深基坑止水和降水技術設計及應用

伍玉勇

湖南移動樞紐樓位于長沙市車站北路，地下三層深15.3m，地上22層，高87m，總建筑面積79000m²，屬國家一類重要通信指揮建筑物。由于建筑物的特殊及重要性，施工過程中和施工完成后，基坑(地下室)有效止水和降水，成為本工程的關鍵技術問題。

帷幕止水及降水方案

基坑止水帷幕方案原擬采用深層攪拌樁，但考慮灌注樁在施工中流砂對樁基施工的影響，而大口徑井降水對周圍一定范圍內的土體進行了降水，使場區土的有效應力增加，土體進一步固結，從而使深層攪拌樁難以施工。根據場地深基坑強透水層特點，決定采用高壓旋噴樁止水帷幕。既能達到理想的止水效果，且旋噴樁與支護灌注樁相結合，使逆作施工更加安全可靠。

在基坑逆作施工中，止水帷幕雖能起到止水作用，但考慮到周圍土體含水豐富，水壓大，水位高的情況下，止水帷幕可能在一些部位發生滲水、漏水、管涌現象，給基坑施工帶來困難，所以決定對周圍及坑內土體采取降水措施。根據抽水試驗，確定采用大口徑井降水方案。

止水帷幕與降水井設計

止水帷幕采用高壓旋噴樁施工，在不同深度分別采用高壓擺噴和定噴。高壓擺噴是在某一角度范圍內進行噴射，樁體固結體斷面呈扇形，定噴是改變噴射方向，樁體固結成板狀。根據本工程的地質情況，決定止水帷幕采用擺噴和定噴兩種方法。鋼筋混凝土支護樁間距為1.2m，旋噴半徑定為0.7m，旋噴鉆孔間距定為1.25m，使噴射體能夠相互重疊，形成封閉墻體。標高18.5～31m范圍采用擺噴，31～34.5m范圍采用定噴。擺噴角度分225°和180°兩種。

經計算參數出各含水層的總涌水量后，分類確定單井抽水量和降水井的數量。設計大口徑井深度定為16.8m，降水井井距為20m，水流上游西南向另布置5口井；坑內設8口井。降水井共設26口。

降水井采用機械鉆井，成孔直徑600mm，井管采用直徑300m無砂混凝土管，濾水段井管加扎鋼絲或棕網片，孔壁與井管之間填粒徑為3～24mm礫石作為過濾層。抽水采用深井潛水泵。

止水帷幕與降水井施工工藝

止水帷幕施工采用3重管高壓旋噴，即用高壓泵產生20Mpa左右的高壓噴射水流，同時在其周圍環繞一股0.8Mpa左右的圓筒狀氣流，進行高壓水噴射流和氣流同軸噴射沖切土體，形成土體中最大的空隙，然后由泥漿泵注入壓力為2～5Mpa的水泥漿填充，噴嘴作旋轉和提升運動，最后水泥漿在土中凝固成固結體。施工參數見表1。

施工程序為：

插管作業鉆機成孔一拔出芯管一換旋噴管，插入到預定深度，插管過程中邊射水邊插管，以防止泥砂堵塞噴嘴，水壓一般控制在1.0Mpa左右。

噴射作業噴射作業應注意檢查控制漿液初凝時間，噴射介質流量、壓力，旋轉及提升速度等參數使其符合要求，并做好記錄，繪制作業過程曲線。本工程施工中高壓泵用水為地下水，水中有細小砂粒，為防止砂粒堵塞或劃傷噴嘴，采用特細絲網對水提前進行過濾。

大口徑降水井成井施工執行JGJ94-94規范中規定的成孔工藝。主要工序為：井位測設→成孔→下井管→填礫→洗井→抽水。成孔過程中應檢查控制成孔深度、直徑、垂直度，防止出現鉆孔的垮塌和縮頸，確保井管位置居中、垂直，接頭牢固。填礫時要求檢查控制砂礫粒徑，按要求對稱回填。填礫后應洗井至抽出清水。需定期觀測水位、水量，做好記錄。