高层建筑软土深基坑降水施工技术

杨瑞盛

（山西潞安工程有限公司，山西 长治 046102）

0 前言

随着现代经济的迅速发展，加上我国农业用地紧张，使我国城市发展由以前的横向发展逐渐转变为纵向发展，从而使城市建筑逐步转向高层。同时，为了改善城市功能，以地铁、停车场、地下商场等为代表的地下建筑也逐渐增多，这都对城市建筑基础施工作业提出更高的要求，同时也给现有的施工技术带来巨大的挑战。尤其是在软土层进行深基坑地基施工，在软土层含水率较高的情况下进行施工，其会受到土层中水分的影响，造成地基土固结不实，从而导致工程质量问题。

1 工程概况

某工程占地总面积38952.90m2（其中地上24038.64m2，地下1419.26m2），该项目基坑面积7784.30m2，基坑总延长395.70m，底板顶面标高为－9.90m，底板厚度700~1200mm，承台厚度1200mm，混凝土垫层厚度150mm，开挖深度10.40~10.90m，局部开挖深度13.30m。该工程根据设计图纸和围护设计要求采用井点降水措施，以提高土体强度。该项目基坑降水方案，采用真空深井疏干降水，真空深井在基坑开挖前4周完成，基坑开挖时，坑内的疏干降水井全部开放，并提前3周进行预降水。

2 布置井点

本工程井点布置时，主要参照围护设计图展开，结合图中具体情况，布置的井点不会与支撑、工程桩、栈桥等位置重复，布置井口应远离支撑点，以方便支撑点的固定。设井深度则要根据基坑开挖的深度来确定，其中降水作业的开展速度主要要根据开挖的实际进度来调整。

3 降水井构造要求

实际施工中，降水井对过滤器、井壁管与井口等都有具体要求。①井口：为有效避免地表污水流入井内，通常设置的井口必须离地面约半米高，并用水泥或黏土将井口封闭；②井壁管：本工程采用的井壁管径为273mm，管材采用焊接钢管；③过滤器：本工程采用直径273mm的圆孔滤水管，滤水管管口位置设两层40目的尼龙网，以过滤较大的滤渣；④沉淀管：沉淀管与滤水管底部连接，直径同样为273mm，本工程设长度为1m，其主要作用是：避免过滤不彻底导致管道被彻底堵死；⑤充填滤料：从井底至地表下2m处，充填砂砾作为滤料；⑥封孔：用黏性土在滤料表面围填压实，然后密封井口管。

4 真空深井施工

本次真空深井施工，选择了M200-Ⅰ型工程钻机及其配套设备作为施工设备，主要是用井底标高来控制井点深度。以下就具体施工技术展开讨论。

4.1 测放井位

依据设计的降水井图纸完成现场井位的确定，如在实际施工中遇到某些障碍或影响正常施工时，可根据实际情况对井位进行适当调整。

4.2 埋设护口管

埋设护口管时，应将底口插入原状土层中，护口管外用黏性土封堵，防止管外有返浆现象，护口管上部位置应适当高出地面。

4.3 钻进成孔

该项目设置疏干井的孔径为650mm，在进行钻进作业时，应控制钻速和压力，同时要保证钻进垂直度，使钻孔斜度不能超过1度。此外，还必须保证完成孔的表面光滑、圆整，特别是在停止钻孔并提出钻机时，必须保证孔内有足够的泥浆，以防止孔塌陷。

4.4 清孔换浆

清孔换浆是确保真空深井施工质量的关键，通过此项技术可避免在钻孔进入含水层时产生过多泥渣。施工过程中，如要钻入含水层顶板，则开始清孔换浆作业。其具体操作是：钻进到相应高度位置后，适当抬高钻杆，再清洗孔内杂物和泥浆，直到孔底部位沉积的泥浆厚度不超过30cm，且孔内出液无明显泥沙位置。此项工作对最终成井质量有很大的影响，因此，在进行实际清孔换浆时，必须保证清孔质量符合要求，才能继续下一步工作。

4.5 下井管

管道进入施工现场后，必须仔细检查，尤其是检查过滤器的缝隙是否符合设计要求。与此同时，下管前需先测量孔深，确保其符合设计要求，然后开始下井管施工。焊接作业中要保证焊接的完整性和垂直度，确保焊接质量不受较大影响，避免发生下井管时发生脱落现象。为确保滤水管能处于居中状态，可在滤水管两端位置设置找正装置，在整个下井作业过程中，应保证作业连续性，不得发生中断；若发现有孔内塌陷，应拔掉井管，清理干净后再下管。

4.6 填滤料

将钻杆下至距井底0.3~0.5m的位置，在井管上方添加闷头进行密封，并对孔内的泥浆密度进行稀释，使其密度降至1.05，然后逐步将滤料装入井管，在装入过程中，对滤料的高度进行监测，当滤料达到指定位置时，停止装入。

4.7 填黏性土

该项目滤料表面的围填均采用优质黏性土，为充分保证回填的密实度，将大块黏性土压碎后再进行回填，最好控制其粒径在3cm以内，并尽可能减慢回填的速度，具体的回填部位需结合实际图纸来设计。

4.8 井口封闭

封闭井口的主要目的是防止污水从地表进入井内，通常在地表用水泥浆封孔或回填较厚的黏性土层。

4.9 洗井

洗井操作主要采用空压机抽水，当井内能自行出水后，再拔出其中的钻杆，换上活塞对井进行清洗。若管内的水量较少，此时带出的水量会很少，会对其中的孔壁泥皮产生冲击，然后向其注入适量的水再带出活塞，能使孔壁泥皮顺利带出。在活塞最终拉出的水几乎没有泥沙时，此时可将活塞内的水抽走，并用空气压缩机将管底的淤泥吹出。

在井内泥沙较多的情况下，则可采用反复关闭和打开排水管阀，以获得较大的压力，使井内的水出现“沸腾”现象，使井内的泥沙和泥皮被破坏，进而从排水管道中顺利排出，最终将井内清洗干净。

在以上过程中应保持相应的连续性，若中间间隔时间过长，可能会使部分泥浆表面出现老化现象，在进行冲洗时，很难对其造成破坏，从而影响最终的渗漏效果。

4.10 安泵试抽

成井过程结束后，要及时在降水井内安装真空泵，并将真空泵与相关管道连接。管道系统、电缆系统的设置应加以适当保护，并设置相应的保护标志，以避免其他结构对其造成破坏。系统安装完毕后，可先进行试抽水。在真空泵工作时，其管道的真空度应大于0.04MPa，这样才能保证抽水效果。

5 降水运行操作

5.1 试运行

降水试作业前，必须对井内水位进行测量和记录，以检查相关设备及系统在实际作业中是否满足降水要求。降水设备主要有潜水泵和真空泵，在正式施工前需做好调试准备工作，以确保潜水泵和真空泵能正常运行。在降水井的实际施工中，在完成一个降水井后安装潜水泵和真空泵，使其保持工作状态，降低基坑开挖前的水位，有利于基坑开挖的顺利进行。

5.2 降水运行

建筑工程中基坑开挖前3d，一般应先进行降水井的施工，这样才能保证基坑开挖时围护结构内的地下水位较低。在降水运行时，真空泵必须全天不停地工作，通常一台真空泵能供3~4口井使用，在进行第一层土开挖后，关闭真空泵，打开潜泵进行间歇抽水，当进内的水被抽干后，将潜水泵关闭，等待一段时间后，再重新打开潜水泵。若井内出水较多，应适当增加潜水泵的开启频率。

降水管井的管道在实际开挖施工过程中将逐渐暴露出来，此时需要根据基坑开挖的进度进行分层回收。与此同时，还要做好降水管井管道的保护工作，在井管口处设置明显标志，提醒施工人员开挖时要注意。布设电缆线、抽水管线，应尽量避免机械施工作业区域，以免被机械设备碾压而损坏。

实施降水作业时，现场应安排专门人员24h值守，并做好相关记录工作，如降水出水量、设备运行时间、潜水泵开启次数等，然后及时对获得的数据信息进行分析，增强降水作业效果。每日提交降水运行记录，对停抽井应及时测量水位，每天1~2次。

6 结语

综上所述，深基坑施工是深基坑工程建设的基础，在保证后续工作安全的同时，也为进一步完善降水技术提供保障。对于高层建筑工程来说，降水技术改进是其发展的重要内容之一，施工过程中，应严格按照图纸设计，进行有效监督，根据实际情况和深井工艺进行管道布置，控制蓄水，有效避免基坑积水问题。