢4层社区服务用房，1幢3层幼儿园，2幢单层商业服务网点，4幢单层变电站、配套设施及地下车库组成。本工程地下1层，车库板厚0.45 m，主楼板厚1.30 m，垫层厚10 cm，基坑开挖深度4.28～4.80 m。

图1 工程周边环境

场地原为少量居民平房及菜地、水塘，现场地已整平，填土主要成分为粉质黏土。

本工程东侧紧邻长江，地下水受长江水位影响，地下水资源非常丰富。

1.2 基坑概况

本工程为整体地下室，面积约58 145 m2，基坑周长约1 150 m。基坑四面均采用双轴深搅桩φ700 mm@1 000 mm＋采用自然放坡（坡比1∶1，坡面挂网喷浆处理）的支护形式。基坑工程安全等级为二级。

1.3 水文地质情况

拟建场区内地下水类型属潜水，存在于①层填土及②层新近沉积土中。②层土由饱和黏性土、粉砂土、粉土组成。场地稳定水位埋深0.30～2.30 m，地下水位标高5.72～6.98 m，大气降水为地下水的主要补给来源，排泄方式以蒸发和侧向径流为主，季节性变化对水位影响较大，年变化幅度为500～1 000 mm。

2 重点分析

本工程地下室范围大，除建筑物下有地下室外，外扩部位还有地下室与建筑物下地下室连为一体。地下车库底板标高为4.60 m，场地标高6.16～9.19 m，地下车库基坑开挖深度较大，基坑开挖深度范围内土体强度低、灵敏度高，具有触变性、流变性、高压缩性、低透水性、不均匀性。特别是当地下室底板位于②2层淤泥质粉质黏土之上时，②2层含水量高，具有触变性、流变性，为利于地下室底板施工及增加被动土压力，需要对底板下的②2层采用注浆加固或高压旋喷桩加固。

本场区自现有地面下2～3 m为粉土、粉砂层，含水量大，透水性强，且紧靠长江，与长江水系联系密切，水的补给量极大。故基坑施工采用深搅桩挡土止水，坑内外采用降水井、疏干井降排地下水的方式固结基坑内的土层，以确保土方开挖施工并保证周围相关设施及道路安全。在施工过程中为了防止地库上浮，除设置抗拔桩外，亦需要持续降水。

3 支护方案

在基坑周边坡顶设置一排连续的止水帷幕，以减少水的汇集、加大水的绕流路径，防止因过度降水引起周边道路不均匀沉降；坑内则采用管井降水，将基坑内水迅速排干，大大节约了降水费用。

根据计算，共布置79口降水井，采用止、降结合的方式将地下水降到基坑底以下50 cm，确保基础的施工。

经过分析，本工程基坑采用以下支护与降水形式：

1）支护形式。采用1∶1的1级自然放坡，坡面上挂网喷浆。

2）止水形式。采用双轴深搅φ700 mm@1 000 mm（搭接200 mm）止水，根据基坑挖深不同设置不同的止水桩桩长。

3）降水形式。基坑内布置79口φ300 mm的降水井进行降水，管井间距20～25 m。

4 管帽封堵降水井施工技术

根据设计要求，降水工程必须等地库顶板覆土完成后才能停止。在底板浇筑时，需要在每个施工段留置1～2口降水井，并持续抽水至最后阶段。根据地勘报告，浦口区地下水位最高一般在7、8月份，最低一般出现在旱季12月份至第二年3月份。而按照进度计划初步估计，封井时间大概在6、7月份，正好处在水位最高时期，因此，如何能够成功封井遂成为了一大施工难题[1-2]。

通过分析并多次试验研究，决定采用管帽封堵降水井施工技术。此法有效地解决了降水管井由于水头高、水压大而无法封堵的难题。

施工中，采用300 mm×300 mm的方形止水盒作为降水井的套管，在底板施工时即套在预留的降水管井上。方形止水盒由4片厚3 mm的钢板制成，钢板的长度要大于底板的厚度，4片钢板长边互成直角满焊，焊接成一个两端开口、四周封闭的盒子（图2），正好能套在降水管井上。在方形盒子四周焊接止水翼环，止水翼环采用厚3 mm、宽100 mm的钢板。

图2 止水盒制作示意

在底板混凝土浇筑前，将焊有止水翼环的方形止水盒套在相应的降水管井上面。割除掉管井过长的部分，管井顶部标高宜为底板垫层面向上100 mm。止水盒安装完成后，浇筑底板混凝土（图3）。

图3 止水盒安装示意

待满足封井条件时，开始封井。具体操作步骤（图4）如下：

图4 管帽封堵流程

在295 mm×295 mm钢板上割开1个φ75 mm的圆孔，将带丝口的φ65 mm钢管满焊在圆孔里，丝口向上，将φ50 mm自吸泵的抽水管放进φ65 mm钢管中进行抽水。待水位降下去后，将295 mm×295 mm钢板放到止水盒内距混凝土底板面向下20 cm的位置，其四边与止水盒内侧满焊，焊接完成后再将φ65 mm钢管丝口用生胶带绕好，生胶带一定要绕严实，保证不漏水，最后用配套的管帽拧死。

封堵完成后，为了防止外露的钢板锈蚀，引起漏水，故将距混凝土底板面向下150 mm范围内的止水盒用氧气焊割除后取出，然后用高一个强度等级的微膨胀混凝土浇筑振捣灌实。

如果1个自吸泵难以有效降低水位，可以在295 mm×295 mm钢板上割2个φ75 mm的圆孔，采取2个自吸泵同时抽水，后面操作同上（图5）。

图5 两个管帽封堵（附管帽实物）

在施工过程中要特别注意：保证焊接质量，焊缝饱满不漏水，不能将钢板焊穿；生胶带一定要将丝口绕好，保证严密不漏水；封堵好后，要将上边的止水盒割除，敲掉，用高一个强度等级的微膨胀混凝土灌实，且振捣密实[3-4]。

采用管帽封堵降水井施工技术后，保证了水位不再上升，钢板焊接后拧紧管帽，止水盒封堵严密不漏水，封堵地下水效果良好，未出现渗漏情况。

5 结语

通过施工前期对项目各种资料的分析及周边类似工程项目的咨询研究，采取管帽封堵降水井施工技术，有效地解决了降水管井水压大、水头高、无法封堵的难题，最终本工程成功地封堵了所有的预留降水管井，并取得了较好的社会及经济效益。