江海交互高承壓水地層深基坑減壓降水技術研究

屈克軍

摘 ? 要：地下基坑工程是我國城市化建設中的重要組成部分，基坑減壓降水是基坑工程中的施工難點，嚴重影響工程質量。本文針對高滲透富水地層的復雜地質條件，對深基坑減壓降水技術研究，可為今后江海交互高承壓水地層深大基坑減壓降水施工提供參考。

關鍵詞：高承壓水地層 ?深基坑 ?減壓降水

中圖分類號：TU473 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1674-098X（2020）02（b）-0049-04

Abstract： Underground foundation pit engineering is an important part of urbanization construction in China. Decompression and dewatering of foundation pit is a difficult construction point in foundation pit engineering， which seriously affects the quality of the project. In view of the complex geological conditions of high-permeability water-rich strata， the research on decompression and dewatering technology of deep foundation pit can provide reference for the deep dewatering and dewatering construction of deep and large foundation pit in Jianghai interactive high confined water stratum.

Key Words： High pressure water formation; Deep foundation pit; Decompression precipitation

目前，隨著城市化建設的發展，出現越來越多的深、大基坑，地質條件也愈加復雜。特別是在高承壓高滲透富水地層條件下的施工，變得更加復雜。

在現有的基坑減壓降水施工方法中，需要花大量時間在模板支設以及模板固定的工序上，其施工工藝及施工規程已不能很好地適應高滲透富水地層減壓降水施工的要求。而減壓降水技術通過使用減壓井來降低作用在地基中的承壓水頭及滲透壓力，是處理地基工程承壓水問題的有效控制措施。

本文針對高滲透富水地層的復雜地質條件，依托實際工程，采用孔口分段固定進行降水井快速施工，并在降水過程中，按照“分層降壓”和“按需抽水”的原則，隨著開挖深度的增加逐漸降低水位，以避免過早抽水。再使用基坑底板封井快速封井技術，提高施工效率，技術先進，成本節約，施工周期快，環保，可為今后江海交互高承壓水地層深大基坑減壓降水施工提供參考。

1 ?工程實例

本技術依托工程為上海軌道交通18號線工程，包含兩座單體車站：芳芯路站、北中路站。芳芯路站為地下三層島式雙柱三跨車站，車站規模160m×20.60m（內凈）。車站采用明挖順做法施工。車站主體圍護結構為地下連續墻，車站標準段地下墻深52m，標準幅5m或6m寬，厚度均為1200mm，采用C35P水下砼、H型鋼接頭。北中路站為地下二層島式車站，車站規模205m×19.6m（內凈）。車站采用明挖+局部蓋挖法施工。

依托工程在高滲透富水地層的復雜地質條件下采用孔口分段固定進行降水井快速施工，并在降水過程中，按照“分層降壓”和“按需抽水”的原則，隨著開挖深度的增加逐漸降低水位，以避免過早抽水。再使用基坑底板封井快速封井技術。工程開挖過程中，具有降水效果良好，土層疏干后開挖過程順利、質量可控、基坑監測數據穩定、結構可靠等優點，達到了設計預期的效果。

2 ?深基坑減壓降水原理

在減壓降水井成井孔口施工環節，采用正循環回轉鉆進泥漿護壁的成孔工藝，填埋濾料后，將粘土塊分次填入井口，壓實在井管與孔壁之間，使孔口分段固定。

當減壓降水運行階段運行時，需要按天記錄抽水量及承壓水位的變化情況，按照基坑底板抗承壓水突涌穩定性計算結果開啟降水開挖深度開啟減壓井，隨各層土方開挖逐步降低水位，即“按需降水”原則。直至靜止水位情況下抗浮力不小于水頭壓力，降水階段結束，并進行降水井封井施工，采用基坑底板封井快速封井技術，居中插入注漿管至濾管底部，回填細石子，分段注漿至細石子頂。分兩次灌入混凝土澆筑至底面頂板，管口割至于底板頂面平齊，鑿除井管內20cm混凝土蓋板與井管焊封內止水鋼板與井管焊封。采用細石混凝土抹平底板面，內鋪鋼絲網片。

減壓降水井封井施工如圖1所示。

3 ?深基坑減壓降水工藝

3.1 工藝流程

江海交互高承壓水地層深大基坑減壓降水的施工工藝流程如圖2所示。

3.2 操作要點

（1）施工準備。

①測放井位。

根據井點平面布置，使用全站儀測放井位，井位測放誤差不得超過30cm

②埋設護口管。

埋設護口管時，將管底插入原狀土層中，用粘性土密封護口管的外部，防止施工時管外返漿，護口管上部高出地面0.1～0.3m。

③安裝鉆機。

安裝鉆機時，為了確保孔的垂直度，機器需安裝平穩，鉆頭與鉆桿連接處帶兩根鉆鋌，嚴禁將彎曲的鉆桿降低至孔中。

（2）成孔施工。

①鉆進成孔。

疏干井和減壓井成孔時，其直徑與井底直徑保持相同;鉆孔時為了確保孔的垂直度，需拉緊鋼絲繩并輕輕按壓緩慢轉動。

成孔施工時孔中必須充滿泥漿時才能提升鉆鉆機或停止作業，以防止孔壁坍塌。

在鉆探過程中，如果發現實際地質條件與勘測過程中提供的信息不一致，則應及時通知設計者，并及時調整井的結構，以確保鉆探裝置的安裝位置，使濾水管可以有效地進入水中。

②清孔換漿。

沖洗殘留在鉆孔內的碎屑，直至返出的泥漿內不含泥塊為止。

③下井管。

井管過濾器間隙必須符合設計要求方可使用。井管進入現場后，先測量孔的深度，并逐一測量并記錄井管濾水管。將沉淀管的底部密封，以確保沉淀管的底部緊密密封，下密封鐵板的厚度不小于6mm。

井管焊接接頭處采用套接型，套接接箍長20mm，套入上下井管各10mm;套管接箍與井管焊接焊牢、焊縫均勻，無砂眼，焊縫堆高不小于6mm。

檢查完井管焊接后開始下井管，當井管下降時，濾水器水管居中。直徑小于5cm的一組扶正器分別安裝在過濾管的上端和下端。扶正器配有梯形鐵環和上下扶正器（找正器），鐵環與扶正器應不平行且一半錯開。

④埋填濾料。

在填充濾料之前，將鉆桿降低到井管中，以使距孔底部的距離為0.30～0.50m。井管的上管用悶頭密封后，從鉆管中抽出泥漿進行打孔。逐漸調節泥漿，使孔中的泥漿從過濾管內部返回到井管和孔壁之間的環形間隙，使孔中的泥漿濃度逐漸調節至1.05，然后小型泵根據上述井的結構設計要求進行填充。放入中等粗砂或瓜子石的濾料中，并填滿濾料的高度。直到過濾材料下降到預定位置。

填充濾料時，根據節流孔的回水條件調節泵的容積。在填充過濾材料的過程中，應跟蹤過濾材料的返回高度。當將過濾材料壓實到設計高度時，將粘土塊填充到井口中，并壓緊在井管和孔壁之間，以防止泥漿和地表污水從管外流入井中。

⑤洗井。

在提出鉆桿之前，先將井筒中的鉆桿連接到空氣壓縮機上，然后首先泵送空氣壓縮機，待水排出后，再用鉆桿清洗井。活塞的直徑與井管的內徑之間的差約為5mm，必須在活塞桿的底部添加一個閥門。對于水少的井，活塞可以在過濾器部分中上下移動，并且會影響孔壁。加水時拉動活塞。當活塞吸入的水基本上沒有泥沙時，可以用空氣壓縮機代替它沖洗井，然后將管的底部淹沒，直到水清凈為止。

⑥下泵抽水。

成井后，將泵與井泵連接，并與真空管路連接，布置排水管，安裝真空泵，打開電源，安裝后檢查安裝效果。

⑦抽水。

疏干井采用2.2kW潛水泵抽水，降壓井采用7.5kW水泵。

⑧標識。

為了避免抽水設備損壞和壓壞，在安裝后對抽水設備進行標記。

⑨排水。

洗井及降水運行時排出的水，通過管道或明渠排入場外市政管道中。鉆井泥漿排入泥漿池后，運至環境保護部門指定地點處置。

（3）降水運行。

結合基坑底板抗承壓水突涌穩定性計算結果，為盡量減少坑內減壓降水對周邊環境的影響，對減壓降水井進行“按需降水”。按照計算開啟降水開挖深度開啟減壓井，隨各層土方開挖逐步降低水位至滿足設計要求即可。

（4）降壓井封井。

①基坑挖至設計標高后，在基坑底開挖面以上50cm處井管外焊一止水板，止水板外圈直徑φ650mm;

②注漿封井前，應現場預拌水泥漿;水泥漿的水灰比宜為0.8～1.0，漿量宜為回填細石子量的1.5～2倍。

③注漿管居中下放至井管內，注漿管底端進入濾管底部。注漿管安放到位后應在井管口固定管位。

④固定注漿管后，應向井管內填入細石子;細石子回填高度宜高于濾管頂2.0m。

⑤注漿時應控制注漿壓力不小于0.4MPa;每注漿0.5～1.0m高度的漿量后將注漿管上提 相同高度，注漿至細石子頂面后應拔除注漿管。

⑥水泥漿終凝后，應抽出井管內佘水，首次灌入混凝土至底板墊層底面以下2.0m。

⑦首次灌入的混凝土終凝后，抽出井管內剩余水，二次灌入混凝土至底板頂面處。

⑧二次灌入的混凝土終凝后，應將井管口割低至底板頂面位置。

⑨鑿除井管內200mm混凝土，并應在管內焊燒2道內止水鋼板;內止水鋼板厚度應與鋼管壁厚相同。

⑩采用細石混凝土封填井管口，混凝土內應鋪一層鋼絲網片，最終將混凝土抹平至底板頂面。

4 ?結語

（1）采用江海交互高承壓水地層深基坑減壓降水技術，增加了降水井結構穩定性;分段降壓，分層降水，持續性按需抽水，有效提高了減壓降水的施工效率;現場預拌水泥漿進行注漿封井，采用細石混凝土封填井管口，與傳統的封井施工方法相比效果更好，具有很好的技術效益。

（2）采用江海交互高承壓水地層深基坑減壓降水技術，加快降水井施工速度，減少作業量及材料的浪費;減少了深基坑減壓降水對周邊環境的影響，同時節約工程成本;安裝方便快捷，加快施工速度，可有效縮短工期。與傳統的減壓降水施工方法相比綜合節約造價15%左右，具有很好的經濟效益。

（3）采用江海交互高承壓水地層深基坑減壓降水技術，在降水井成孔施工環節，使孔口分段固定，減少作業量，避免不安全因素，節約時間成本;對減壓降水井進行“按需降水”，隨各層土方開挖到臨界開挖深度再進行減壓降水，避免浪費，具有很好的節能環保效益。

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