深基坑降水工程中的管帽封堵降水管井施工技術

楊 超

五冶集團上海有限公司 上海 201901

1 工程概況

1.1 項目概況

某工程（圖1）位于南京市浦口區沿江鎮，東鄰城市主干道濱江大道，西鄰友誼河路，南鄰天華東路，總用地面積89 683.22 m2。項目由11幢33層住宅，1幢4層社區服務用房，1幢3層幼兒園，2幢單層商業服務網點，4幢單層變電站、配套設施及地下車庫組成。本工程地下1層，車庫板厚0.45 m，主樓板厚1.30 m，墊層厚10 cm，基坑開挖深度4.28～4.80 m。

圖1 工程周邊環境

場地原為少量居民平房及菜地、水塘，現場地已整平，填土主要成分為粉質黏土。

本工程東側緊鄰長江，地下水受長江水位影響，地下水資源非常豐富。

1.2 基坑概況

本工程為整體地下室，面積約58 145 m2，基坑周長約1 150 m。基坑四面均采用雙軸深攪樁φ700 mm@1 000 mm＋采用自然放坡（坡比1∶1，坡面掛網噴漿處理）的支護形式。基坑工程安全等級為二級。

1.3 水文地質情況

擬建場區內地下水類型屬潛水，存在于①層填土及②層新近沉積土中。②層土由飽和黏性土、粉砂土、粉土組成。場地穩定水位埋深0.30～2.30 m，地下水位標高5.72～6.98 m，大氣降水為地下水的主要補給來源，排泄方式以蒸發和側向徑流為主，季節性變化對水位影響較大，年變化幅度為500～1 000 mm。

2 重點分析

本工程地下室范圍大，除建筑物下有地下室外，外擴部位還有地下室與建筑物下地下室連為一體。地下車庫底板標高為4.60 m，場地標高6.16～9.19 m，地下車庫基坑開挖深度較大，基坑開挖深度范圍內土體強度低、靈敏度高，具有觸變性、流變性、高壓縮性、低透水性、不均勻性。特別是當地下室底板位于②2層淤泥質粉質黏土之上時，②2層含水量高，具有觸變性、流變性，為利于地下室底板施工及增加被動土壓力，需要對底板下的②2層采用注漿加固或高壓旋噴樁加固。

本場區自現有地面下2～3 m為粉土、粉砂層，含水量大，透水性強，且緊靠長江，與長江水系聯系密切，水的補給量極大。故基坑施工采用深攪樁擋土止水，坑內外采用降水井、疏干井降排地下水的方式固結基坑內的土層，以確保土方開挖施工并保證周圍相關設施及道路安全。在施工過程中為了防止地庫上浮，除設置抗拔樁外，亦需要持續降水。

3 支護方案

在基坑周邊坡頂設置一排連續的止水帷幕，以減少水的匯集、加大水的繞流路徑，防止因過度降水引起周邊道路不均勻沉降；坑內則采用管井降水，將基坑內水迅速排干，大大節約了降水費用。

根據計算，共布置79口降水井，采用止、降結合的方式將地下水降到基坑底以下50 cm，確保基礎的施工。

經過分析，本工程基坑采用以下支護與降水形式：

1）支護形式。采用1∶1的1級自然放坡，坡面上掛網噴漿。

2）止水形式。采用雙軸深攪φ700 mm@1 000 mm（搭接200 mm）止水，根據基坑挖深不同設置不同的止水樁樁長。

3）降水形式。基坑內布置79口φ300 mm的降水井進行降水，管井間距20～25 m。

4 管帽封堵降水井施工技術

根據設計要求，降水工程必須等地庫頂板覆土完成后才能停止。在底板澆筑時，需要在每個施工段留置1～2口降水井，并持續抽水至最后階段。根據地勘報告，浦口區地下水位最高一般在7、8月份，最低一般出現在旱季12月份至第二年3月份。而按照進度計劃初步估計，封井時間大概在6、7月份，正好處在水位最高時期，因此，如何能夠成功封井遂成為了一大施工難題[1-2]。

通過分析并多次試驗研究，決定采用管帽封堵降水井施工技術。此法有效地解決了降水管井由于水頭高、水壓大而無法封堵的難題。

施工中，采用300 mm×300 mm的方形止水盒作為降水井的套管，在底板施工時即套在預留的降水管井上。方形止水盒由4片厚3 mm的鋼板制成，鋼板的長度要大于底板的厚度，4片鋼板長邊互成直角滿焊，焊接成一個兩端開口、四周封閉的盒子（圖2），正好能套在降水管井上。在方形盒子四周焊接止水翼環，止水翼環采用厚3 mm、寬100 mm的鋼板。

圖2 止水盒制作示意

在底板混凝土澆筑前，將焊有止水翼環的方形止水盒套在相應的降水管井上面。割除掉管井過長的部分，管井頂部標高宜為底板墊層面向上100 mm。止水盒安裝完成后，澆筑底板混凝土（圖3）。

圖3 止水盒安裝示意

待滿足封井條件時，開始封井。具體操作步驟（圖4）如下：

圖4 管帽封堵流程

在295 mm×295 mm鋼板上割開1個φ75 mm的圓孔，將帶絲口的φ65 mm鋼管滿焊在圓孔里，絲口向上，將φ50 mm自吸泵的抽水管放進φ65 mm鋼管中進行抽水。待水位降下去后，將295 mm×295 mm鋼板放到止水盒內距混凝土底板面向下20 cm的位置，其四邊與止水盒內側滿焊，焊接完成后再將φ65 mm鋼管絲口用生膠帶繞好，生膠帶一定要繞嚴實，保證不漏水，最后用配套的管帽擰死。

封堵完成后，為了防止外露的鋼板銹蝕，引起漏水，故將距混凝土底板面向下150 mm范圍內的止水盒用氧氣焊割除后取出，然后用高一個強度等級的微膨脹混凝土澆筑振搗灌實。

如果1個自吸泵難以有效降低水位，可以在295 mm×295 mm鋼板上割2個φ75 mm的圓孔，采取2個自吸泵同時抽水，后面操作同上（圖5）。

圖5 兩個管帽封堵（附管帽實物）

在施工過程中要特別注意：保證焊接質量，焊縫飽滿不漏水，不能將鋼板焊穿；生膠帶一定要將絲口繞好，保證嚴密不漏水；封堵好后，要將上邊的止水盒割除，敲掉，用高一個強度等級的微膨脹混凝土灌實，且振搗密實[3-4]。

采用管帽封堵降水井施工技術后，保證了水位不再上升，鋼板焊接后擰緊管帽，止水盒封堵嚴密不漏水，封堵地下水效果良好，未出現滲漏情況。

5 結語

通過施工前期對項目各種資料的分析及周邊類似工程項目的咨詢研究，采取管帽封堵降水井施工技術，有效地解決了降水管井水壓大、水頭高、無法封堵的難題，最終本工程成功地封堵了所有的預留降水管井，并取得了較好的社會及經濟效益。