嚴(yán) 歲 莉

(中鐵三局集團(tuán)建筑安裝工程有限公司，山西 太原 030006)

止水帷幕樁封閉降水施工

嚴(yán) 歲 莉

(中鐵三局集團(tuán)建筑安裝工程有限公司，山西 太原 030006)

以中鐵三局集團(tuán)科技研發(fā)中心工程為例，對(duì)基坑的降水方案進(jìn)行了研究，并對(duì)工程采用的止水帷幕樁封閉降水技術(shù)的施工工藝進(jìn)行了詳細(xì)闡述，分析了降水對(duì)基坑周邊既有建筑物的影響，并提出了防治措施，指出采用該降水方案確保了基坑的安全運(yùn)行。

止水帷幕樁，降水，施工

0 引言

中鐵三局集團(tuán)科技研發(fā)中心工程位于太原市新建南路1號(hào)，總建筑面積6.8萬m2，地下2層，地上37層，建筑高度170 m。本工程地下水埋深比較淺，場(chǎng)地地下水位約-3.5 m，為了在基坑開挖期間減少基礎(chǔ)內(nèi)土質(zhì)和基底的含水量、保持基坑邊坡和基坑底板的穩(wěn)定、施工場(chǎng)地鄰近建筑物和地下管網(wǎng)的使用、便于±0.00以下主體工程的正常施工，需將地下水降至基底以下0.5 m～1 m。

1 基坑降水方案

1)本工程采用止水帷幕樁封閉降水技術(shù)，基坑外圍設(shè)φ850 mm止水帷幕樁，樁長(zhǎng)23 m(西側(cè)25 m)。基坑內(nèi)設(shè)27眼降水井，井縱橫向間距約為14 m，井深20.7 m，相對(duì)標(biāo)高-21.9 m，(深入基底7.5 m)；2眼觀測(cè)井，井深18 m，相對(duì)標(biāo)高-19.2 m?；油庠O(shè)19眼回灌井，井深15 m；5眼觀測(cè)井，井深15 m。2)降水井采用一井一泵，一泵一管獨(dú)立降水。降水井水管與排水總管相連，排水總管接入基坑南側(cè)沉淀池。水流經(jīng)三級(jí)沉淀后排入市政管網(wǎng)。回灌采用自然回灌和加壓回灌相結(jié)合的方式，基坑北側(cè)、西側(cè)、南側(cè)采用加壓回灌，東側(cè)采用自然回灌，在西側(cè)設(shè)加壓回灌水箱，水泵抽取沉淀池內(nèi)清水給水箱供水?；毓嗖捎米詣?dòng)控制裝置，通過水位傳感裝置啟閉加壓回灌水泵，實(shí)現(xiàn)回灌智能化。3)降水井成孔直徑700 mm，井管直徑400 mm。基坑內(nèi)10眼降水井采用鋼管井，其余17眼采用水泥網(wǎng)眼管井。東側(cè)基坑邊采用大管徑自然回灌井，西、南、北側(cè)基坑邊采用小管徑加壓回灌。大管徑回灌井做法同水泥網(wǎng)眼降水管井，小管徑加壓回灌井成孔直徑120 mm，井管直徑76 mm。觀測(cè)井做法同小管徑回灌井。

2 降水施工技術(shù)的要求

2.1 成孔施工工藝

1)采用反循環(huán)泥漿護(hù)壁成孔，循環(huán)泥漿性能要求為:注入孔口的泥漿比重不大于1.10；排出孔口的泥漿比重不大于1.20。2)砂石泵啟動(dòng)前要檢查系統(tǒng)的密封情況，從砂石泵吸入口直到鉆頭吸渣口上，發(fā)現(xiàn)密封不好及時(shí)處理。3)啟動(dòng)砂石泵，待反循環(huán)正常后，才能開動(dòng)鉆機(jī)慢速回轉(zhuǎn)下放鉆頭。開始鉆進(jìn)時(shí)先輕壓慢轉(zhuǎn)，當(dāng)鉆頭正常工作后，逐漸加大轉(zhuǎn)速調(diào)整鉆壓。4)鉆進(jìn)過程中應(yīng)細(xì)心觀察進(jìn)尺及砂石泵排渣出渣情況，排量減少或水中含鉆渣較多時(shí)應(yīng)適當(dāng)控制鉆進(jìn)速度。5)鉆進(jìn)時(shí)如孔內(nèi)出現(xiàn)坍孔等異常情況時(shí)，應(yīng)立即將鉆具提離孔底并控制泵量，保持沖洗液循環(huán)以吸除坍落物；同時(shí)向孔內(nèi)輸送性能符合要求的泥漿，以抑制繼續(xù)坍孔。6)為提高鉆進(jìn)效率和保證孔壁穩(wěn)定，必須及時(shí)換漿和排渣，確保泥漿性能指標(biāo)滿足鉆進(jìn)成孔需要。7)成孔質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)：孔徑允許偏差+50 mm；孔深允許偏差+300 mm；垂直度允許偏差小于1.0%；差孔底沉渣不大于100 mm。8)清孔：鉆孔達(dá)到設(shè)計(jì)深度后，此時(shí)空轉(zhuǎn)不進(jìn)尺，加大泵量，以比重1.05～1.10的低比重新泥漿替換孔內(nèi)比重較大的泥漿。9)濾管安置：濾管接頭處用4根竹片及鐵絲綁扎結(jié)實(shí)，必要時(shí)接頭處包紗網(wǎng)。濾管安置后應(yīng)保持垂直和居中。10)濾料填筑：濾管下完后注清水，稀釋孔內(nèi)泥漿比重接近1.05后，再填入濾料，濾料必須沿四周均勻填入，填入4 mm～6 mm礫石濾料，井口下1 m～2 m四周用粘土填實(shí)封死。11)洗井：洗井采用空氣壓縮機(jī)，先清除泥漿再進(jìn)行抽水，待水清砂少后再安裝潛水泵進(jìn)行抽水，直至滿足要求為止。成井后必須及時(shí)洗井，做到隨打隨洗，不得擱置時(shí)間過長(zhǎng)或成孔后集中洗井。

2.2 排水、回灌系統(tǒng)及觀測(cè)井的技術(shù)要求

1)抽水泵采用0.75 kW～3 kW，流量5 m3/h～25 m3/h清水泵，對(duì)每口管井中設(shè)置的潛水泵進(jìn)行試運(yùn)轉(zhuǎn)，檢查泵體及控制系統(tǒng)是否能正常運(yùn)轉(zhuǎn)，確認(rèn)無誤方可使用。

2)抽水管采用φ32 mm的高強(qiáng)度膠管。

3)在場(chǎng)地北側(cè)、西側(cè)、南側(cè)設(shè)DN200排水總管，排水坡度3‰，并在適當(dāng)位置預(yù)留DN50排水口便于與抽水膠管連接。在南側(cè)靠近廁所的位置設(shè)2.5 m×1.2 m×1.2 m的沉淀池，沉淀池的水一部分用于沖洗廁所、場(chǎng)地綠化、現(xiàn)場(chǎng)噴灑，減少揚(yáng)塵；一部分水用于基坑回灌，從而節(jié)約水資源。

4)大口徑回灌井采用自然回灌。小口徑回灌井采用加壓注水回灌，各回灌井用水管連通，閥門控制，根據(jù)自然水位下降大小調(diào)整回灌力度?；毓嘁擞们逅?，用沉淀池抽出的清水進(jìn)行回灌。

5)基礎(chǔ)西側(cè)、南側(cè)局部、北側(cè)采取加壓封閉注水，回灌方法采用距地坪2 m高處安置2 m×1.5 m×1.2 m的儲(chǔ)水箱，用水管將各回灌井封閉連接，通過安置于觀測(cè)井內(nèi)的浮球上下變化，自動(dòng)控制浮球閥門啟閉回灌系統(tǒng)。

6)觀測(cè)井水位變動(dòng)范圍為原水位上下0.5 m。

7)觀測(cè)井安裝電子感應(yīng)水位裝置。

回灌智能化系統(tǒng)示意圖見圖1，原理圖見圖2。

2.3 降水運(yùn)行及管理

1)西側(cè)降水井待袖閥管注漿加固施工結(jié)束后，方可進(jìn)行成井施工，避免地基加固施工影響成井質(zhì)量。

2)降水在土方開挖前10 d或更早進(jìn)行，隨著開挖深度的加深可逐節(jié)拆除上部井管，水泵在疏干時(shí)可隨井內(nèi)水位即時(shí)開泵與關(guān)泵，根據(jù)開挖進(jìn)度，控制井內(nèi)水位在一定深度內(nèi)。

3)每天對(duì)抽水設(shè)備進(jìn)行檢查，及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備運(yùn)行中的故障和異常狀況，以便及時(shí)排除。

4)降水運(yùn)行過程中，現(xiàn)場(chǎng)實(shí)行24 h值班制，值班人員做好各井的水位觀測(cè)工作，認(rèn)真做好各項(xiàng)施工記錄。對(duì)降水運(yùn)行的記錄，及時(shí)分析整理，繪制Q—t(抽水量與時(shí)間圖)與s—t(水位下降值與時(shí)間)關(guān)系曲線圖，分析水位下降的趨勢(shì)與流量變化，預(yù)測(cè)水位下降至設(shè)計(jì)要求的時(shí)間，根據(jù)實(shí)際抽水情況，指導(dǎo)降水運(yùn)行，不斷優(yōu)化降水運(yùn)行方案。

5)井口、井管設(shè)置醒目標(biāo)志，做好標(biāo)識(shí)工作。

6)土方開挖時(shí)，要派專人配合挖機(jī)施工，做好井管、抽水管及電路的保護(hù)工作，確保降水持續(xù)正常運(yùn)行。

2.4 降水監(jiān)測(cè)

1)在降水過程中，對(duì)各降水井和觀測(cè)井，掛牌標(biāo)志，對(duì)水位、水量同時(shí)進(jìn)行觀測(cè)。

2)降水開始后，在水位未達(dá)到設(shè)計(jì)要求前，每天對(duì)觀測(cè)井進(jìn)行測(cè)量，測(cè)量由專人負(fù)責(zé)，每天早上6:30，下午17:30進(jìn)行測(cè)量，并保證水位，水量監(jiān)測(cè)準(zhǔn)確、真實(shí)。

3)當(dāng)水位穩(wěn)定時(shí)，每天觀測(cè)1次，主體施工至±0.00 m，每周1次。

4)水位有異常情況時(shí)，要根據(jù)需要隨時(shí)觀測(cè)。

5)水位觀測(cè)精度±1 cm，流量觀測(cè)精度±0.1 m3。

3 降水運(yùn)行相關(guān)措施及應(yīng)急措施

1)降水應(yīng)急方案：如出現(xiàn)圍護(hù)滲漏、大量降水、明水倒灌等原因?qū)е滤唤挡幌氯?，而影響基坑開挖進(jìn)度。采用在開挖部位施工輕型井點(diǎn)進(jìn)行強(qiáng)行降水，在短時(shí)間內(nèi)解決降水不到位引起的問題。

2)用電供應(yīng)方案：在施工過程中，為防止臨時(shí)停電影響降水施工進(jìn)度，現(xiàn)場(chǎng)配備柴油發(fā)電機(jī)組一套，并在臨時(shí)停電時(shí)迅速開啟備用電源。

3)排水保證措施：施工現(xiàn)場(chǎng)潛水泵數(shù)量除滿足現(xiàn)場(chǎng)正常施工要求外，應(yīng)多配置6臺(tái)，防止?jié)撍貌婚g斷運(yùn)行導(dǎo)致水泵燒壞，以便第一時(shí)間進(jìn)行更換。

基坑開挖期間由于降雨或泄露等出現(xiàn)明水，設(shè)500 mm×500 mm×500 mm集水井進(jìn)行明排或設(shè)300 mm×300 mm水溝，將水引入井內(nèi)抽走。

4)井管保護(hù)：基坑開挖期間，保護(hù)降水井管及排水管道，以防被碰壞或壓壞，由專人看護(hù)井口，進(jìn)行井口覆蓋，防止雜物掉入，以保證開挖期間降水井持續(xù)正常運(yùn)轉(zhuǎn)?？觾?nèi)降水井的孔位根據(jù)深基坑的支撐圖正確定位，不能與設(shè)計(jì)的支撐相碰。

4 降水對(duì)基坑周圍既有建筑物的影響與防治

基坑降水有可能引起基坑周邊建筑物和路面的不均勻沉降。情況嚴(yán)重時(shí)可能引起周邊建筑物的開裂、道路的塌陷等嚴(yán)重情況的出現(xiàn)，所以在基坑降水過程中，為防止以上情況出現(xiàn)，應(yīng)制定相應(yīng)的應(yīng)對(duì)措施：

1)在抽水過程中，安排專人對(duì)出水的清濁度進(jìn)行觀察，如果發(fā)現(xiàn)出水渾濁，說明抽水過程中有大量泥沙抽出，則應(yīng)立即停止抽水，根據(jù)漏沙情況，制定詳細(xì)處理措施(如在井管內(nèi)加隔沙內(nèi)套等方法)。

2)應(yīng)盡量避免降水漏斗的形成，或適當(dāng)緩解降水漏斗的坡度，在降水過程中，根據(jù)觀測(cè)情況進(jìn)行回灌，盡可能減少對(duì)基坑既有建筑物的影響。

3)抽水過程中要考慮到一切的客觀和主觀因素，提前制定應(yīng)急措施，確保抽水過程不間斷地進(jìn)行。

4)采用井管下端抽取地下水，上部自行回灌，來平衡水位，以達(dá)到降水坡度內(nèi)不至流速太快，而帶來的水壓突然釋放。

5)基坑開挖期間若出現(xiàn)明水，設(shè)500 mm×500 mm×500 mm集水井進(jìn)行明排或設(shè)300 mm×300 mm盲溝，將水引入井內(nèi)抽走,也可增加真空井點(diǎn)輔助強(qiáng)降。

5 評(píng)價(jià)

1)環(huán)保性：本工程將基坑的地下水抽取后，經(jīng)過過濾、沉淀等處理后儲(chǔ)存于沉淀池，一部分水用于沖洗廁所、場(chǎng)地綠化、現(xiàn)場(chǎng)噴灑，減少揚(yáng)塵；一部分水用于基坑回灌，大大節(jié)約了水資源。

2)技術(shù)先進(jìn)性：回灌采用自動(dòng)控制裝置，通過水位傳感裝置啟閉加壓回灌水泵，實(shí)現(xiàn)回灌智能化。

3)經(jīng)濟(jì)性：本工程所用的基坑降水排水總管道均為該工程中將來要安裝的消防管材，等基礎(chǔ)工程施工完畢后，再將管道拆除，等待消防管道安裝工程開工時(shí)使用；本工程基礎(chǔ)施工期間，除飲用水外，其他生活和施工用水都為經(jīng)處理后的基坑地下水，降低了施工場(chǎng)地的用水成本。

6 結(jié)語

本工程采用止水帷幕樁封閉降水技術(shù),地下水的控制采用坑內(nèi)深井降水與坑外回灌的方案,從而達(dá)到了深基坑施工安全可靠、經(jīng)濟(jì)合理、節(jié)能環(huán)保的目的。

Onwaterproofcurtainpile’senclosedprecipitation

YANSui-li

(ArchitecturalInstallationEngineeringCo.,Ltd,ChinaRailwayThirdBureau,Taiyuan030006,China)

Taking the Science and Technology Research and Development Center of China Railway Third Bureau as the example, the paper researches the precipitation scheme of the foundation pit, illustrates the construction craft by adopting the waterproof curtain pile’s enclosed precipitation in the project, analyze the influence of the precipitation on existing buildings and points out prevention measures and the precipitation scheme can ensure the safe operation of the foundation pit.

waterproof curtain pile, precipitation, construction

1009-6825(2014)33-0067-02

2014-09-19

嚴(yán)歲莉(1980- )，女，工程師

TU463

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