富水砂層地區(qū)住宅工程基坑降水施工工藝

辛 奇

（中鐵十九局集團(tuán)有限公司國際建設(shè)分公司，北京 100176）

1 工程概況

建設(shè)項(xiàng)目位于沙特阿拉伯達(dá)曼波斯灣海邊，建設(shè)內(nèi)容包含兩層別墅、精裝修公寓、健身房等。別墅設(shè)計(jì)為筏板基礎(chǔ)，兩層框架結(jié)構(gòu)；精裝修公寓等單體建筑，采用鉆孔樁基礎(chǔ)，三層框架結(jié)構(gòu)（另有一層地下室）。項(xiàng)目建設(shè)現(xiàn)場的地下水含量豐富，地層條件方面以中砂層居多，基坑開挖期間伴有涌水等異常狀況，工程對降水施工工藝提出較高的要求。根據(jù)現(xiàn)場情況及既有工程經(jīng)驗(yàn)，擬采用管井降水的方式。

2 降水井施工技術(shù)分析

2.1 施工工藝流程

具體施工工藝流程：圍擋→井點(diǎn)定位→鉆孔→吊放井管→回填豆石→封口→洗井。

2.2 降水井及降水施工

（1）測量放線。以通過審核的降水井平面布置圖為基本依據(jù)，經(jīng)檢測后確定各管井的位置并放線，期間若遇障礙物，可在許可范圍內(nèi)適度調(diào)整[1]。

（2）埋設(shè)護(hù)口管。嚴(yán)格控制護(hù)口管的位置并保證其穩(wěn)定性，要求管底插入原狀土層內(nèi)，在管外采取防護(hù)措施，以免在施工期間發(fā)生管外返漿現(xiàn)象。高程方面，以地面為基準(zhǔn)，護(hù)口管超出部分以0.10～0.30 m 為宜。

（3）鉆機(jī)就位。確定鉆機(jī)的安裝位置，采取清理和夯實(shí)措施，提高該處的穩(wěn)定性，再將鉆機(jī)安裝至指定位置，調(diào)整大鉤、轉(zhuǎn)盤及孔的中心，要求其共處相同的直線上。

（4）鉆進(jìn)成孔。鉆進(jìn)開孔過程中，應(yīng)有效吊緊大鉤鋼絲繩，檢測并嚴(yán)格控制開孔鉆進(jìn)的垂直度，采用孔內(nèi)自然造漿的方法，全程泥漿相對密度均穩(wěn)定在1.10～1.15，在確保孔內(nèi)壓滿泥漿的前提下方可提鉆，否則孔壁易失穩(wěn)坍塌。

（5）清孔換漿。隨鉆進(jìn)作業(yè)的持續(xù)推進(jìn)，當(dāng)達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)高要求后，適當(dāng)向上提鉆，使其與孔底保持0.50 m 的間距，清理孔內(nèi)殘留雜物，適當(dāng)提高泥漿相對密度，使其達(dá)到1.10。清孔后檢查孔底淤泥厚度，要求在30 cm 以內(nèi)并且返出的泥漿無任何泥塊。

（6）下放井管。以實(shí)測孔深為參考，合理下放井管，使其到達(dá)設(shè)計(jì)深度處，期間及時(shí)調(diào)整井管的位置，應(yīng)維持居中的狀態(tài)。

（7）填濾料。此環(huán)節(jié)施工所用材料以中粗砂為宜，將其填至設(shè)計(jì)標(biāo)高處。

（8）井口封閉。施工期間部分泥漿或是源自于地面的污水易進(jìn)入坑內(nèi)，為避免此現(xiàn)象，需在井口地表以下封孔，材料為優(yōu)質(zhì)黏性土。

（9）洗井。洗井作業(yè)發(fā)生于提鉆之前，需要將鉆桿接入空壓機(jī)內(nèi)，利用該設(shè)備抽水洗井，井出水后即可將活塞鉆桿提起，并進(jìn)一步用活塞洗井，此過程中密切關(guān)注活塞的出水情況，在不夾雜泥砂時(shí)再轉(zhuǎn)為空壓機(jī)洗井的方式，以便深度清理管底沉積的雜物[2]。

2.3 管井運(yùn)行的保障措施

基坑施工安全隱患較多，降水效果將影響施工安全，因此必須采取可行的降水措施。

2.3.1 用電保障

降水設(shè)備的運(yùn)行需得到電力的支護(hù)，因此需做好用電保障的相關(guān)工作。從施工現(xiàn)場實(shí)際狀況來看，常采取兩路用電的布設(shè)方式，即工業(yè)用電和發(fā)電機(jī)組用電各一路。若工業(yè)用電存在異常故障，則需要及時(shí)啟用發(fā)電機(jī)，在5 min 內(nèi)恢復(fù)正常，否則會(huì)對降水效果造成不良影響，甚至引發(fā)安全事故。水泵控制柜應(yīng)具有高效的自動(dòng)恢復(fù)機(jī)制，在斷電后再次充電時(shí)，需要及時(shí)啟動(dòng)水泵。

2.3.2 排水設(shè)施

基坑抽水期間可在坑外采取輔助降水措施，例如修筑排水溝，進(jìn)一步提高基坑降水效率。排水溝應(yīng)按特定的坡度設(shè)置，與周邊的地表河溝對接。

2.3.3 降水井的防護(hù)

降水井受損將嚴(yán)重影響降水效果，而補(bǔ)井難度較大，因此需做好日常防護(hù)工作，從源頭上避免降水井受損的情況。

（1）嚴(yán)格控制坑內(nèi)井位，應(yīng)臨近支撐邊，間距約80～100 cm；設(shè)置好井管口后，于該處設(shè)置醒目標(biāo)識(shí)；施工車輛通行過程中易碾壓敷設(shè)好的電纜線，需加強(qiáng)防護(hù)；由專員做好現(xiàn)場檢查工作，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題并快速處理。

（2）井周邊500 mm 范圍內(nèi)應(yīng)作為重點(diǎn)保護(hù)區(qū)，該處不宜采取機(jī)械開挖的方式，人工作業(yè)時(shí)應(yīng)由專員指揮。

（3）在開挖深度逐步加大的情況下，井管暴露的長度也隨之增加，此時(shí)需焊接鋼筋與支撐，以構(gòu)成完整的加固防護(hù)體系。

2.3.4 封井措施

基坑開挖至設(shè)計(jì)標(biāo)高后，可對部分疏干降水井采取封井措施，除此之外的其他坑內(nèi)降水井應(yīng)穿越底板，經(jīng)過長期的抽水后使結(jié)構(gòu)可符合抗浮標(biāo)準(zhǔn)[3]。底板施工期間應(yīng)充分提高該處的防水性能，可在井管外以焊接的方式設(shè)置兩道止水翼環(huán)。

在靜水狀態(tài)（降水井停止抽水）下組織封井作業(yè)，較為合適的是采用壓密注漿工藝。封井的主要施工流程為：

（1）經(jīng)檢測后確定降水井在基坑底板下的具體深度情況，按照每0.8 m 的井管用1 包水泥的標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)備足量的水泥材料。遇井深度較大時(shí)，可以預(yù)先填入適量的小石子等。

（2）配置注漿設(shè)備及輔助設(shè)施，經(jīng)試運(yùn)行后分析注漿系統(tǒng)的工作狀態(tài)。

（3）攪拌水泥漿，下放注漿管，使管口與井管底部保持約1.5 m的間距。

（4）正式注漿，隨注漿作業(yè)的持續(xù)推進(jìn)，期間緩慢向上提升注漿管，使注漿管口所處位置在水泥漿液面2 m 之下。注漿壓力的控制應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場情況合理調(diào)整，通常應(yīng)達(dá)到0.1～0.4 MPa，要求水泥漿能夠在壓力作用下有效封堵濾管縫隙。

（5）隨水泥漿液面的提高，當(dāng)其高出底板后即可暫停注漿。

（6）以水泥漿的實(shí)際狀態(tài)為準(zhǔn)，當(dāng)其初凝后即可抽出井管內(nèi)的殘留水，并關(guān)注水位深度。觀測時(shí)間應(yīng)持續(xù)2～4 h，若此過程中井管內(nèi)的水位無明顯提高的趨勢，則表明注漿效果較好。

（7）待注入的水泥漿終凝后，割除基坑底板上方的降水井管。

（8）在井管內(nèi)焊接鋼板，厚度控制在4～6 mm。

（9）完成井管焊封作業(yè)后，可向孔洞處填適量的水泥砂漿。封井示意見圖1。

圖1 封井示意

3 基坑降水期間的控制要點(diǎn)

（1）全面檢查排水線路和電纜電路，要求其無堵塞、泄漏等異常狀況。降水過程中應(yīng)由專員巡視，以便分析施工現(xiàn)場以及設(shè)備運(yùn)行情況，若存在電機(jī)燒壞等故障需暫停作業(yè)，及時(shí)查明成因并處理，在最短時(shí)間內(nèi)恢復(fù)正常抽水。

（2）降水與基坑開挖應(yīng)相互配合，在降水井施工期間需及時(shí)組織疏干作業(yè)，營造干作業(yè)環(huán)境，確保土方開挖的安全性。

（3）降水過程中應(yīng)密切關(guān)注觀察井的水位，要求基坑始終維持干燥狀態(tài)。測量觀察井內(nèi)水位可采取如下方法：將尼龍繩作為測量工具，兩端分別系金屬塊、小滑輪，在金屬塊的重力作用下帶動(dòng)滑輪轉(zhuǎn)動(dòng)，隨金屬塊深度的逐步加大，觸碰到水面后將會(huì)發(fā)出響聲，此時(shí)測量該段尼龍繩的長度，該值即等于井口至水面的距離，再進(jìn)一步計(jì)算，求得水位的標(biāo)高。降水初期應(yīng)提高觀測頻率，若存在降水深度不足的情況，應(yīng)查明原因，合理修正降水工藝參數(shù)，各方面均符合要求后方可恢復(fù)降水。

（4）遇降水井無法順利抽水或水體渾濁度增加的異常狀況時(shí)，可再次利用空壓機(jī)洗井，或是在周邊打設(shè)新井。日常降水過程中需要對井口采取防護(hù)措施，避免被渣土埋沒。每天均檢查一次水管連接處，不可泄漏。

（5）以設(shè)計(jì)方案為準(zhǔn)合理布設(shè)觀測井，由專業(yè)的監(jiān)測單位做好日常觀測工作，采集水位數(shù)據(jù)并完整記錄，經(jīng)縱向?qū)Ρ群蠓治鲇^測點(diǎn)在各時(shí)間段的水位情況，對其發(fā)展趨勢做出判斷，根據(jù)分析結(jié)果合理調(diào)整降水施工工藝，以便高效完成降水作業(yè)。

4 結(jié)束語

富水砂層的地質(zhì)條件特殊，于該處組織基坑開挖施工時(shí)易受到地下水的影響，做好降水作業(yè)是實(shí)現(xiàn)順利施工的必要前提。在降水過程中應(yīng)合理配置設(shè)備，動(dòng)態(tài)化調(diào)整施工工藝，在安全的環(huán)境下快速降水，營造良好的施工環(huán)境。