荊 靖

(太原市市政工程總公司,山西 太原 030002)

談沉井深基坑全封閉降水的施工技術(shù)

荊 靖

(太原市市政工程總公司,山西 太原 030002)

沉井下沉是泵站項(xiàng)目的關(guān)鍵工序，施工過(guò)程中極易發(fā)生坍塌和滲漏，結(jié)合某雨水泵站工程，詳細(xì)介紹了沉井排水下沉施工工藝，較好地解決了泵站沉井施工時(shí)所面臨的地下水危害和周邊建筑物保護(hù)的難題。

高壓旋噴樁,全封閉降水,沉井

1 工程簡(jiǎn)介

太原市某雨水泵站設(shè)計(jì)規(guī)模17.3 m3/s，泵站建筑總高度13 m，地上1層為管理房，地下1層為泵站主體，泵房寬14.5 m，長(zhǎng)19 m，泵站主體擬采用沉井施工工藝。

擬建場(chǎng)地地表高程為782.0 m，北側(cè)、東側(cè)周邊地表高程785.0 m，泵站基礎(chǔ)底標(biāo)高773.85 m/779.55 m,基坑深度7.5 m?；觽?cè)壁安全等級(jí)為二級(jí)。

2 地質(zhì)條件

2.1工程地形、地貌與地質(zhì)分區(qū)

擬建場(chǎng)地從大的地貌單元上看屬于平坦的沖擊平原，工程地質(zhì)分區(qū)均屬于太原盆地次穩(wěn)定工程地質(zhì)亞區(qū)。場(chǎng)地地形相對(duì)平坦，各勘探點(diǎn)高程介于781.43 m～782.14 m之間，最大高差0.71 m。

2.2場(chǎng)地巖土構(gòu)成與工程特征

新建場(chǎng)地在勘探深度范圍內(nèi)場(chǎng)地土主要由第四系全新世粉土、粉質(zhì)粘土及砂類土構(gòu)成。

2.3地下水情況

本次勘察在勘探新建場(chǎng)地靜止地下水位埋深介于3.7 m～3.9 m之間，靜止水位標(biāo)高介于777.63 m～778.24 m之間。地下水類型為潛水與微承壓水的混合水。

2.4地質(zhì)災(zāi)害作用

擬建場(chǎng)地在本次勘察深度范圍內(nèi)未發(fā)現(xiàn)有影響該工程穩(wěn)定與安全的巖溶、滑坡、崩塌、泥石流、采空區(qū)、地面沉降、活動(dòng)斷裂等不良地質(zhì)作用和地質(zhì)災(zāi)害。

2.5地勘描述

①層填土：雜色，含粉土、云母、煤屑、磚屑及零星石塊、砂礫等，成分雜亂，稍密、稍濕。該層厚度介于3.50 m～3.70 m之間，層底標(biāo)高介于777.83 m～778.64 m之間。

②層細(xì)中砂：褐黃色，含石英、長(zhǎng)石、云母、氧化物等，局部夾薄層粉土，松散，濕～飽和。該層土的曲率系數(shù)平均值為1.013，不均勻系數(shù)平均值為5.660。該層土實(shí)測(cè)標(biāo)準(zhǔn)貫入錘擊數(shù)平均值為9.1擊，標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)修正錘擊數(shù)平均值為8.3擊。該層厚度介于3.60 m～4.20 m之間，層底標(biāo)高介于774.15 m～774.44 m之間。

③層中砂：褐黃色，含石英、長(zhǎng)石、云母、氧化物等，局部夾薄層粉土，稍密，飽和。鉆孔ZK3在該層的頂部7.4 m～8.6 m處揭露有約1.2 m的混凝土。該層土的曲率系數(shù)平均值為1.208，不均勻系數(shù)平均值為3.394,該層土實(shí)測(cè)標(biāo)準(zhǔn)貫入錘擊數(shù)平均值為12.8擊，標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)修正錘擊數(shù)平均值為10.1擊。該層厚度介于9.80 m～10.60 m，層底標(biāo)高介于763.63 m～764.64 m之間。

④層細(xì)中砂：褐黃色，含石英、長(zhǎng)石、云母、氧化物等，局部夾薄層粉土，稍密～中密，飽和。該層土的曲率系數(shù)平均值為1.115，不均勻系數(shù)平均值為3.125。該層土實(shí)測(cè)標(biāo)準(zhǔn)貫入錘擊數(shù)平均值為14.7擊，標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)修正錘擊數(shù)平均值為10.4擊。該層厚度介于3.80 m～4.20 m，層底標(biāo)高介于759.80 m～760.74 m之間。

⑤層粉質(zhì)粘土：褐色，含云母、氧化物及少量煤屑等，局部夾有粉土與薄層中砂。軟塑，粘性一般，稍有光澤，干強(qiáng)度中等，韌性中等，壓縮性中等，濕、中密。該層土的天然含水量平均值28.5%，天然孔隙比平均值0.78，液性指數(shù)平均值為0.91，壓縮系數(shù)平均值為0.26 MPa-1。該層土實(shí)測(cè)標(biāo)準(zhǔn)貫入錘擊數(shù)平均值為14.8擊，標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)修正錘擊數(shù)平均值為10.3擊。該層厚度介于1.40 m～3.80 m，層底標(biāo)高介于756.03 m～758.74 m之間。

⑥層中砂：褐色，含石英、長(zhǎng)石、云母及氧化物等，局部加薄層粉土中密。

3 周邊施工環(huán)境

雨水泵站位于道路交叉口的綠化帶內(nèi)，基坑?xùn)|側(cè)緊鄰一座6層的居民樓，樓房為磚混結(jié)構(gòu)，條型基礎(chǔ)，道路西側(cè)為城市主干道。

經(jīng)勘探施工現(xiàn)場(chǎng)沒(méi)有埋設(shè)任何地下管線。

4 沉井深基坑支護(hù)、降水設(shè)計(jì)

沉井基坑挖深7.5 m，基坑開挖深度范圍內(nèi)主要是填土、砂土、粉質(zhì)粘土等，土質(zhì)松軟，地下水位較高，加之深井基坑距離周邊建筑物較近，貿(mào)然采取深井降水必定會(huì)給周邊建筑物帶來(lái)不利的影響。所以為安全起見(jiàn)，基坑四周采取高壓旋噴樁邊坡支護(hù)和止水帷幕設(shè)置，對(duì)沉井基坑進(jìn)行封底處理，在基坑內(nèi)采取封閉降水措施，基坑內(nèi)布設(shè)6眼降水井。

4.1高壓旋噴樁止水帷幕

擬建泵站周圍環(huán)境復(fù)雜，為確保沉井下沉及降水期間對(duì)周邊環(huán)境沒(méi)有明顯影響，基坑施工安全，在基坑外側(cè)0.65 m位置設(shè)計(jì)高壓旋噴樁止水帷幕，高壓旋噴樁樁徑500，樁距350 mm，樁間搭接150 mm。樁頂為路面標(biāo)高，樁長(zhǎng)為24 m/21.7 m。樁間搭接為150 mm，采用兩拌兩噴，噴漿壓力不小于0.4 MPa，前后交錯(cuò)放置。水泥采用42.5級(jí)普通硅酸鹽水泥，水泥摻量：250 kg/m，水泥土軸心抗壓強(qiáng)度不小于3.5 MPa。

4.2基坑封閉降水

沉井基坑深7.5 m，為滿足開挖要求，基坑中心水位要比坑底水位低1.0 m，才有利于沉井及底板施工。

基坑內(nèi)降水采取管井降水，基坑內(nèi)布設(shè)6眼降水井，基坑外布置監(jiān)測(cè)井2眼，井深10 m，隨時(shí)監(jiān)測(cè)其水位變化情況，最大限度的減少對(duì)周邊建筑物的影響，監(jiān)測(cè)工作請(qǐng)第三方進(jìn)行。

5 施工方案

5.1施工平面布置

在基坑四周設(shè)全封閉硬質(zhì)圍擋進(jìn)行圍護(hù)，并環(huán)繞基坑設(shè)置施工便道，便道寬2 m，采用200 mm厚C25混凝土路面，混凝土路面中加鋪雙向HRB400Φ16@150 mm鋼筋網(wǎng)片。

5.2施工排水

沿圍擋設(shè)置排水明溝，排水溝斷面尺寸寬30 cm,深30 cm，坡度1%，每隔50 m設(shè)一眼集水井。排水溝要定期派人清掏，保持暢通。排水溝橫穿路面時(shí)，在排水溝上設(shè)置鑄鐵蓖子。

在施工區(qū)域大門處設(shè)車輛沖洗設(shè)施，大門旁設(shè)置三級(jí)沉淀池，沉淀池平面尺寸5.5 m×3 m，深2.5 m，底板、池壁和隔離壁厚均為200 mm，施工排水排入三級(jí)沉淀池沉淀，水質(zhì)測(cè)試合格后，排入市政管網(wǎng)。

5.3高壓旋噴樁

高壓旋噴法廣泛適用于淤泥、粘性土、砂土、黃土、素填土等多種地基，還適用于深基坑側(cè)壁擋土或擋水、止水帷幕。它分為單管法、雙重管法和三重管法，本工程采用雙重管旋噴法。

雙重管法是使用雙通道的二重注漿管，工藝原理是：兩個(gè)噴射管同時(shí)噴射出高壓漿液和空氣，利用噴射流沖擊破壞土體，在高壓漿液流和它外圈環(huán)繞氣流的共同作用下，噴嘴一面噴射一面旋轉(zhuǎn)和提升，最后在土中形成圓柱狀固結(jié)體。高壓旋噴樁所用的材料主要是水泥和水，必要時(shí)可加入少量的外加劑。水泥漿液的水灰比一般采用1∶0.8或1∶1.1，水泥一般采用32.5R普通硅酸鹽水泥。

5.4基坑封閉降水

5.4.1井點(diǎn)埋設(shè)及洗井

降水井孔徑700，采用旋轉(zhuǎn)鉆機(jī)成孔、泥漿護(hù)壁，地面泥漿需作排放處理。井管沉放前先進(jìn)行清孔，清孔采用吊筒反復(fù)上下提升洗孔。井管安放垂直，井管與壁間用粒徑3 mm～5 mm碎石填充作過(guò)濾層，并設(shè)井蓋防護(hù)。安放水泵前，再進(jìn)行一次清洗、濾井，沖除沉渣，保持濾網(wǎng)暢通。污水泵吊入濾水層部位，潛水電機(jī)、電纜及接頭保證有可靠的絕緣，并配置保護(hù)控制開關(guān)。

5.4.2設(shè)置水泵

在安裝前，應(yīng)對(duì)水泵本身和控制系統(tǒng)作一次全面細(xì)致的檢查，井用潛水泵在陸地上進(jìn)行試轉(zhuǎn)時(shí)，運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間不得超過(guò)5 min。

5.4.3降水

降水開始前，所有抽水井觀測(cè)靜止水位，統(tǒng)一編號(hào)，統(tǒng)一基準(zhǔn)。

觀測(cè)時(shí)采用鋼尺水位計(jì)，將儀器探頭沿水位管下放，當(dāng)碰到水時(shí)，接收機(jī)會(huì)發(fā)出蜂鳴聲，讀出鋼尺電纜在管口處的深度讀數(shù)，再結(jié)合精密水準(zhǔn)連測(cè)的管口高程，就可以求出地下水位的絕對(duì)高程。

每天重復(fù)觀測(cè)，利用溝槽外地下水位的變化，監(jiān)測(cè)地下水對(duì)周邊環(huán)境的影響。

根據(jù)水位變化情況與預(yù)測(cè)計(jì)算分析，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，調(diào)整抽排系統(tǒng)，及時(shí)建議、確定采用的防治措施。

觀測(cè)時(shí)間：從開始降水到降水結(jié)束為止。做好觀測(cè)記錄，每天中午上報(bào)一次。規(guī)范要求降水至地下構(gòu)筑物基底以下500 mm，報(bào)監(jiān)理工程師復(fù)驗(yàn)，合格后批復(fù)可以進(jìn)行下一工序作業(yè)。

5.4.4排水管路

排水管道利用PVC軟管口接入，出水口設(shè)在現(xiàn)狀邊溝或其他可以排水處。

6 結(jié)語(yǔ)

本工程深基坑采用高壓旋噴止水帷幕和深井降水進(jìn)行施工，深基坑開挖后發(fā)現(xiàn)，基坑內(nèi)沒(méi)有地下水，周邊建筑物也沒(méi)有發(fā)生任何沉陷。既降低了施工難度，節(jié)約了成本，又保證了沉井施工質(zhì)量和工期，較好地解決了深基坑施工時(shí)所面臨的地下水危害和周邊建筑物保護(hù)的難題，為以后的深基坑降水施工積累了一定的經(jīng)驗(yàn)。

[1] GB 50202—2002,建筑地基基礎(chǔ)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范[S].

[2] JTJ 120—2012,建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程[S].

Introductiontoopencaissonclosedprecipitationofdeepfoundationpitconstructiontechnology

JingJing

(TaiyuanMunicipalEngineerCompany,Taiyuan030002,China)

Open caisson sinking is the key of the pumping station project process, collapse and leakage easily in the construction process. In this paper, combined with a rainwater pumping station project, the paper introduces the drainage sinking of open caisson construction technology, better solve the pump when the open caisson construction of groundwater hazard protection problem and the surrounding buildings.

high-pressure whirling piles, fully closed precipitation, sinking wells

1009-6825(2017)32-0066-02

2017-09-07

荊 靖(1983- ),女,工程師

TU463

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