沿海灘涂基坑井點(diǎn)降水淺析

中鐵十八局集團(tuán)第六工程有限公司 天津 300222

1 工程概況

中國鐵建（寧波）山語城工程原始地貌單元屬海積平原及海灣灘涂，現(xiàn)場地勢平坦。基坑最大開挖長度173 m，最大開挖寬度153 m，開挖深度4.6 m，電梯井開挖深度7.9 m，地面標(biāo)高為-1.2 m。根椐地質(zhì)報(bào)告結(jié)合前期施工經(jīng)驗(yàn)判斷地下水位標(biāo)高約為-2.0 m。

2 工程地質(zhì)及水文地質(zhì)條件

場地原始地貌單元屬海積平原及海灣灘涂，沉積了很厚的第四系沉積物。在深度45 m范圍內(nèi)，地基土按成因及年代可分為人工填土層（人工堆積層Qml）、第Ⅰ陸相層（Q43al）、第Ⅰ海相層（Q42m）、第Ⅱ陸相層（Q41h+Q41al）、第Ⅲ陸相層（Q3eal）、第Ⅱ海相層（Q3dmc）、第Ⅳ陸相層（Q3cal）[1-3]。

本場地埋深約1m淺范圍內(nèi)為填土層，呈松散狀態(tài)，在場區(qū)表層普遍分布，厚度0.4～2.5 m不等，綜合評(píng)價(jià)該段地基均勻性較差。埋深1～ 13 m為第Ⅰ陸相層和第Ⅰ海相層，工程地質(zhì)性質(zhì)尚可。場地地下水主要賦存和運(yùn)移于中砂、含泥中砂及粉質(zhì)黏土的孔隙及各風(fēng)化基巖的裂隙中，地下水類型有上層滯水、潛水及承壓水。

3 降水目的與止水帷幕設(shè)置

本工程開挖地層為④1粉質(zhì)黏土、④2粉土、⑥1粉質(zhì)黏土、⑥2粉土。涉及地下水為潛水含水層，滲流系數(shù)很小，對基底不會(huì)產(chǎn)生突涌危險(xiǎn)，但本地區(qū)降水量大，地表水位高，為預(yù)防地下室沉降不均勻，方便基坑開挖及結(jié)構(gòu)施工，需降低土體內(nèi)天然含水率，所以降水井的主要目的為疏干作用。工程南北側(cè)靠近街道，基坑開挖深度近5 m，加上地下室面積大，施工周期長[4,5]。從現(xiàn)場地下室平面位置來看，靠馬路側(cè)需考慮降水對市政馬路的影響。經(jīng)多方案討論比較，結(jié)合當(dāng)?shù)卦O(shè)計(jì)院建議，決定該邊采用工法樁止水帷幕，以避免降水對馬路的破壞。另三邊采用2排φ700 mm兩軸水泥攪拌樁（水泥摻量15%），搭接200 mm，寬度1 200 mm，作為止水帷幕進(jìn)行隔水，其樁長10 m，樁頂標(biāo)高-1.5 m，樁底標(biāo)高-11.5 m。

4 降水方案設(shè)計(jì)及施工

1）基坑開挖降水分析。由于本基坑開挖較淺，下層承壓水對基底不會(huì)產(chǎn)生安全影響，所以無須降低承壓水，也不需要進(jìn)行地下水滲流計(jì)算。而疏干降水相對來說比較簡單，不存在明顯的滲流補(bǔ)給。開挖前應(yīng)提前15～20 d進(jìn)行降水，開挖過程中盡量保護(hù)降水井，即可確保土體疏干效果。

2）影響半徑。因基坑開挖較淺，結(jié)合當(dāng)?shù)亟邓?jīng)驗(yàn)以及查閱《工程基坑降水水文地質(zhì)手冊》，在雜填土以及粉質(zhì)黏土中單井的影響半徑R＜10 m，降水設(shè)計(jì)取影響半徑R=10 m。

3）降水井深度。根據(jù)資料，為形成有效的降水漏斗，疏干井設(shè)計(jì)深度一般為基底以下4～8 m。由于上部基坑位于地層④1粉質(zhì)黏土，滲透系數(shù)較小，所以按4 m取值。即降水井深10 m，外側(cè)周邊按間距20 m布置管井，內(nèi)側(cè)按間距25 m布置管井，可滿足施工要求。

4）井位測定。外側(cè)周邊按間距20 m布置管井，內(nèi)側(cè)間距按25 m布置管井，井深10 m，管井間開挖寬1 m、深4.5 m（保證明溝開挖不擾動(dòng)地基土）縱橫明溝，中間局部采用降水井排水。井位按平面布置圖并結(jié)合建筑物基礎(chǔ)圖施測，并可適當(dāng)調(diào)整。內(nèi)井根據(jù)現(xiàn)場情況在底板混凝土澆筑前留設(shè)幾個(gè)，保證基坑中間水位在地表-1.0 m標(biāo)高。外井持續(xù)抽水以減少土體含水率對邊坡的側(cè)應(yīng)力，基槽工作面范圍內(nèi)作明排水，保證基底干作業(yè)。工程共布置外井5個(gè)，內(nèi)井15個(gè)，觀測井3個(gè)，降水平面布置如圖1所示。

圖1 基坑降水平面示意

在基坑內(nèi)沿周邊按圖1形式設(shè)置排水明溝，每50 m設(shè)φ1 m、深1.5 m集水井1個(gè)，內(nèi)砌厚240 mm磚墻。

5）埋設(shè)護(hù)筒。采用電動(dòng)振動(dòng)錘施工，現(xiàn)場測量定位，及時(shí)糾正坐標(biāo)及垂直度。

6）鉆孔機(jī)定位。鉆孔機(jī)平移就位，垂直度采用鉛垂線校正，正確調(diào)整導(dǎo)向架，多次下放鉆頭，直至鉆頭與鋼護(hù)筒中心完全吻合。

7）井孔鉆進(jìn)。首先在鋼護(hù)筒內(nèi)注滿泥漿，采用低速鉆進(jìn)，同時(shí)嚴(yán)格控制孔位偏差，孔深鉆進(jìn)達(dá)到3.6 m以后，加快鉆進(jìn)速度，并根據(jù)設(shè)計(jì)提供的地質(zhì)柱狀圖，鉆至設(shè)計(jì)深度。清孔時(shí)應(yīng)及時(shí)淘盡孔內(nèi)泥砂，控制泥漿相對密度＜1.05。

8）管井的安裝。管材運(yùn)至現(xiàn)場后及時(shí)安放，嚴(yán)防坍孔發(fā)生，首節(jié)采用剛性較好的有孔管放在井底，管的連接采用軟質(zhì)管材，按圓周均勻施放3根并采用鉛絲固定，在井口中央設(shè)置導(dǎo)向架，利用導(dǎo)向架將井管安放至地面0.15 m以上。井管安裝完后，沿井管外周間隙人工回填經(jīng)篩選的由粗砂和細(xì)碎石組成的過濾材料并搗實(shí)，操作時(shí)應(yīng)小心仔細(xì)，防止振動(dòng)安放的井管。

9）清理管井。采用15#工字鋼固定井管，嚴(yán)防井管在清理過程中上浮。開始清井時(shí)，先攪動(dòng)井內(nèi)泥漿，然后開啟抽水泵抽水，根據(jù)清理效果可采用注入清水等措施，不斷進(jìn)行調(diào)整，直到符合施工規(guī)范要求。

10）降水施工。根據(jù)設(shè)計(jì)圖布置管井和排水系統(tǒng)后，做好防臺(tái)風(fēng)、暴雨等應(yīng)急預(yù)案，開始降水施工，指定專職人員在現(xiàn)場監(jiān)控排水情況，根據(jù)地表監(jiān)控變形，調(diào)節(jié)降水速度和數(shù)量。降水前，先測量每口井起始水位，做好原始記錄。下泵降水后，抽出的水通過過濾池沉淀后排入城市污水管網(wǎng)。由于現(xiàn)場部署的過濾池一般設(shè)在基槽周邊，故現(xiàn)場布置4臺(tái)水箱，通過循環(huán)導(dǎo)水，將水排出。

5 降水監(jiān)測及效果

5.1 監(jiān)測方案

一般每天上、下午各測1次，當(dāng)變形超過有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)或場地條件變化較大時(shí)，增加觀測次數(shù)；當(dāng)大雨、暴雨或基坑荷載條件改變時(shí)增加觀測次數(shù)。在基坑周圍和鄰近公路的位置布設(shè)水位觀測點(diǎn)，在開始降水前做好監(jiān)測點(diǎn)起始值記錄；在水位降至槽底-2.0 m時(shí)方可進(jìn)行基坑開挖。如發(fā)現(xiàn)周圍地面或道路路面出現(xiàn)沉降裂縫，應(yīng)及時(shí)將觀測井改為回灌井，必要時(shí)停止降水，采取措施后再進(jìn)行施工[6]。

5.2 降水實(shí)施效果

通過對降水前后地下水位變化和靠近基坑周邊建筑物墻體穩(wěn)定安全狀況的觀察分析，發(fā)現(xiàn)周邊建筑物均無變形，穩(wěn)定狀況良好；南側(cè)鄰近的柏油馬路無明顯開裂、沉降。同時(shí)觀察到基坑周邊地表沒有開裂現(xiàn)象，其微小裂痕屬正常變化，可知基坑是安全穩(wěn)定的，表明止水帷幕和管井降水在該工程基坑開挖中的使用效果良好。

6 結(jié)語

沿海灘涂基坑降水要跟支護(hù)和開挖方案同時(shí)設(shè)計(jì)，監(jiān)控量測要及時(shí)跟上，變形觀測與水位監(jiān)測同步進(jìn)行，天氣預(yù)報(bào)要時(shí)時(shí)關(guān)注，防臺(tái)風(fēng)、防暴雨等措施和預(yù)案要科學(xué)合理，如此工程施工降水才能順利完成[7,8]。