浙江腾虎建设工程有限公司
摘要：地下水会对基坑开挖产生诸多不利影响，开挖过程中可能出现开挖过程中砂、涌水、管涌等不良水文地质情况。基于这种情况下应选择合适的方法来降低基坑降水的水位。本文结合工程实例，主要对突涌稳定性分析、成井、清孔换浆、井管安装等降水井施工技术进行了探讨。
关键词：高层建筑；深基坑；降水；分析计算；降水井施工
1工程概况
该工程基坑长度为126m，宽度为99.3m，占地面积12000 m2，三层地下室，电梯坑的深度达到22.68m，主楼部分开挖深度为16m，裙楼基坑的深度是14.3m，基坑支护支撑结构采用φ850mm三轴水泥搅拌桩+φ1100mm钻孔灌注桩，同时设计了三道临时钢筋混凝土支撑。
2降水目的及要求
根据本场地地质条件、支护设计、土方开挖及基础底板结构施工的要求,本工程降水的目的主要为:降低土体内的含水量,增加土壤的固结强度及直立性,提高土体的有效应力,为稳定边坡、减缓基坑维护结构变形创造有利条件;为土方开挖提供必要的施工条
件;防止土方开挖过程中和结构施工过程中出现不良地质情况产生,保证施工的顺利
进行。
降水要求为:在土方开挖过程中,随时观察土体内的含水量,特别是开挖接近透水层
土体时,应提前48h开启降水井;地下承压水位的高度应控制在最深开挖面标高以下
0.sm;降水过程中加强对降水影响范围内建筑物的沉降观测和观测井内的水位变化,尽
量缩短降水时间,以控制周边建筑物的总沉降量。
3基坑突涌稳定性分析
在基坑设计标高以下有承压含水层，在开挖过程中必须有效控制承压水头的埋深，防止突涌事故的发生，因此，有必要对基坑的稳定性进行分析。基坑抗突涌稳定性条件，基坑底部与承压含水层顶板之间，土的自重压力应大于承压水含水层顶板处的承压水顶托力，根据下面公式进行承压水位控制。
式中：
F ----安全系数（取1.05）
hs ----基坑开挖深度（m）
D ----安全承压水头埋深值（m）
H ----承压含水层顶板埋深值（m）
γs ----基坑底板至承压含水层顶板间的土层重度的层厚加权平均值（本工程取18.00kN/m3）
γw ----地下水的重度（10.00kN/m3）
承压含水层的承压水水位较高值( 承压水位埋深为 8.60 m) 考虑，当基坑开挖深度为17.1 m时，启动减压井来降压。而电梯主体区只有主体需要降压，最大压力为2.67m，其它基坑区域不用降压。微承压水降压应根据“按需降压”原则，按照微承压水头的观测结果来确定降压井的运行，在保证覆土重量满足微承压水突稳定性要求的情况下，结合土方分层开挖逐渐降低水头高度。
4降水井施工技术
4.1成井工艺流程
准备工作→钻机进场→定位安装→开孔→下护口管→钻进→终孔后冲孔换浆→下井管→稀释泥浆→填砂→洗井→试抽水。
4.2成井设备选型
本工程钻井设备选用GPS-10型，XK-Y2钻机，成孔采用正循环自然泥浆造浆，泥浆护壁回转钻进成孔，钻头选用带保径圈的三翼钻头，钻头直径按设计及规范要求选用，根据施工经验，使用这些钻头施工稳定性好，能确保成孔质量，能有效控制成孔中的缩径现象，为确保工程质量奠定基础。
4.3成井施工技术要求
4.3.1出入场、定位、护孔管埋设
场地三通一平后钻孔进场。井位确定后，由甲方签字批准，地基应牢固，置于硬土或碎石道路上。钻机安放稳固、水平、护孔管中心、磨盘中心、大钩应成一垂线。埋设的护孔管应垂直，并打入原状土10-20cm中，周边用粘土填充夯实，井管、砂料到位后方可开钻，钻孔孔斜误差不能大过1％（对转盘采用水平尺校平），要求整个钻孔孔壁圆整光滑，钻孔时钻杆弯曲不允许使用。
4.3.2钻进清孔
钻进过程中泥浆保持1.08～1.15的比例，并采用地层自然造泥浆，整个钻进过程要求大钩吊紧后要慢慢给进（始终处于减压钻进），为了避免钻具发生弯曲，尤其是开孔口不能使钻杆和水接头产生剧烈摆动。当钻进一根钻杆后要反复进行扫孔一次，在接新钻杆前要清理孔内泥块，孔底后应彻底清洗孔，直到返回不包含泥浆，钻后返回泥砂含量<12%后提钻。
4.3.3下井管及滤管
根据设计的井深，预先把井管排列、组合，下管时所有深井的底部应按标高严格控制，并保持井口标高统一。井管应顺利平稳入孔，并对称焊接，以保证焊接垂直，完全没有间隙，确保焊接强度，以免发生脱落。为了确保井管不靠在井壁上，并保证砂的填充厚度，在滤水管的上、下部分别设有一组扶正器，过滤器应清洗干净。桥式过滤器缝隙（约1.5 ~ 2.0mm）均匀，圆孔过滤器直径约10-15mm，外包一层40目滤网。下管要准确到位，自然落下，稍转动到位，不能用力向下压，以免损坏过滤结构。
4.3.4填砂
填砂高度严格按设计图纸进行。填滤料前在井管内下入钻杆至离孔底 30m~0.50m，井管应加闷头进行密封，从钻杆内泵送泥浆进行边冲孔边逐步调浆使孔内的泥浆从滤水管内向外由井管与孔壁的环状间隙内返浆，使孔内的泥浆密度逐步调到 1.05，然后根据井的设计要求打开小泵量填入滤料，随填随测充填滤料高度。直到滤料进入预定位置。
4.3.5洗井
对于疏干深井宜采用空压机洗井，当压缩空气通过进气管通到排水管下部时，排水管中变成气水混合物密度小于排水管外的泥水混合物密度，这样管内外产生压力差，排水管外的泥水混合物，在压力差作用下流进排水管内，于是井管内就变成气、水、土三相混合物，其密度随掺气量的增加而降低，三相混合物不断被带出井外，滤料中的泥土成分越来越少，直至清水。减压深井洗井要求采用空压机和活塞联合洗井方法，要求洗井到清水。
4.3.6试抽水
在基坑正式开挖施工之前，需进行生产性抽水试验，可根据坑内外水位变化情况，初步检验止水帷幕对浅层潜水、微承压含水层以及第⑦层承压含水层的隔水效果，必要时候结合专门的地墙渗漏监测技术，及时排查渗漏点，采取相应补强措施。
5降水安全
降水成功与否直接关系到整个工程的安全，所以在施工过程中不能忽视一些降水成功与否直接关系到整个工程的安全，所以在施工过程中不能忽视一些影响降水安全的因素。
5.1连续供电
采用两路供电，一路市电，一路发电机组供电。负载为抽水泵，电源切换时间尽可能短，参照上海地区的经验，为保基坑安全，切换时间尽量控制在15分钟以内。
5.2井管保护
基坑开挖时注意保护降水井管，降水井管管材强度不是很高，经不起一些机械设备的碰撞和冲击，除了降水单位必须保证井管连接的焊接质量以外，在坑内挖土过程中，挖机等不能直接碰撞坑内井管，井周边500mm范围内的土不得用挖机操作，可以人工扦土，并要有专人指挥。坑内所有减压井要在井口统一搭设平台，在支撑上设置防护栏保护措施。
首层土方开挖之前，所有的降水井顶部必须插上小红旗以示警戒。坑内的真空疏干深井井随基坑开挖深度逐步割除多余的井管，在下层土方开挖之前，真空疏干井的管口处应设置小红旗等醒目标志，对可能受车辆行走影响的电缆线以及管路加以防护，并且抽水人员加强对现场的巡视力度。
6结语
降水是深基坑开挖过程中的一个重要环节。从当前基坑降水和开挖施工质量来看，施工质量良好，没有出现重大工程质量问题，合理可靠的降水施工技术方案，是保证基坑开挖及周边结构施工安全的重要措施。
参考文献
［1］ JGJ 120-2012 建筑基坑支护技术规程［S］
［2］李棉巧. 大基坑深井降水系统施工技术研究[J].价值工程. 2016(08)
论文作者:陈大园
论文发表刊物:《基层建设》2017年6期
论文发表时间:2017/6/19
标签：基坑论文; 含水层论文; 泥浆论文; 过程中论文; 钻杆论文; 土方论文; 水位论文; 《基层建设》2017年6期论文;