超深基坑施工過程中的承壓降水技術

趙 昊

中建三局集團有限公司(滬)

超深基坑施工過程中的承壓降水技術

趙 昊

中建三局集團有限公司(滬)

在超深基坑的施工中，降低承壓水是整個基坑施工中的一個重要問題。根據現場施工情況及對周邊環境監測的數據分析。連續調整開放式承壓水時間和水位，實踐表明，降水時間是與開挖密切配合的，施工時，按實際計算，確定承壓水的提取和停止泵送數值。確保結構和周圍環境的穩定性。

超深基坑承壓；減壓井結構；穩定性

1 減壓和降水方案

1.1 減壓井的配置基礎

穩定條件：基坑底面底板對含水層頂板壓力值應大于或等于承壓水的基礎頂推力。

1.2 減壓井的結構和設計要求

(1)井口：井口應高于地面0.50米，以防止地表水滲入井內。井管一般是用高質量的粘土或水泥漿封閉的，其深度不小于3米。(2)軸壁管：壁管為焊接鋼管，壁管為250毫米(內徑)。(3)過濾器(過濾管)：采用橋式濾管，濾水管上覆蓋有一層60目的尼龍網，濾管的直徑與井壁的直徑相同。(4)降水管：降水管在防止沙堵塞過程中，過濾器起主要作用。沉淀管與過濾管的底部連接，其直徑與過濾管相同，長度為1米，筒底部有鐵沉淀口密封。(5)砂礫料(砂)：過濾管從底部到1米以上的部分用砂礫料回填。(6)粘性土的填土密封：在礫石砂面上方和優質的粘土表面進行填充和壓實，并做好關閉工作外井口的工作。

2 降水減壓施工

2.1 抽水試驗

抽水試驗是根據基坑承壓水施工方案的要求，利用原有設計布置的7口威爾斯泵進行的。本次抽水試驗是非穩定流的抽水試驗。

2.1.1 抽水試驗的目的。通過現場抽水試驗測定承壓含水層的水文地質參數，驗證減壓井設計和布置的合理性。

2.1.2 抽水試驗方法。利用非完整井的非穩定流動進行抽水試驗，并在同一時間進行坑內水位觀測，歷時2769分鐘。

2.1.3 分布的合理性驗證。開挖至設計標高，根據抽水試驗時測得的壓力水頭高度，開4個威爾斯泵(單井抽水量為600 m3/d)7d后，已能夠滿足基坑的要求需要降低承壓含水層水頭和基坑穩定性的要求。當設計高程的深基坑開挖到底時，只要增加2個威爾斯泵抽水(單井抽水能力為600立方米/天)1d后，也可以滿足需要，以減少深基坑的最高水位要求范圍。以上的分析計算結果表明：抽水試驗只需6個威爾斯泵就能滿足工程深基坑的降水要求，所以相比于7個威爾斯泵的總體設計，可留下1口降水井備用威爾斯泵，安全儲備保證基坑穩定。因此，合理地解釋這種降水井的設計和布局。

2.2 孔(井)施工技術及技術要求

選擇QJl50-1型鉆機及其配套設備，工程機械，孔和管壁的過程中，過濾管正循環回轉鉆井泥漿、復墾的礫石和黏土等鉆井技術。其過程如下：(1)測量位置：根據威爾斯泵布置的測量井，當井點布置受地面障礙物或施工條件影響時，現場可進行調整。(2)埋管：管口應插入原狀土的底部，采用管外土或草編織密封，防止管內回漿的施工。護口管上部應高出地面0.10米～0.3米。(3)安裝鉆機：鉆機安裝應穩固水平，鉤對準孔中心，鉤、旋轉臺和中心孔三點成一線。(4)鉆孔：鉆孔直徑550毫米。鉆孔時應將吊鉤鋼絲繩，輕壓慢轉，以保證孔的垂直度。鉆井泥漿密度控制在1.10至1.15，當起重鉆關閉時，孔必須用泥漿壓實，防止孔壁坍塌。(5)換漿：鉆孔至設計標高后，提鉆前從在0.50米的一端開始沖孔清理，逐漸向鉆孔泥漿密度為1.10的沉孔機底部進行，先打開空氣壓縮泵，水鉆管活塞中的水必須在洗井后從下部的濾水管的小孔進入。當活塞被拉動時，活塞可以在過濾區上下移動，沖擊孔壁是泥。當活塞被拉出的水中有沙子時，用空氣壓縮機泵洗井，吹出沉積在管底部的沙子，直到水中沒有沙子為止。(6)一次泵送試驗：在施工完成后，及時下放潛水泵、布設排水管、電纜等。抽、排水系統安裝完成后，即可啟動抽水試驗。(7)排水：洗滌和排水操作應使用管道排水，排水管周圍的工地通過排水管道外的市政管道入口排水。

2.3 沉淀的操作

2.3.1 試運行。(1)在試驗運行前，準確定位井口和地面標高，仍需降水的水位，然后開始嘗試檢查抽水設備，確保抽排系統能滿足降水的要求。(2)定位結束后，開始水泵的抽水試驗，以防止過濾器堵塞濾管。(3)抽水試驗結束，根據降水的影響，如果威爾斯泵的數量不能滿足降水施工的要求，可以調整或采取補救措施。

2.3.2 泵操作。由于該基坑施工結構的反演方法，當施工時間較長的基坑開挖時，可以減少對地面沉降的影響，泵的操作應根據基坑開挖深度要求改變抽水效果。通過檢查基坑開挖的穩定性，基坑開挖到15.95米時，根據頂板上頂力與地下含水層的單位土荷載，應該開始抽水作業。在抽水作業過程中，根據不同開挖深度的開挖深度控制，需要降低水頭值，增加威爾斯泵數。在泵運行過程中，對Y7威爾斯泵動水位逐日觀測，水位的深度與開挖深度應根據降低水位值，調整威爾斯泵數，并及時分析原因。

2.3.3 降水曲線。操作過程中的沉淀，根據水深記錄每日價值曲線的水位和降雨的時長，Y7井測量值的動態水位和計算水位深度的計算，威爾斯泵對應的數字表明，動態測量水的深度接近動水位深度，水頭的高度降低了計算值與實際情況相符。

4 結論

根據現場施工情況和周邊環境監測對壓力的時間和量化數據分析，對承壓水的水位控制非常好，保證了結構和周邊環境的穩定，保證了地鐵2號線的正常運行。實踐表明，深基坑承壓水問題是整個基坑施工中的一個重要問題。必須認真對待，并通過現場非穩定流抽水試驗確定承壓水的滲流系數。其次，降水的時間是與基坑的開挖和施工密切配合的，根據實際計算確定承壓水的抽排和停泵數值。密閉水的提取效果雖然不是直接影響周圍環境，但影響范圍比較大，施工時必須謹慎。

[1]秦夏強.超深基坑工程承壓水控制實踐與研究《西安建筑科技大學》- 2008

[2]長江漫灘高承壓水超深基坑分區組合式降水關鍵技術研究郭立華-《低碳世界》