复杂环境下调蓄池深基坑降水的施工成效研究

陈厚强

摘 要 粉砂地层下深基坑管井降水深度不能满足要求时，采用坑内坑外压密注技术及更换桥式滤水管的方法来解决降水深度问题。

关键词 粉砂地质;深基坑;管井降水;压密注浆;桥式滤水管

1工程概况

（1）设计概况。石砌沟排口整治工程项目位于南京市浦口区泰山街道。石砌沟项目共有8个排口，串联在1处，共设置1座1#调蓄池（有效容积2500m3+1）。

1#调蓄池部分，属于开挖工程，调蓄池基坑宽14.2m，长40.2m，面积570.84㎡，基坑深度约为13.05m（局部14.65m）。调蓄池采用d1300灌注桩进行支护，桩间距为1500mm，灌注桩外围采用d800高压旋喷桩止水帷幕，桩间距600mm，灌注桩桩间采用d800高压旋喷桩止水。

（2）工程重难点。工期设计紧，任务又重，场区南部周边为学校、办公楼，而施工期间的噪声和扬尘污染对周边环境影响较大，因此严格控制施工时间和影响又与工期有一定冲突

施工中出现的渗水、流沙、管涌等对施工影响较大，由于地下水渗流出现的流沙会使开挖基坑基底面不稳定，对施工安全、质量与进度控制构成威胁。另地下水对地下管道及调蓄池产生的浮力、渗漏及腐蚀性会影响管道及调蓄池的使用。

（3）施工现状。实际施工中，经过了10天的正常抽水期后，测量人员测量4口管井内水位，水位为-6.45m，随后测量人员对4口管井每天测量水位三次，连续5天，发现水位一直没有变化，一直在-6.45m处，达不到设计要求的-9.05m。而地下水位降不下去将会导致接下一系列施工无法开展，延误工期。为了解决降水深度问题，项目部组织了两次专家论证会，其意见及实施效果分别为：a.坑内坑外同时降水，效果不理想且坑内涌水现象加重，不得已围堰封堵。b.坑外增设降水井，导致周边构筑物有不同程度的沉降且坑内降水效果不佳[1]。

2工程地质条件

工程主体位于长江漫滩地貌单元，其中调蓄池主体结构开挖贯穿素填土层，粉质黏土层，直到淤泥质粉质黏土层。管井大部分处于粉砂层，底标高同原止水帷幕。其中粉砂性质：自稳能力较差，较松散，无黏聚力，自身有一定流动性。场区地下水位高，地下水稳定水位埋深0.60～1.70m，相当于吴淞搞成标高4.99～5.22m。分为上部潜水和下部弱承压水。

3降水方案的确定

3.1 施工准备

（1）管井降水困难原因调查。查看之前的施工资料，发现其中一口靠近深基坑止水帷幕的管井在成孔阶段出现了孔内泥浆液面异常下降的现象，从而导致未能形成有效护壁，管井废孔。进一步分析泥浆液面异常下降的原因，从之前施工日志与现场工作人员处得知，该口管井所靠近的止水帷幕附近在施工时发现了未探明的石块，而且因为场地狭窄，按照专家意见所施工的基坑外的管井距止水帷幕仅0.2m。泥浆液串流的4#管井与之前基坑外施工的管井相距仅2.7m，在基坑外侧所施工的管井扰动了止水帷幕附近的石块，进而破坏了止水帷幕的整体性，使得地底产生了渗水路径，破坏了止水帷幕的整体性。

成形管井后期抽水量远不如前期，推测是滤管的材质问题。针对该问题施工队做了一个对比试验。将一节编号为1#的无砂管放置在混有粉砂的水中进行模拟抽水，10天后再将另一根编号为2#的新的同规格无砂管放入试验环境中，两者以相同的抽水功率来抽水1h，1h后1#无砂管抽水量为2100L，2#无砂管抽水量为3600L。以2#管的标定孔隙率25%同比例换算得出1#管的孔隙率为15%。因此，发现在粉砂地质下无砂管的孔隙率会随着时间而变小，且孔隙率的降低又会直接影响抽水量。

（2）管井降水困难应对方法。因为止水帷幕的整体性在管井施工时被破坏了，止水帷幕所起的挡水作用被大大削弱，深基坑外部的地下水也会随着被破坏的部位源源不断流入基坑内，使管井降水效果事倍功半。因此为了固结土体，封闭地下渗水路径，采取了注浆压密的方法。具体为：在管涌区域基坑外东、南、西三侧进行压密注浆，注浆分四排采用L=30m@1m梅花形分布，共184孔。在坑内以新增降水井为中心在其四周注浆，L=23m@1m，每口井注浆16孔，注浆深度自填土标高至绝对标高-23.4m。从而彻底封闭黏土层上方所存在的渗水路径。且为了加大成功概率，管井深度必须进入②-5粉砂层不得少于6m，标高为-30m。

因为无砂管管井的孔隙率在粉砂地质下越来越小，使得抽水量也变得越来越小。为了管井的抽水量始终稳定，不会因为滤管的孔隙率变小而变小，采取了更换为桥式滤水管的方法。桥式滤水管由于桥形孔洞的特殊结构，使得砾石粉砂不易阻塞孔眼，而且特殊孔形结构起到了增强滤水器机械强度的效果，施工时也会因为更轻的重量更方便施工。

3.2 降水井施工

绑扎前仔细检查滤水管外观，然后采用60目的滤网双层螺旋缠绕绑扎，再用钢丝绳固定。现场采用吊机悬吊下管的施工方法，下管前第一节滤水管底部焊接止水片。接长高度位于地面上1～1.5m处，调整垂直度后在接长位置四周均匀焊接50mm长的短钢筋用于固定接长，焊接时要一直保持垂直度不变。填滤料要填到距地面下3m以上，以利于排除上层滞水。

4降水效果

以上措施实施2周后，所施工的3口管井均能成孔成井。且抽水量达到了正常的抽水量3.6m?/h，也一直很稳定，且基坑内也未出现涌水涌砂现象，地下水位顺利降到-9.05m。在规定工期内完成了施工任务。自该次抽水開始，对邻近建筑物一直进行沉降观测，一直到调蓄池完成并完成回填，建筑物均未受到影响。

5结束语

南京市浦口区石砌沟排口整治工程项目，在施工过程中遇到降水困难时，通过查找问题原因从而针对原因制定对策。通过深基坑四周压密注浆施工以及更换为更适合粉砂地质的桥式滤水管，来达到降水深度要求。且在降水过程中未发生周边建筑物沉降。此地质在南京临江分布广泛，随着经济发展，城市对水环境的治理要求越来越高，调蓄池的设置会越来越多，解决这种地质下的降水困难问题，将会为此后类似地质下的降水施工提供宝贵的参考意见。

参考文献

[1] 李佐春，王贵和，贾雷，等.管井降水中出水含砂量的影响因素探讨[J].科学技术与工程，2019（1）：212-217.