卵礫石地層深基坑降水施工實踐

姜國柱

（吉林省有色金屬地質勘查局，吉林 長春 130021）

0 引 言

卵礫石地層基坑降水一直是巖土工程界遇到的難題，特別是在傍河地段，近年來，建筑基坑降水工程越來越多，基坑及降水的深度也越來越大。卵礫石地層由于滲透系數大，涌水量大，一般都是采用管井降水的方法。但如何設計成井工藝、正確確定井深，既要考慮盡可能增加井深，形成管井降水漏斗，又要避免揭穿下覆強含水層，防止水位降不下去的情況發生。降水工程的成敗關系整個工程項目的成敗。

該項目位于吉林市江南，緊鄰松花江，為一地下停車場工程，其基坑開挖深度9.5 m，地層主要為砂卵石，透水性好，涌水量大，施工降水困難。工期短，要求嚴。因此針對該工程正確選擇合理參數、確定合理井深、成功地解決了降水難題，總結了一套可以推廣的經驗方法，確保了基坑降水工程能夠經濟、安全、快速、綠色環保地順利進行。

1 工程概況

工程項目建筑面積26 723.85 m2，兩層。基坑南側寬101 m，東側長222 m，北側寬145 m，西側長190 m,總面積約為23 176.9 m2，開挖深度為 6～9.5 m。

該場地在勘察控制深度內所見巖土層分別為新近堆填的雜填土，第四紀全新統河流沖積作用形成的粘性土、砂類土和卵石(圓礫)土。

場區所見地下水類型屬潛水，潛水賦存于砂、卵石層中，勘探孔中實測潛水初見水位深度0.8～6.0 m，地下水主要補給來源為大氣降水及徑流補給，向松花江徑流排泄。勘察報告參數為：細砂k=l～5 m/d，中砂k=20～30 m/d，卵石（圓礫）k=60～100 m/d。

設計抽降水位：基坑抽降地下水位降至自然地面以下10.5 m左右。

2 管井降水工程布置與施工

根據場地水文地質條件可以看出，地下水位淺，基坑總涌水量較大，含水層主要是滲透系數較大的卵石，所以采用管井降水法，井徑采用 φ0.5 m，管徑φ0.25 m。材料為φ250δ6 mm的給排水PVC管，既經濟實用又能就地購買。成井工藝簡單，降水過程便于控制。基坑涌水根據當地經驗一般井間距為10～15 m，井深為基坑開挖深度的1.5～2倍。結合理論計算，選用井距10 m,共布置降水井66口，井深定為16 m，成第一口井后，立即進行抽水試驗，然后根據情況進行調整。

為了短期達到降水效果，在基坑內按30 m×30 m間距布置28眼疏干井。

3 降水井施工組織方案

3.1 工藝流程

采用CZ-22型沖擊鉆機成井，泥漿護壁工藝成孔，其工藝流程為：測放井位——鉆機就位——埋護壁管——沖擊成孔——撈渣換漿——下井管——填礫——洗井（活塞與空壓機聯合洗井）——交驗——放置水泵——所有降水井施工完畢后降水。

3.2 施工過程控制措施

1）成孔直徑控制：檢查成孔直徑是否達到500 mm，確保下井管無阻礙。

2）成孔深度控制：成孔后施工人員應現場測量成孔深度，成孔深度達到設計深度后，宜多鉆進0.3～0.5 m，用大泵量沖洗泥漿，減少沉淀，并應立即下管，嚴禁井管強行插入坍塌孔底，濾料填至含水層頂板以上3 m左右，改用粘土回填，封孔不少于1 m。

3）井管質量控制：檢查給排水PVC管質量，濾水孔是否達到鉆孔設計數量，濾水孔直徑大小為12 mm。濾水管外側纏繞40目尼龍井紗，濾水管在下，光壁管在上，管與管之間用管箍連接牢靠，保證垂直度。

4）井管結構及填礫：上段6 m采用光壁PVC管，下端8～9 m采用PVC濾水管，井管均為φ250δ6 mm給排水PVC管，每根長4 m。濾料均采用豆石，分段填充密實，頂部1～2.0 m填塞粘土。

5）洗井：用活塞結合空壓機洗井，時間不小于6 h，洗至井管通暢、水清，含砂量小于1/20 000，以保證降水質量。

6）降水過程控制：結合井位地質情況，井位附近無細砂層的井先降水，井位處有細砂時，待井內水位下降至砂層下面后，再開始降水。控制出砂量，以保證降水不改變基礎的持力層原狀土結構。確保基礎施工質量符合設計要求。

4 施工中的技術難題和措施

卵礫石成井一直是成孔中最難鉆進的地層，易塌孔，常見的問題是：塌孔和卡鉆。

1）塌孔一般由以下幾種原因造成：護筒埋放過淺，周圍封填不密實，產生漏水；操作不當，主要是提升鉆頭或放鋼筋籠時碰撞孔壁；泥漿稠度小，起不到護壁作用；泥漿水位高度不夠，局部對孔壁無壓力；向孔內加水時流速過大，直接沖刷孔壁；在松軟砂層中鉆進，進尺太快。

預防和處理措施：塌孔部位不深時，可改用深埋護筒，將護筒周圍回填土，夯實，重新開鉆；輕度塌孔，可加大泥漿相對密度和提高水位；嚴重塌孔，用粘土泥膏投入，待孔壁穩定后采用慢進尺鉆進；提升鉆頭下放鋼筋籠時應保持豎直，不要碰撞孔壁；在松散砂層鉆進時，應控制進尺速度，并用較好泥漿護壁。

2）卡鉆一般有以下幾種原因：孔內出現梅花孔、探頭石、縮孔等未及時處理；鉆頭被塌孔落下的石塊或誤入孔內的大工具卡住；鉆頭尺寸不統一，焊補的鉆頭過大；下鉆頭過猛，或鋼絲繩過長使鉆頭傾斜卡在孔壁上。

預防和處理措施：對于向下能活動的上卡，可用上下提升法，即上下提動鉆頭，并將鋼絲繩左右拔移、旋轉；卡鉆后不宜強提，只宜輕提，提不動時，可用小沖擊鉆沖、吸的方法將鉆頭周圍的鉆渣松動后再提出；鉆頭尺寸要統一，下鉆應控制鉆進速度，不要過猛過快。

5 降水效果

由于降水井設計間距和深度合理，中間布置了疏干井，該工程降水效果非常好，基坑土方開挖時工作面沒有出現出水現象，得到了業主和土方施工單位好評，達到了降水要求。

6 結語

1）管井降水是目前吉林市采用較多的降水方法,對類似水電站附廠房這樣的以潛水為主、卵礫石地層滲透性比較好的基坑,管井降水效果比較好。

2）卵礫石地層深基坑降水，準確確定卵礫石滲透系數是關鍵，除了理論計算之外，緊密結合當地經驗，才能設計合理，符合實際需要。

3）卵礫石降水井施工難度大，問題多，一定要把好質量關，采取相應措施，選擇合理的施工方法和工藝。

4）卵礫石地層管井基坑降水，在按照設計要求正常抽水時，如出現在加大抽水水量仍達不到開挖要求時，可以采取增加明排降水措施，滿足開挖要求。