某工程井點(diǎn)降水及基坑土方開挖施工技術(shù)

趙智龍

(山西一建集團(tuán)有限公司，山西太原 030000)

1 工程概況

本工程位于太原市小店區(qū)，結(jié)構(gòu)類型為框架結(jié)構(gòu)，長67.5 m，寬51 m，建筑面積23 456.47 m2。建筑場(chǎng)地平均標(biāo)高為－3.0 m，基坑開挖底標(biāo)高為－7.47 m，地下水位在－4.9 m左右。基坑開挖尺寸長為76 m，寬為59 m，深為4.47 m。擬建建筑物南面有一棟單層建筑(已拆除)，西南角有一魚塘，見圖1。

圖1 某建筑物平面圖

根據(jù)建設(shè)單位提供的巖土工程勘察報(bào)告，地基土分層情況見表1，基坑影響范圍場(chǎng)地地基土從上至下分為三層:第一層:耕土平均厚度0.54 m;第二層:粉土平均厚度4.25 m;第三層:中砂平均厚度7.47 m。

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)工程地質(zhì)報(bào)告、現(xiàn)場(chǎng)探井情況及地下水含水層為第三層中砂，水位標(biāo)高為771.9 m左右，離地面埋深1.6～1.9之間。

表1 地基土分層及主要物理力學(xué)指標(biāo)

2 施工方案選擇

由于本工程地下水位高，西南部位又有一魚塘存在，所以在基坑開挖前必須進(jìn)行降水處理，同時(shí)對(duì)魚塘也要進(jìn)行排水、填埋處理，以便于降水施工及后續(xù)施工，為提高工作效率，降水方案采用井管降水措施，基坑開挖采用1∶1大放坡開挖措施。

3 施工部署

1)根據(jù)井點(diǎn)降水計(jì)算書，在基坑開挖線外1.5 m周圈布設(shè)23個(gè)降水井，井距 12.4 m ～13 m，井深 8.6 m，在基坑內(nèi)布設(shè)12個(gè)降水井，井距15 m左右，井深7 m，另在基坑內(nèi)布設(shè)2個(gè)觀測(cè)井;2)根據(jù)施工進(jìn)度計(jì)劃安排，做好渣土外運(yùn)申報(bào)和天氣預(yù)報(bào)資料收集工作，保障土方開挖的順利進(jìn)行;3)排水所使用的電氣元件，設(shè)備須符合JGJ 46-2005施工現(xiàn)場(chǎng)臨時(shí)用電安全技術(shù)規(guī)范的相關(guān)要求，經(jīng)驗(yàn)收合格后方可投入排水施工;4)落實(shí)專人負(fù)責(zé)設(shè)備的管理工作，保證基坑內(nèi)降水深度符合設(shè)計(jì)要求，視水量多少連續(xù)或間斷抽水，直至基礎(chǔ)施工完畢、回填土為止;5)土方開挖及基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)施工階段，組織人員對(duì)基坑的變形進(jìn)行檢測(cè)，若遇緊急狀況，立即啟動(dòng)應(yīng)急預(yù)案。

4 施工方法及工藝要求

1)施工工藝流程見圖2。

圖2 施工工藝流程

2)樁機(jī)施工要點(diǎn)。

a.吊移設(shè)備時(shí)，必須由持有專業(yè)執(zhí)照起重人員來進(jìn)行作業(yè)，嚴(yán)禁無證操作，吊移鉆機(jī)時(shí)應(yīng)由專人指揮。

b.樁機(jī)安裝時(shí)應(yīng)做到三點(diǎn)一線，即鉆桿、轉(zhuǎn)盤、樁孔中心應(yīng)在同一鉛垂線上，以保證鉆孔的垂直度，轉(zhuǎn)盤的中心同樁孔中心位置的偏差不大于10 mm。鉆機(jī)安裝應(yīng)平穩(wěn)、牢固，鉆進(jìn)中不得有位移，底座應(yīng)墊實(shí)，在鉆進(jìn)中應(yīng)經(jīng)常檢查。

c.設(shè)備安裝就位后，應(yīng)精心來調(diào)平，作業(yè)之前應(yīng)先試運(yùn)轉(zhuǎn)，防止成孔或灌注中途發(fā)生機(jī)械故障。

d.所有的機(jī)電設(shè)備接線應(yīng)安全可靠，位于運(yùn)輸?shù)缆飞想娎|應(yīng)埋設(shè)管道保護(hù)。

e.各項(xiàng)設(shè)備的安裝、使用、搬遷、拆卸和維護(hù)保養(yǎng)應(yīng)按其使用說明書正確操作使用。

3)泥漿制備要點(diǎn)。

泥漿制備選用高塑性膨潤土，泥漿護(hù)壁應(yīng)符合下列規(guī)定:施工期間護(hù)筒內(nèi)的泥漿面應(yīng)高出地下水位，在受水位漲落影響時(shí)，泥漿面應(yīng)高出最高水位。

4)鉆進(jìn)成孔要點(diǎn)。

a.循環(huán)系統(tǒng)設(shè)置:根據(jù)場(chǎng)地的實(shí)際情況，對(duì)循環(huán)系統(tǒng)的設(shè)置進(jìn)行合理布局，并要求沖洗液循環(huán)暢通，易于清除鉆渣。循環(huán)池容量不宜小于12 m3，沉淀池容量不宜小于8 m3，以確保沖洗液正常循環(huán)，循環(huán)槽的坡度以1∶100為宜。開孔鉆進(jìn)時(shí)應(yīng)先輕壓、慢鉆并控制泵量，進(jìn)入正常工作狀態(tài)后，逐漸加大轉(zhuǎn)速和鉆壓。在正式施工前，先進(jìn)行試成孔。

b.鉆孔作業(yè)要連續(xù)進(jìn)行，因故停鉆時(shí)，必須將鉆頭提離孔底5 m以上以防止坍孔埋鉆。

c.在鉆進(jìn)過程中，要注意地層變化，對(duì)不同的土層，采用不同的鉆進(jìn)方法。在硬粘土中鉆進(jìn)時(shí)，用一擋轉(zhuǎn)速，放松起吊鋼絲繩，自由進(jìn)尺;在普通粘土、砂粘土中鉆進(jìn)時(shí)，可用二擋、三擋轉(zhuǎn)速，自由進(jìn)尺;遇地下水豐富容易坍孔的粉砂土，宜用低擋慢速鉆進(jìn)，減少鉆頭對(duì)粉砂土的攪動(dòng)，同時(shí)要加大泥漿比重和提高水頭，以加強(qiáng)護(hù)壁防止塌孔。

d.鉆孔時(shí)，必須采取減壓鉆進(jìn)，即使孔底承受的鉆壓不超出鉆錐重力和壓重塊重力之和扣除浮力后的80%，這樣可使鉆桿維持豎直狀態(tài)，使鉆頭豎直平穩(wěn)旋轉(zhuǎn)，避免或減少斜孔、彎孔和擴(kuò)孔現(xiàn)象。

e.達(dá)到設(shè)計(jì)孔深后及時(shí)清孔提鉆，清孔時(shí)先將鉆頭提離孔底15 cm～20 cm，輸入泥漿循環(huán)清孔，并應(yīng)控制泥漿比重，調(diào)節(jié)泥漿性能。以所換新鮮泥漿達(dá)到孔內(nèi)泥漿含砂量逐漸減少至穩(wěn)定不沉淀為度。

f.下管:下管采用懸吊式托盤下管法，管筒在砂層段必須用紗網(wǎng)包封嚴(yán)密，以防涌砂。在下濾水管先下長1.0 m沉淀管(混凝土實(shí)壁管)，然后再下混凝土濾水管，上下管之間用竹皮(細(xì)竹子)鐵絲綁扎連接。下管時(shí)，必須把管中心對(duì)準(zhǔn)鉆孔中心，嚴(yán)禁管壁與孔壁靠在一起。下泵宜用麻(或棕)繩吊裝在井內(nèi)，下到設(shè)計(jì)深度，并在井口綁牢。

g.填濾料:下管結(jié)束后，應(yīng)立即在管壁與孔壁之間進(jìn)行填濾料，圍填時(shí)應(yīng)慢慢用鐵銑從四周填入，并用鋼筋搗實(shí)，防止中間出現(xiàn)漏空現(xiàn)象。

h.洗井:采用排污泵或清水泵洗井，洗井標(biāo)準(zhǔn)以井內(nèi)抽出的水清澈為準(zhǔn)，并洗井時(shí)間不得小于4 h。

i.基坑周邊鋪設(shè)主干集水管(φ=200 mm)，將各井抽出的水匯入排水指定地點(diǎn)。主干集水管的坡度(坡向指定地點(diǎn))為3‰左右，管道連結(jié)牢固、嚴(yán)密，防止漏水，以免影響邊坡穩(wěn)定性。

5)基坑土方開挖施工要點(diǎn)。

土方采用機(jī)械開挖，自卸汽車運(yùn)土，人工配合機(jī)械開挖，如遇地基特殊情況，由勘察設(shè)計(jì)部門、監(jiān)理等共同勘驗(yàn)后，做出進(jìn)一步處理方案，共同確認(rèn)實(shí)施。

a.土方施工準(zhǔn)備:待水位降至挖土面以下0.5 m～1.0 m后方可開挖。

b.施工工藝:測(cè)量放線→開挖→修坡→整平→留足預(yù)留土層。

土方開挖按1∶1進(jìn)行放坡開挖，邊挖邊檢查坑底寬度及坡度，不夠時(shí)及時(shí)修整，至設(shè)計(jì)標(biāo)高再統(tǒng)一進(jìn)行一次修坡清底，檢查坑底寬和標(biāo)高，要求坑底凹凸不超過1.5 cm;

挖土深度:按設(shè)計(jì)標(biāo)高控制，為避免破壞地基土，應(yīng)在基底標(biāo)高以上預(yù)留20 cm左右清土層，人工清除;雨季施工，基坑四周以土堤或挖排水溝，以防地面雨水流入基坑，同時(shí)應(yīng)經(jīng)常檢查邊坡情況，以防坑壁塌方;基坑開挖后，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行驗(yàn)槽，作好記錄。

c.土方開挖機(jī)械及進(jìn)度安排。土方開挖采用兩臺(tái)PC360反鏟挖掘機(jī)，運(yùn)土自卸車3輛，按現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際開挖深度初步估算各部分土方工程量約21 000 m3。

d.施工注意事項(xiàng)。機(jī)械開挖一次挖至標(biāo)高，基坑邊角部位，機(jī)械開挖不到之處，應(yīng)用少量人工配合清坡，將浮土清至機(jī)械作業(yè)半徑范圍內(nèi)，再用機(jī)械掏取運(yùn)走。

［1］ 張玉新.深基坑井點(diǎn)降水探討［J］.山西建筑，2012，38(8):65-66.