基坑降水工程的質(zhì)量通病與防治措施探討

摘要:降水是深基坑施工中的一道重要環(huán)節(jié)，大部分基坑事故都與地下水有關(guān)。因此，在基坑工程施工中必須對(duì)地下水進(jìn)行有效治理。結(jié)合實(shí)際的施工經(jīng)驗(yàn)，探討深基坑降水施工技術(shù)。

關(guān)鍵詞:基坑;降水工程;質(zhì)量通病;防治措施

中圖分類號(hào):TU

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A

文章編號(hào):1672-3198(2010)21-0368-02

隨著城市化進(jìn)程的不斷推進(jìn)，高層及超高層建筑越來越多的出現(xiàn)在各大中型城市中。因地基基礎(chǔ)、建筑功能、設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)、抗震等多方面的需要，高層和超高層建筑多設(shè)計(jì)有2層-4層地下室，基礎(chǔ)埋深大都在10m以上。在地下水位較高地區(qū)，基坑降水問題已經(jīng)成為工程建設(shè)的重要組成部分。本文結(jié)合實(shí)際的施工經(jīng)驗(yàn)，淺談深基坑降水施工技術(shù)。

1 輕型井點(diǎn)常見的質(zhì)量通病和預(yù)防措施

1.1 氣水分離失控

干式真空泵缸體中發(fā)出連續(xù)的撞擊響聲，或活塞缸體內(nèi)有水吸入，使井點(diǎn)降水受到嚴(yán)重影響。為此，氣水分離箱在進(jìn)入施工現(xiàn)場(chǎng)前必須經(jīng)過保養(yǎng)，防止箱內(nèi)的水進(jìn)入真空泵;氣水分離箱的水位器上下兩端應(yīng)裝有旋塞，必要時(shí)能關(guān)閉，以防止外面空氣進(jìn)入箱體內(nèi);氣水分離箱的上下兩只筒體應(yīng)密閉，使氣水在此進(jìn)行二次分離;離心水泵與氣水分離箱之間的閥門應(yīng)可靠，防止漏氣;離心水泵的出水量應(yīng)控制適度，使能保持連續(xù)出水;聽到排氣缸體內(nèi)發(fā)出撞擊聲后，應(yīng)立即將氣缸下面的放水旋塞開啟，使氣缸內(nèi)的積水排出;若撞擊響聲仍連續(xù)不斷，氣缸下面的旋塞不斷有水排出，則停泵檢查真空泵活塞與氣缸末端留有的間隙狀況等，待處理后不再有撞擊響聲時(shí)，才可按規(guī)定操作順序重新開泵使用。

1.2 升溫過高

干式真空泵抽水機(jī)組的排氣缸體溫度上升異常高，無法繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)進(jìn)行降水。為此，干式真空泵抽水機(jī)組開動(dòng)前，必須將冷卻水箱灌滿清水;降水設(shè)備進(jìn)入施工現(xiàn)場(chǎng)前，氣水分離箱內(nèi)必須進(jìn)行保養(yǎng)，箱底內(nèi)無淤泥等垃圾沉積物，箱底的冷卻水管完好無損，冷卻水管內(nèi)水路暢通無積垢，管路和各處接頭不漏水，經(jīng)測(cè)試合格后，方可正式使用;真空泵運(yùn)轉(zhuǎn)期間，要經(jīng)常檢查缸套溫度狀況，以確保設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)正常;發(fā)現(xiàn)真空泵活塞缸體的缸套溫度升高很大時(shí)，若冷卻水箱內(nèi)無水，應(yīng)立即加滿清水，若因冷卻水管堵塞或氣水分離箱內(nèi)泥砂等淤積使熱交換失效，則用外面的冷卻水來降溫。

1.3 井點(diǎn)出水量異常

井點(diǎn)抽出的水量遠(yuǎn)遠(yuǎn)少于預(yù)計(jì)的水量，使地下水位降深比預(yù)計(jì)淺得多。為此，濾清器使用前應(yīng)清除積存在內(nèi)部的殘留泥砂及垃圾等淤積物;井點(diǎn)管及總管等管路在安裝前應(yīng)把管內(nèi)鐵銹、淤泥等雜物除凈;井點(diǎn)用的砂濾料規(guī)格應(yīng)滿足規(guī)定要求;井孔直徑、深度應(yīng)達(dá)到設(shè)計(jì)規(guī)定，孔要圓，灌填砂濾料后要做好洗井工作;塑料連接短管內(nèi)應(yīng)襯墊呈彈簧狀的鐵絲圈，以確保從井點(diǎn)管流向集水總管的過水?dāng)嗝娣e;需要開足的閥門必需開足，并加以確認(rèn);井點(diǎn)濾管位置及標(biāo)高應(yīng)按規(guī)定設(shè)置在滲透性能好的土層中;當(dāng)井點(diǎn)呈環(huán)圈布置時(shí)，在抽水機(jī)組對(duì)面應(yīng)設(shè)置閥門或夾板，使水流斷開;濾清器被泥砂等積滿淤塞，應(yīng)關(guān)閉總閘閥調(diào)迅速清除;對(duì)降水重要地段濾管淤塞的井點(diǎn)應(yīng)拔出，洗凈井點(diǎn)濾管后重新下沉井點(diǎn)，或在臨近位置補(bǔ)打井點(diǎn)。

1.4 局部地段出現(xiàn)流砂堆積和滑裂險(xiǎn)情

在水源補(bǔ)給較多的一側(cè)加密井點(diǎn)間距，在基坑開挖期間禁止鄰近邊坡挖溝積水;基坑附近地面禁止堆土、堆料超載，并盡量避免機(jī)械振動(dòng)過劇;抽出的地下水應(yīng)排放到遠(yuǎn)處，不使在附近迂回流入土中;封堵地表裂縫，把地表水引往離基坑較遠(yuǎn)處，找出水源予以處理，必要時(shí)用水泥灌漿等措施填塞地下空洞裂隙;在失穩(wěn)邊坡一側(cè)增設(shè)抽水機(jī)組，以分擔(dān)部分井點(diǎn)排水量，提高這一段井點(diǎn)管的抽吸能力;在有滑裂險(xiǎn)情邊坡附近卸載，避免險(xiǎn)情加劇，防止造成井點(diǎn)嚴(yán)重位移而產(chǎn)生的惡性循環(huán);也可參照“濾管淤塞”和“真空度過低”的預(yù)防措施。

1.5 真空度和水壓不足

工作水應(yīng)保持清潔，發(fā)現(xiàn)渾濁應(yīng)及時(shí)更換清水，并在保持射流器正常運(yùn)轉(zhuǎn)的情況下進(jìn)行;射流泵開動(dòng)前，必須將水泵體內(nèi)的空氣排凈;循環(huán)水箱內(nèi)的工作水在更換清水時(shí)，箱內(nèi)水位應(yīng)保持在適當(dāng)高度，防止因水位降得過低，導(dǎo)致空氣吸入水泵泵體內(nèi);對(duì)渾濁的工作水立即用清水更換，更換后的工作水如果使用不久又變渾濁，應(yīng)找出變渾濁的原因，并對(duì)始終抽出含泥量高的井點(diǎn)進(jìn)行檢查處理;對(duì)噴射器的噴口由于磨耗而直徑增大較多的應(yīng)進(jìn)行更換。

2 噴射井點(diǎn)常見的質(zhì)量通病和預(yù)防措施

2.1 水壓升不高

水壓力升不高，使井點(diǎn)真空度很小。為此，保持循環(huán)水池清潔，防止雜物掉入池內(nèi);經(jīng)常測(cè)定循環(huán)水池底部的淤積深度，并加以清理;水泵供水量和壓力必須與井點(diǎn)數(shù)量、降水深度相匹配;水泵轉(zhuǎn)速應(yīng)保持正常;使用的揚(yáng)水器必須保證質(zhì)量;清除水泵吸水口濾網(wǎng)上的垃圾，保持吸水口濾網(wǎng)暢通;循環(huán)水池底部的沉積泥砂要清除，避免因泥砂淤積而影響吸水量;增設(shè)水泵，以滿足實(shí)際使用井點(diǎn)數(shù)量所必需的供水量和水壓力要求;增設(shè)供電設(shè)備，以滿足水泵實(shí)際需求;對(duì)嚴(yán)重磨損的噴嘴立即更換。

2.2 工作水壓驟然下降

水泵輸出水的總管內(nèi)工作水壓驟然下降，或井點(diǎn)降水驟然中斷。為此，井點(diǎn)進(jìn)水連接短管接頭必須牢固，防止脫落，連接短管的長(zhǎng)度要保持一定余量，以防地表下沉將接頭拉脫;回水連接短管接頭亦應(yīng)牢固，已老化的塑料管不可用，以防斷裂，井點(diǎn)的啟閉應(yīng)嚴(yán)格按規(guī)定操作，避免誤操作導(dǎo)致短管爆裂;加強(qiáng)循環(huán)水池的水位管理，防止脫水影響水泵正常運(yùn)轉(zhuǎn);水泵與循環(huán)水池之間的吸水管路應(yīng)用軟管連接;當(dāng)連接短管斷裂或脫落，應(yīng)立即關(guān)閉井點(diǎn)控制閥門，換上備用連接短管;當(dāng)循環(huán)水池因放水過度而脫水，應(yīng)立即關(guān)閉循環(huán)水池放水閥門，并開啟水源閥門向循環(huán)水池補(bǔ)充水量，提高水池水位，在水泵能夠開動(dòng)并向井點(diǎn)供給有壓工作水以前，應(yīng)立即調(diào)節(jié)井點(diǎn)系統(tǒng)的有關(guān)控制閥門，防止向井點(diǎn)倒灌水;對(duì)于吸水管路斷裂的水泵，應(yīng)立即關(guān)閉吸水管路閥門和水泵的出水閥門，同時(shí)開動(dòng)備用水泵。

3 深井井點(diǎn)常見的質(zhì)量通病和預(yù)防措施

3.1 井孔彎曲

鉆孔過程中出現(xiàn)井孔彎曲。為此，正確地按規(guī)定要求安裝設(shè)備，地基要平整堅(jiān)固，護(hù)口管、轉(zhuǎn)盤、天車要在一條垂直線上;不使用過于細(xì)的薄壁鉆桿鉆大口徑井孔及過短的巖芯管;變換口徑時(shí)要使用導(dǎo)向器并應(yīng)降低轉(zhuǎn)速和壓力;在鉆進(jìn)軟硬夾層或容易使鉆孔彎曲的地層時(shí)，也應(yīng)降低轉(zhuǎn)速和壓力;在開始鉆進(jìn)時(shí)，由于方鉆桿直接與鉆頭相連，整套鉆具頭重腳輕，鉆進(jìn)時(shí)要低速回轉(zhuǎn)，保持鉆桿直立不擺動(dòng);鉆具要經(jīng)常檢查補(bǔ)焊，保持鉆具圓整;遇有探頭石時(shí)，應(yīng)及時(shí)處理;使用長(zhǎng)的粗徑鉆具，采取輕壓慢轉(zhuǎn)來糾斜;可將偏斜部分注水泥漿，等水泥漿凝固或填孔后，再用長(zhǎng)粗徑錨具鉆進(jìn)，必要時(shí)可在粗徑鉆具上加扶正器糾斜;用擴(kuò)孔方法將歪孔處鑿掉。

3.2 井孔坍塌

深井鉆孔發(fā)生井孔坍塌時(shí)，孔內(nèi)泥漿冒泡，或泥漿變稀并大量流失，使井孔內(nèi)的底面標(biāo)高升高。為此，根據(jù)鉆進(jìn)中的地質(zhì)情況，應(yīng)隨時(shí)調(diào)整孔內(nèi)泥漿粘度和相對(duì)密度;在鉆進(jìn)中，如受到其他施工的強(qiáng)烈振動(dòng)時(shí)，應(yīng)提出鉆具暫停施工;長(zhǎng)時(shí)間停鉆時(shí)，應(yīng)每隔3-4h攪動(dòng)井孔內(nèi)的泥漿，并可適當(dāng)加入泥漿，以保持孔內(nèi)必要的壓力;在擴(kuò)孔時(shí)，應(yīng)事先增加井孔內(nèi)的泥漿粘度和相對(duì)密度，并使孔內(nèi)上下的泥漿攪動(dòng)均勻以后，才可進(jìn)行擴(kuò)孔;井孔下部坍塌時(shí)，先用粘土將坍塌部分填實(shí)后，再繼續(xù)鉆進(jìn);井孔上部坍塌時(shí)，把護(hù)井管提起，重新埋設(shè)護(hù)井管，再繼續(xù)鉆進(jìn);含水量部位坍塌的時(shí)候，可加大泥漿粘度和相對(duì)密度，以糊住坍塌的部位，繼續(xù)鉆進(jìn)施工。

3.3 鉆井時(shí)卡鉆

此，根據(jù)地層和水文地質(zhì)具體條件，使用符合要求的泥漿，保持鉆孔穩(wěn)定，避免坍塌掉塊;鉆進(jìn)中，一定要保持孔內(nèi)清潔，不可中途停泵時(shí)間太長(zhǎng)，如果中途修理泥泵，必須將鉆桿的大部分提出，使鉆具離開孔底一定距離;不使用彎曲的鉆桿，不利用鉆桿自重加壓，采用鉆鋌加壓，鉆壓要適當(dāng)，避免造成斜孔而形成鍵槽卡鉆;鉆頭結(jié)構(gòu)要合適，在鉆進(jìn)松軟地層時(shí)，不得進(jìn)尺過快，以防井孔產(chǎn)生螺旋體;保證孔壁圓整，若發(fā)現(xiàn)井孔不圓，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行修孔，操作中應(yīng)盡量避免鉆桿撞擊孔壁，以免孔壁掉塊;在膨脹性地層中鉆孔，應(yīng)使用失水量小的泥漿，避免縮徑;孔壁發(fā)生掉塊或探頭石造成的卡鉆，以及中途停泵巖屑沉淀造成卡鉆時(shí)，應(yīng)設(shè)法循環(huán)泥漿，然后用千斤頂、卷揚(yáng)機(jī)提升的方法，使鉆具上下串動(dòng)，邊轉(zhuǎn)邊提升直至將鉆具提出;泥包、鍵槽卡鉆時(shí)，可輕提猛放鉆具，如遇探頭石卡鉆，經(jīng)強(qiáng)力起拔，回轉(zhuǎn)反掃無效，但又未被卡死，應(yīng)將鉆具送回孔底，待掃掉探頭石，再提取事故鉆桿;孔壁產(chǎn)生螺旋體或有僵石、卵石出露，在提升鉆具時(shí)發(fā)生卡鉆，可先將鉆具降至正常井孔，然后開動(dòng)轉(zhuǎn)盤，邊回轉(zhuǎn)邊提升，直至鉆具提出，然后換上符合規(guī)格的鉆頭修理井孔;在處理卡鉆期間，應(yīng)盡力保持孔內(nèi)沖洗液的循環(huán)。

3.4 井的集水性能差

為此，深井的井管和濾管全部安裝結(jié)束并在井管四周回填砂濾料后，應(yīng)及時(shí)洗井;選擇合理的洗井方法;活塞洗井用的活塞結(jié)構(gòu)應(yīng)合理;壓縮空氣洗井時(shí)的風(fēng)管和風(fēng)壓參數(shù)應(yīng)按規(guī)定選用，使用風(fēng)管前應(yīng)檢查接頭的牢固程度，以防脫落;活塞洗井的延續(xù)時(shí)間長(zhǎng)短應(yīng)控制適當(dāng)，并達(dá)到洗井的質(zhì)量要求;洗井時(shí)必須根據(jù)相應(yīng)的操作工藝進(jìn)行，并防止因操作不當(dāng)而損壞井管;洗井后，井的集水能力不足的，應(yīng)重新洗井;對(duì)于沒有及時(shí)洗井的井管，應(yīng)適當(dāng)延長(zhǎng)洗井的時(shí)間。

4 結(jié)語

通過科學(xué)的布井、嚴(yán)格控制降水井的施工質(zhì)量，以及降水期間科學(xué)及時(shí)的監(jiān)測(cè)。保證了基坑在干槽狀態(tài)下開挖，也為今后類似工程積累了寶貴的經(jīng)驗(yàn)。

參考文獻(xiàn)

[1]姚天強(qiáng)，石振華等.基坑降水手冊(cè)[M].北京:中國建筑工業(yè)出版社，2006，(4).

[2]張永波，孫新忠編著.基坑降水工程[M].北京:地震出版社，2000，(7).