止水帷幕樁封閉降水施工

嚴 歲 莉

(中鐵三局集團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 歲 莉

(中鐵三局集團建筑安裝工程有限公司，山西 太原 030006)

以中鐵三局集團科技研發中心工程為例，對基坑的降水方案進行了研究，并對工程采用的止水帷幕樁封閉降水技術的施工工藝進行了詳細闡述，分析了降水對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行。

止水帷幕樁，降水，施工

0 引言

中鐵三局集團科技研發中心工程位于太原市新建南路1號，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，場地地下水位約-3.5 m，為了在基坑開挖期間減少基礎內土質和基底的含水量、保持基坑邊坡和基坑底板的穩定、施工場地鄰近建筑物和地下管網的使用、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，基坑外圍設φ850 mm止水帷幕樁，樁長23 m(西側25 m)。基坑內設27眼降水井，井縱橫向間距約為14 m，井深20.7 m，相對標高-21.9 m，(深入基底7.5 m)；2眼觀測井，井深18 m，相對標高-19.2 m。基坑外設19眼回灌井，井深15 m；5眼觀測井，井深15 m。2)降水井采用一井一泵，一泵一管獨立降水。降水井水管與排水總管相連，排水總管接入基坑南側沉淀池。水流經三級沉淀后排入市政管網。回灌采用自然回灌和加壓回灌相結合的方式，基坑北側、西側、南側采用加壓回灌，東側采用自然回灌，在西側設加壓回灌水箱，水泵抽取沉淀池內清水給水箱供水。回灌采用自動控制裝置，通過水位傳感裝置啟閉加壓回灌水泵，實現回灌智能化。3)降水井成孔直徑700 mm，井管直徑400 mm。基坑內10眼降水井采用鋼管井，其余17眼采用水泥網眼管井。東側基坑邊采用大管徑自然回灌井，西、南、北側基坑邊采用小管徑加壓回灌。大管徑回灌井做法同水泥網眼降水管井，小管徑加壓回灌井成孔直徑120 mm，井管直徑76 mm。觀測井做法同小管徑回灌井。

2 降水施工技術的要求

2.1 成孔施工工藝

1)采用反循環泥漿護壁成孔，循環泥漿性能要求為: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)砂石泵啟動前要檢查系統的密封情況，從砂石泵吸入口直到鉆頭吸渣口上，發現密封不好及時處理。3)啟動砂石泵，待反循環正常后，才能開動鉆機慢速回轉下放鉆頭。開始鉆進時先輕壓慢轉，當鉆頭正常工作后，逐漸加大轉速調整鉆壓。4)鉆進過程中應細心觀察進尺及砂石泵排渣出渣情況，排量減少或水中含鉆渣較多時應適當控制鉆進速度。5)鉆進時如孔內出現坍孔等異常情況時，應立即將鉆具提離孔底并控制泵量，保持沖洗液循環以吸除坍落物；同時向孔內輸送性能符合要求的泥漿，以抑制繼續坍孔。6)為提高鉆進效率和保證孔壁穩定，必須及時換漿和排渣，確保泥漿性能指標滿足鉆進成孔需要。7)成孔質量標準：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：鉆孔達到設計深度后，此時空轉不進尺，加大泵量，以比重1.05～1.10的低比重新泥漿替換孔內比重較大的泥漿。9)濾管安置：濾管接頭處用4根竹片及鐵絲綁扎結實，必要時接頭處包紗網。濾管安置后應保持垂直和居中。10)濾料填筑：濾管下完后注清水，稀釋孔內泥漿比重接近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四周用粘土填實封死。11)洗井：洗井采用空氣壓縮機，先清除泥漿再進行抽水，待水清砂少后再安裝潛水泵進行抽水，直至滿足要求為止。成井后必須及時洗井，做到隨打隨洗，不得擱置時間過長或成孔后集中洗井。

2.2 排水、回灌系統及觀測井的技術要求

1)抽水泵采用0.75 kW～3 kW，流量5 m3/h～25 m3/h清水泵，對每口管井中設置的潛水泵進行試運轉，檢查泵體及控制系統是否能正常運轉，確認無誤方可使用。

2)抽水管采用φ32 mm的高強度膠管。

3)在場地北側、西側、南側設DN200排水總管，排水坡度3‰，并在適當位置預留DN50排水口便于與抽水膠管連接。在南側靠近廁所的位置設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、場地綠化、現場噴灑，減少揚塵；一部分水用于基坑回灌，從而節約水資源。

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，根據自然水位下降大小調整回灌力度。回灌宜用清水，用沉淀池抽出的清水進行回灌。

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

6)觀測井水位變動范圍為原水位上下0.5 m。

7)觀測井安裝電子感應水位裝置。

回灌智能化系統示意圖見圖1，原理圖見圖2。

2.3 降水運行及管理

1)西側降水井待袖閥管注漿加固施工結束后，方可進行成井施工，避免地基加固施工影響成井質量。

2)降水在土方開挖前10 d或更早進行，隨著開挖深度的加深可逐節拆除上部井管，水泵在疏干時可隨井內水位即時開泵與關泵，根據開挖進度，控制井內水位在一定深度內。

3)每天對抽水設備進行檢查，及時發現設備運行中的故障和異常狀況，以便及時排除。

4)降水運行過程中，現場實行24 h值班制，值班人員做好各井的水位觀測工作，認真做好各項施工記錄。對降水運行的記錄，及時分析整理，繪制Q—t(抽水量與時間圖)與s—t(水位下降值與時間)關系曲線圖，分析水位下降的趨勢與流量變化，預測水位下降至設計要求的時間，根據實際抽水情況，指導降水運行，不斷優化降水運行方案。

5)井口、井管設置醒目標志，做好標識工作。

6)土方開挖時，要派專人配合挖機施工，做好井管、抽水管及電路的保護工作，確保降水持續正常運行。

2.4 降水監測

1)在降水過程中，對各降水井和觀測井，掛牌標志，對水位、水量同時進行觀測。

2)降水開始后，在水位未達到設計要求前，每天對觀測井進行測量，測量由專人負責，每天早上6:30，下午17:30進行測量，并保證水位，水量監測準確、真實。

3)當水位穩定時，每天觀測1次，主體施工至±0.00 m，每周1次。

4)水位有異常情況時，要根據需要隨時觀測。

5)水位觀測精度±1 cm，流量觀測精度±0.1 m3。

3 降水運行相關措施及應急措施

1)降水應急方案：如出現圍護滲漏、大量降水、明水倒灌等原因導致水位降不下去，而影響基坑開挖進度。采用在開挖部位施工輕型井點進行強行降水，在短時間內解決降水不到位引起的問題。

2)用電供應方案：在施工過程中，為防止臨時停電影響降水施工進度，現場配備柴油發電機組一套，并在臨時停電時迅速開啟備用電源。

3)排水保證措施：施工現場潛水泵數量除滿足現場正常施工要求外，應多配置6臺，防止潛水泵不間斷運行導致水泵燒壞，以便第一時間進行更換。

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

4)井管保護：基坑開挖期間，保護降水井管及排水管道，以防被碰壞或壓壞，由專人看護井口，進行井口覆蓋，防止雜物掉入，以保證開挖期間降水井持續正常運轉。坑內降水井的孔位根據深基坑的支撐圖正確定位，不能與設計的支撐相碰。

4 降水對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。情況嚴重時可能引起周邊建筑物的開裂、道路的塌陷等嚴重情況的出現，所以在基坑降水過程中，為防止以上情況出現，應制定相應的應對措施：

1)在抽水過程中，安排專人對出水的清濁度進行觀察，如果發現出水渾濁，說明抽水過程中有大量泥沙抽出，則應立即停止抽水，根據漏沙情況，制定詳細處理措施(如在井管內加隔沙內套等方法)。

2)應盡量避免降水漏斗的形成，或適當緩解降水漏斗的坡度，在降水過程中，根據觀測情況進行回灌，盡可能減少對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，提前制定應急措施，確保抽水過程不間斷地進行。

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

5)基坑開挖期間若出現明水，設500 mm×500 mm×500 mm集水井進行明排或設300 mm×300 mm盲溝，將水引入井內抽走,也可增加真空井點輔助強降。

5 評價

1)環保性：本工程將基坑的地下水抽取后，經過過濾、沉淀等處理后儲存于沉淀池，一部分水用于沖洗廁所、場地綠化、現場噴灑，減少揚塵；一部分水用于基坑回灌，大大節約了水資源。

2)技術先進性：回灌采用自動控制裝置，通過水位傳感裝置啟閉加壓回灌水泵，實現回灌智能化。

3)經濟性：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使用；本工程基礎施工期間，除飲用水外，其他生活和施工用水都為經處理后的基坑地下水，降低了施工場地的用水成本。

6 結語

本工程采用止水帷幕樁封閉降水技術,地下水的控制采用坑內深井降水與坑外回灌的方案,從而達到了深基坑施工安全可靠、經濟合理、節能環保的目的。

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

嚴歲莉(1980- )，女，工程師

TU463

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