深基坑基礎(chǔ)底板內(nèi)降水井封堵施工技術(shù)的研究

楊鵬宇

(山西省長(zhǎng)治市建筑質(zhì)量安全指導(dǎo)中心，山西 長(zhǎng)治 046000)

地下水的處理一直是施工首先要面對(duì)的難題，地下水形態(tài)多樣，它與地下的地質(zhì)構(gòu)造、地下水位等有著密切的關(guān)系。地下水一般分為潛水、承壓水等狀態(tài)，水的狀態(tài)不同，降水井封閉采取的方法就不同，但也考慮工程成本的降低以及工藝簡(jiǎn)單、操作方便的原則。基坑降水的方法主要有：輕型井點(diǎn)降水、噴射井點(diǎn)降水、明溝加集水井降水、深井井點(diǎn)降水等，各降水方法有其各自特點(diǎn)和適用情況。基坑降水目的是保證地下結(jié)構(gòu)工程能夠安全順利地進(jìn)行。工程降水一般采用的是深井井點(diǎn)法，該方法施工方便，降水速度快。降水井的封井是根據(jù)基坑降水時(shí)間確定封井時(shí)機(jī)，通常是待基礎(chǔ)后澆帶全部澆筑完成或基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)±0.00 m封頂后一個(gè)月，工程沉降較平穩(wěn)后才可封閉。降水井的封閉質(zhì)量直接影響到建筑物的安全和使用功能。

1 降水井前期策劃及布設(shè)

基坑開(kāi)挖前根據(jù)工程地質(zhì)勘察報(bào)告和設(shè)計(jì)要求確定降水井的位置、深度、直徑及數(shù)量。降水井井管一般采用的是預(yù)制混凝土井管外裹一層濾網(wǎng)，保證泥沙不會(huì)隨地下水進(jìn)入井內(nèi)。降水井按區(qū)域布設(shè)，根據(jù)降水井的數(shù)量、排水量要求、水泵的大小設(shè)置適合管徑的排水管，將地下水排出場(chǎng)地內(nèi)，并隨時(shí)觀察井內(nèi)水位的變化。

2 地下水位于基底上1 m以?xún)?nèi)時(shí)降水井封井施工方法

2.1 施工流程

降水井井管切割→涂抹防水砂漿→抽水、起泵→投入級(jí)配砂石料→澆筑微膨脹防水混凝土封口→防水層施工。

2.2 施工方法

1)基礎(chǔ)墊層施工后，將降水井井管切割至墊層頂標(biāo)高位置處，在降水井井口部位抹防水砂漿。

2)將降水井內(nèi)積水抽干，并快速起泵，接著向井內(nèi)投入預(yù)先準(zhǔn)備好的級(jí)配砂石料，至降水井口3 m處。

3)將防水卷材平鋪且裹入井壁20 cm，在井壁內(nèi)防水卷材表面抹聚合物水泥砂漿，2遍～3遍。

4)采用與基礎(chǔ)筏板混凝土強(qiáng)度等級(jí)相同的抗?jié)B補(bǔ)償收縮混凝土澆筑至井口與基礎(chǔ)墊層平齊，采用快硬水泥配置速凝混凝土澆筑。井內(nèi)有水上返時(shí)，可用干水泥將水吸干，并立即做防水加強(qiáng)層。

5)降水井封堵完畢，周?chē)?0 cm及頂部刷水泥基滲透結(jié)晶型涂料三層厚度不小于1.2 mm，再按圖紙要求的防水做法進(jìn)行基礎(chǔ)防水層施工。

2.3 質(zhì)量控制

1)井口封堵施工質(zhì)量驗(yàn)收應(yīng)符合GB 50208—2011地下防水工程質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范的相關(guān)規(guī)定。

2)上部灌注混凝土采用同基礎(chǔ)筏板強(qiáng)度等級(jí)的抗?jié)B微膨脹混凝土。

3)井口周圈及頂部水泥基滲透結(jié)晶型涂料涂刷3層厚度不小于1.2 mm。

4)在井口處要做防水附加層，確保地下防水效果。

3 地下水位超過(guò)基底1 m以上時(shí)降水井封井施工方法

該施工方法是采用在基礎(chǔ)底板內(nèi)埋置防水鋼套筒，抽水不停，當(dāng)達(dá)到封井時(shí)機(jī)時(shí)，再進(jìn)行封閉[1]。

降水井封堵施工示意圖見(jiàn)圖1。防水鋼套筒制作示意圖見(jiàn)圖2。

3.1 基坑開(kāi)挖及防水鋼套筒制作

3.1.1 基坑開(kāi)挖

降水井內(nèi)水位降至符合基坑開(kāi)挖要求后，進(jìn)行基坑開(kāi)挖。開(kāi)挖過(guò)程中降水井要隨著基坑的降低而逐步下降。土方開(kāi)挖時(shí)，要防止土方落入井內(nèi)，減少降水井深度，因此，降水井上口應(yīng)覆蓋竹膠板進(jìn)行防護(hù)。采用機(jī)械進(jìn)行土方開(kāi)挖時(shí)，降水井外邊應(yīng)預(yù)留40 cm土方采用人工開(kāi)挖，避免機(jī)械碰撞降水井，確保降水井的完整性和正常工作。

3.1.2 防水鋼套筒制作

1)采用φ325×8 mm的熱軋無(wú)縫鋼管制作鋼套管，直徑以正好套入降水井井管外側(cè)為宜，鋼套管高度考慮墊層與筏板厚度且超出基礎(chǔ)筏板面不小于15 cm。

2)在鋼套管的外側(cè)壁下端焊接一道鋼板止水外環(huán)，采用6 mm厚的鋼板切割止水環(huán)，外環(huán)外徑不小于525 mm,鋼板止水外環(huán)的高度要埋置于筏板基礎(chǔ)混凝土墊層中部。

3)在鋼套管的外側(cè)壁中部焊接第二道鋼板止水外環(huán)，采用6 mm厚的鋼板切割止水環(huán),外環(huán)外徑不小于525 mm,鋼板止水外環(huán)的高度位于筏板基礎(chǔ)中部。

4)在鋼套管的內(nèi)側(cè)壁中間位置焊接第一道鋼板止水內(nèi)環(huán)，采用6 mm厚的鋼板切割止水環(huán),鋼板止水內(nèi)環(huán)的寬度為80 mm，厚度為6 mm。

5)在鋼套管的內(nèi)側(cè)壁上端焊接第二道鋼板止水內(nèi)環(huán)，鋼板止水內(nèi)環(huán)低于鋼套管上口25 cm，鋼板止水內(nèi)環(huán)的寬度為80 mm，厚度為6 mm，鋼板止水內(nèi)環(huán)上等間隔弧度設(shè)置6個(gè)固定螺栓，制作成管法蘭。

6)蓋板的制作：在鋼套管的管法蘭上設(shè)置與鋼套管內(nèi)徑相同帶6個(gè)與止水內(nèi)環(huán)匹配螺栓孔的圓形橡膠墊，厚度10 mm;再用厚度為15 mm的圓形帶螺栓孔鋼板法蘭蓋封堵。

這樣就做成一個(gè)內(nèi)、外側(cè)均有兩道鋼板止水環(huán)的防水鋼套筒。

3.2 固定防水鋼套筒

1)在筏板基礎(chǔ)墊層澆筑前，將鋼套管沿降水井中心固定在降水井上口位置，抽水泵穿過(guò)鋼套管放入降水井進(jìn)行抽降水。

2)在基礎(chǔ)墊層施工時(shí)，用4根Φ20長(zhǎng)150 mm的鋼筋，將其對(duì)稱(chēng)井字焊接在防水鋼套管底部，將鋼筋及止水外環(huán)澆筑于墊層混凝土中。

3)在底板防水層施工時(shí)，防水層上翻至防水鋼套管外側(cè)中部止水外環(huán)底部，再用膠泥密封進(jìn)行防水收口處理。

4)基礎(chǔ)鋼筋綁扎時(shí)要在防水鋼套管處增設(shè)附加筋，并對(duì)防水鋼套筒采取抗浮措施，防止鋼套筒在基礎(chǔ)混凝土澆筑時(shí)上浮。防水鋼套筒周圈采用補(bǔ)償收縮的混凝土，小功率振搗棒振搗密實(shí)，待初凝前進(jìn)行二次抹面，基礎(chǔ)施工期間降水井正常作業(yè)。

3.3 降水井封堵

建筑物基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)施工部位達(dá)到設(shè)計(jì)抗浮要求后進(jìn)行降水井的封閉，降水井的封堵采用“先內(nèi)后兩邊”的順序。單個(gè)井管封閉時(shí)，先加大該井周邊的降水力度，井管內(nèi)水位降至最低時(shí)進(jìn)行封堵。

3.3.1 降水井封堵流程

降水井抽水→起泵→投入級(jí)配砂石料→澆筑微膨脹防水混凝土→封閉蓋板→澆筑微膨脹防水混凝土→刷防水涂料。

3.3.2 施工方法

1)將井內(nèi)水位降至最低，快速將水泵取出，然后將備好的級(jí)配砂石快速投入井內(nèi)，填至距井口3 m處。

2)采用與筏板混凝土強(qiáng)度等級(jí)相同的補(bǔ)償收縮混凝土進(jìn)行填充，填充至管法蘭底部，并振搗密實(shí)。

3)將橡膠墊穿過(guò)安裝在管法蘭頂部的螺栓上，再放管法蘭蓋，用套筒扳手對(duì)稱(chēng)交錯(cuò)擰緊螺母。保證法蘭蓋板密封嚴(yán)密，不漏氣。

4)井口蓋板封閉完成，應(yīng)觀察24 h，無(wú)滲漏進(jìn)行下步工序。

5)將高出筏板混凝土面的部分防水鋼套筒切割至基礎(chǔ)底板面，然后清理防水鋼套筒內(nèi)側(cè)并涂抹防水涂料，用較筏板基礎(chǔ)混凝土強(qiáng)度高一級(jí)別的防水補(bǔ)償收縮混凝土填充密實(shí)鋼套筒頂部，與外側(cè)基礎(chǔ)底板上表面平齊，在初凝前實(shí)施二次抹壓，并對(duì)該處防水補(bǔ)償混凝土進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，表面覆蓋棉氈、塑料薄膜進(jìn)行保濕養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)時(shí)間保證14 d以上。

6)防水鋼套筒外擴(kuò)50 mm周圈范圍內(nèi)涂抹防水涂料，徹底阻斷滲流水通道，確保封井質(zhì)量。

3.4 封井要點(diǎn)[2]

1)降水井具體封井順序及時(shí)間要根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)及設(shè)計(jì)要求確定，分批按區(qū)域進(jìn)行，絕不允許一次性全部封閉。先期封閉完成的要觀察24 h，無(wú)異樣后方可繼續(xù)封堵。

2)止水內(nèi)、外環(huán)與鋼套筒的焊接質(zhì)量一定要保證，焊接完成后進(jìn)行淋水試驗(yàn)，確保無(wú)滲漏水現(xiàn)象。

3)止水內(nèi)、外環(huán)的位置及防水鋼套筒的高度要計(jì)算好，保證止水內(nèi)、外環(huán)的預(yù)埋位置準(zhǔn)確及防水鋼套筒高出筏板面15 cm(安全考慮，后期切割)。

4)封井前要征得設(shè)計(jì)院同意，建筑物達(dá)到抗浮要求后按計(jì)劃方案進(jìn)行封井。

5)封井前需對(duì)每個(gè)井進(jìn)行井深測(cè)量，根據(jù)每個(gè)井的實(shí)測(cè)井深計(jì)算回填材料用量。

6)封井前要將材料及工具備全，封井要快，減小地下水影響。

7)防水涂料涂抹一定要全面、細(xì)致，特別是防水鋼套筒與筏板混凝土接觸部位。

3.5 降水井封井質(zhì)量控制

1)鋼套管防水與封堵施工質(zhì)量驗(yàn)收應(yīng)符合GB 50208—2011地下防水工程質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范的相關(guān)規(guī)定；止水環(huán)焊接質(zhì)量驗(yàn)收?qǐng)?zhí)行GB 50205—2020鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)的相關(guān)規(guī)定。

2)所采購(gòu)的鋼板、焊條等材料必須“三證齊全”。加強(qiáng)質(zhì)量檢測(cè)，嚴(yán)把質(zhì)量關(guān)。

3)嚴(yán)格認(rèn)真做好封井前數(shù)據(jù)收集、有效性試驗(yàn)及封井施工準(zhǔn)備工作，細(xì)化研判每道程序，不得以經(jīng)驗(yàn)盲目施工。

4)封蓋橡膠墊片選材優(yōu)質(zhì)，封蓋固定螺栓全部擰緊。

5)封井后要持續(xù)觀察封井效果，檢查確認(rèn)封井無(wú)滲水后，再繼續(xù)逐個(gè)進(jìn)行封井[3]。

4 應(yīng)急處置

1)降水井在封閉完畢后仍有滲水現(xiàn)象，應(yīng)采用高壓注漿機(jī)從滲水處向里灌注聚氨酯。

2)封井處于雨期時(shí)，要及時(shí)排除坑外積水，并隨時(shí)關(guān)注坑內(nèi)降水井的水位變化，如有異常，暫停封井。

3)降水井處于陰暗、潮濕的地下環(huán)境中，施工現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)配備應(yīng)急照明，保證施工的順利進(jìn)行。

4)封井所用材料要比計(jì)算量多出10%，以免材料不足，造成停工，影響封井效果。填井材料要就近堆放，減少工序間的停頓，加快填料速度，封堵效果更好。

5)注意觀察周邊降水井水位變化，如因降水井封閉導(dǎo)致周邊降水井水位陡增，則應(yīng)立即停止封井，查明原因后方可繼續(xù)施工。

6)抽出的井內(nèi)地下水應(yīng)排入市政管網(wǎng)或重復(fù)利用，不得隨意排放。

5 安全保證措施

1)降水工程實(shí)施前按設(shè)計(jì)要求建立沉降監(jiān)測(cè)網(wǎng)，若通過(guò)沉降監(jiān)測(cè)發(fā)現(xiàn)周邊有的建筑物沉降已達(dá)到危險(xiǎn)程度時(shí)，應(yīng)及時(shí)采取回灌措施[4]。

2)為了防止施工用電停電的突然發(fā)生以及現(xiàn)場(chǎng)電路系統(tǒng)出現(xiàn)故障，造成降水井抽水或封井施工中斷，要求降水井運(yùn)行的整個(gè)過(guò)程都必須提供雙電源措施保證供電，正常施工用電同時(shí)配備柴油發(fā)電機(jī)。

3)應(yīng)急降水運(yùn)行人員如應(yīng)急項(xiàng)目負(fù)責(zé)人、應(yīng)急電工、應(yīng)急發(fā)電機(jī)工和應(yīng)急降水操作人員做到24 h隨叫隨到，參加應(yīng)急搶險(xiǎn)，排除險(xiǎn)情。

6 結(jié)語(yǔ)

在實(shí)際施工中，地下水變化可能會(huì)比較復(fù)雜，但只要掌握其變化規(guī)律和現(xiàn)場(chǎng)情況，將會(huì)應(yīng)對(duì)自如。本文主要介紹了兩種降水井封井方法，前一種比較簡(jiǎn)單，主要是針對(duì)地下水位較低時(shí)，可在基礎(chǔ)墊層施工完成后，防水層施工前進(jìn)行封閉，工藝簡(jiǎn)單，操作方便，經(jīng)濟(jì)適用；后一種比較復(fù)雜，主要是針對(duì)地下水位較高時(shí)，降水井封井按設(shè)計(jì)要求在結(jié)構(gòu)施工完成相應(yīng)節(jié)點(diǎn)后進(jìn)行封堵，工藝相對(duì)比較復(fù)雜，重點(diǎn)是防水鋼套筒的制作及封閉時(shí)間的控制，實(shí)踐證明，采用該方法可以很好的達(dá)到降水井封井效果。此方法應(yīng)用效果良好，是一項(xiàng)值得推廣和應(yīng)用的技術(shù)。