桩基后压浆对深基坑降水渗流场的影响探究

2019-01-12王建宾

建筑与装饰 2018年21期

王建宾

中南勘察基础工程有限公司湖北武汉 430000

前言

随着我国建筑工程的快速发展，地下空间有了较大的开发，地下基坑逐渐向着更深、更广的方向发展，这也在一定程度上提高了由于承压水造成安全事故的概率。随着渗透系数的改变，地下水逐渐朝着降水井的方向流动，从而造成较为复杂的渗流场。桩基工程是避免安全事故的重要措施之一，其中后压浆技术是最为常见的技术，施工过程中能够对基坑土层造成相应的影响，从而有效降低含水层的渗透系数，能够有效改变基坑降水渗流场，所以分析桩基后压浆对深基坑降水渗流场的影响对于提升基坑施工的安全性具有较为重要的作用。

1 桩基后压浆施工技术应用分析

1.1 具体工艺流程分析

钻孔灌注桩的具体施工工艺流程为：做好相应准备工作——实施测量放样，确保机械设备有效到位——进行泥浆的制备——钻进成孔，泥浆循环——第一次进行孔底的清理——进行钢筋笼的制作以及下放——进行导管的下放并且对于孔底再次进行清理——进行混凝土的浇筑——后压浆施工——进行桩孔的回填。

1.2 施工技术关键点分析

第一，完成了相应的混凝土浇筑施工后要保证12小时的等待期，12小时后可以采用清水将喷口冲开，要确保在24小时内操作完成。一般情况下在成桩之后的2～30天时实施压浆作业，在压浆时要将同一承台下的桩作为一组遵照从外到内的顺序实施注浆；

第二，在进行正式注浆前可以通过试注浆的方式来对注浆情况进行考察，在此基础上进行相应注浆参数的调整，确保其符合具体施工要求。一般情况下可以采用42.5的普通硅酸盐水泥来制备注浆液，要将水灰比控制在0.4～0.6之间。同时要将桩端部的注浆压力以及终止压力分别控制在3MPa以及5MPa之上；

第三，后压浆管的布设。可以在钢筋笼内部顺着桩身圆周对称设置2根低压液体输送用丝接钢管，可以通过套管丝扣进行连接。需要对压浆管的两端实施套扣，以便于和管阀、压浆管路等进行连接。另外，需要有效控制导管下端和钢筋笼底部间的距离（一般在40cm左右），使其尽可能接近箍筋的位置。在选择注浆阀时尽可能采用具有逆止功能的阀，同时要确保静水压力达到1MPa之上；

第四，在进行压浆竖管安装过程中，首先要以每一节压浆管为单位实施相应的注水检验，以此来确保压浆管的密封性能。在进行实验时若是管内部出现水位的明显下降，就能够表明管道密封性相对较差，避免将其应用在施工当中，需要对其进行更换。在完成了钢筋笼的制作之后需要通过相应监理人员实施必要的质量验收，以此来保证其满足设计规定。同时需要对不同的钢筋笼实施挂牌标识，牌上要注明节号、桩号、检验状态等要素；

第五，有关水泥浆的处理。首先要对其进行充分搅拌，之后实施必要的过滤处理。完成了上述内容之后才可以将其输入到压浆泵当中，同时要对其实施准确的记录，内容主要有：初始压力、终止压力、压浆量等等，将其作为重要的施工参考资料；

第六，压浆顺序。先要通过低压压入水灰比为0.55的水泥浆，之后逐渐加压压入水灰比为0.4～0.5的水泥浆，将压浆流量控制在75L/min之内；一旦达到如下两种条件就可以停止注浆，一是注浆的总量和注浆的压力符合设计规定条件，一是注浆总量达到了设计规定值的75%，但此时的注浆压力已经超出设计规定值[1]。

2 桩基后压浆对于深基坑降水渗流场影响

2.1 基本工程概况以及土层结构情况

某基坑总面积为180×80㎡，开挖深度达到了21m，内部共有桩数2332根，通过钻孔灌注桩进行支护，其桩径为600mm，单桩竖向抗压承载力达到2300kN。同时地下车库抗拔桩桩长达到了21m，单桩竖向抗拔承载力达到了800kN。含水层组层顶埋深为地表下23m、厚10m，减压降水深度达到了18m。承压含水层的初始水位为地表下4m。

按照场地岩土工程勘察报告以及区域地质资料能够确定出土层结构如表1所示。

表1 土层结构情况

2.2 渗流场模拟试验分析

第一，单井降水方式。降深的控制目标为1.9m，此种方式要将滤管埋设在地下20～35m深位置，可以实现600m³/日的抽水量。由于抽水井北部地层渗透系数相对较小，并且水力坡度相对较陡，造成了抽水井北部后压浆位置的降深等值线要更密集一些；

第二，分块降水方式。此种方式主要就是将基坑分为不同的区块，通过分块进行降水。可以在东部区块设置13口井，对其实施不同的控制。例如控制四角位置井的干扰涌水量在600m³/日，控制其他位置井的干扰涌水量在290m³/日，降深保持不变。从中能够得知，注浆之后的区块土层渗透系数有所下降，并且具有更加陡的水力坡度以及更加密集的等势线；

第三，多井降水方式。沿着基坑四周均匀布置20口井，之后将滤管埋设到地下20～35m深位置。对于不同井的干扰涌水量进行不同的控制，例如前5号井可以控制在410m³/日，后15号井可以控制在300m³/日，降深17m。之后通过观察井对水位变化进行观察，能够得知降深在18.5m，达到降深目的。

2.3 渗流场比较模拟分析

第一，根据注浆之后的渗透系数进行计算。基坑内部可以根据注浆之后的渗透系数实施模拟计算，先要布设20口井，对其实施不同的控制。基坑内部总的涌水量控制在4920m³，其中处于四角位置的井可以控制其干扰涌水量在260m³/日，而其他位置的井可以控制其干扰涌水量在220m³/日，降深18m。通过降深剖面等值线图能够得知：相对于群经降水计算结果来说，若是完全采用注浆之后的渗透系数进行计算会在一定程度上降低地下水的补给强度。因此，在保持降深条件一定情况下会低估基坑总的涌水量。

第二，根据天然土体渗透系数进行计算。基坑内部可以根据天然土体的渗透系数实施模拟计算，先要布设17口井，对其实施不同的控制。基坑内部总的涌水量控制在6650m³，其中处于四角位置的井可以控制其干扰涌水量在520m³/日，而其他位置的井可以控制其干扰涌水量在330m³/日，降深18m。通过降深剖面等值线图能够得知：首先，相对于降水计算结果来说，若是根据天然土体渗透系数进行计算能够保证基坑内部涌水总量保持不变，主要是因为在降深需求相同的情况下，基坑外部地质条件和具体的地质条件相似，从而造成补给强度相同；其次，后压浆施工之后在根据天然土体渗透系数计算时，水力坡度相对较缓，在一定程度上扩大了单井的影响范围，特别是对于处在四角位置的井来说更是增加了涌水量[2]。