高層建筑軟土深基坑降水施工技術

楊瑞盛

（山西潞安工程有限公司，山西 長治 046102）

0 前言

隨著現代經濟的迅速發展，加上我國農業用地緊張，使我國城市發展由以前的橫向發展逐漸轉變為縱向發展，從而使城市建筑逐步轉向高層。同時，為了改善城市功能，以地鐵、停車場、地下商場等為代表的地下建筑也逐漸增多，這都對城市建筑基礎施工作業提出更高的要求，同時也給現有的施工技術帶來巨大的挑戰。尤其是在軟土層進行深基坑地基施工，在軟土層含水率較高的情況下進行施工，其會受到土層中水分的影響，造成地基土固結不實，從而導致工程質量問題。

1 工程概況

某工程占地總面積38952.90m2（其中地上24038.64m2，地下1419.26m2），該項目基坑面積7784.30m2，基坑總延長395.70m，底板頂面標高為－9.90m，底板厚度700~1200mm，承臺厚度1200mm，混凝土墊層厚度150mm，開挖深度10.40~10.90m，局部開挖深度13.30m。該工程根據設計圖紙和圍護設計要求采用井點降水措施，以提高土體強度。該項目基坑降水方案，采用真空深井疏干降水，真空深井在基坑開挖前4周完成，基坑開挖時，坑內的疏干降水井全部開放，并提前3周進行預降水。

2 布置井點

本工程井點布置時，主要參照圍護設計圖展開，結合圖中具體情況，布置的井點不會與支撐、工程樁、棧橋等位置重復，布置井口應遠離支撐點，以方便支撐點的固定。設井深度則要根據基坑開挖的深度來確定，其中降水作業的開展速度主要要根據開挖的實際進度來調整。

3 降水井構造要求

實際施工中，降水井對過濾器、井壁管與井口等都有具體要求。①井口：為有效避免地表污水流入井內，通常設置的井口必須離地面約半米高，并用水泥或黏土將井口封閉；②井壁管：本工程采用的井壁管徑為273mm，管材采用焊接鋼管；③過濾器：本工程采用直徑273mm的圓孔濾水管，濾水管管口位置設兩層40目的尼龍網，以過濾較大的濾渣；④沉淀管：沉淀管與濾水管底部連接，直徑同樣為273mm，本工程設長度為1m，其主要作用是：避免過濾不徹底導致管道被徹底堵死；⑤充填濾料：從井底至地表下2m處，充填砂礫作為濾料；⑥封孔：用黏性土在濾料表面圍填壓實，然后密封井口管。

4 真空深井施工

本次真空深井施工，選擇了M200-Ⅰ型工程鉆機及其配套設備作為施工設備，主要是用井底標高來控制井點深度。以下就具體施工技術展開討論。

4.1 測放井位

依據設計的降水井圖紙完成現場井位的確定，如在實際施工中遇到某些障礙或影響正常施工時，可根據實際情況對井位進行適當調整。

4.2 埋設護口管

埋設護口管時，應將底口插入原狀土層中，護口管外用黏性土封堵，防止管外有返漿現象，護口管上部位置應適當高出地面。

4.3 鉆進成孔

該項目設置疏干井的孔徑為650mm，在進行鉆進作業時，應控制鉆速和壓力，同時要保證鉆進垂直度，使鉆孔斜度不能超過1度。此外，還必須保證完成孔的表面光滑、圓整，特別是在停止鉆孔并提出鉆機時，必須保證孔內有足夠的泥漿，以防止孔塌陷。

4.4 清孔換漿

清孔換漿是確保真空深井施工質量的關鍵，通過此項技術可避免在鉆孔進入含水層時產生過多泥渣。施工過程中，如要鉆入含水層頂板，則開始清孔換漿作業。其具體操作是：鉆進到相應高度位置后，適當抬高鉆桿，再清洗孔內雜物和泥漿，直到孔底部位沉積的泥漿厚度不超過30cm，且孔內出液無明顯泥沙位置。此項工作對最終成井質量有很大的影響，因此，在進行實際清孔換漿時，必須保證清孔質量符合要求，才能繼續下一步工作。

4.5 下井管

管道進入施工現場后，必須仔細檢查，尤其是檢查過濾器的縫隙是否符合設計要求。與此同時，下管前需先測量孔深，確保其符合設計要求，然后開始下井管施工。焊接作業中要保證焊接的完整性和垂直度，確保焊接質量不受較大影響，避免發生下井管時發生脫落現象。為確保濾水管能處于居中狀態，可在濾水管兩端位置設置找正裝置，在整個下井作業過程中，應保證作業連續性，不得發生中斷；若發現有孔內塌陷，應拔掉井管，清理干凈后再下管。

4.6 填濾料

將鉆桿下至距井底0.3~0.5m的位置，在井管上方添加悶頭進行密封，并對孔內的泥漿密度進行稀釋，使其密度降至1.05，然后逐步將濾料裝入井管，在裝入過程中，對濾料的高度進行監測，當濾料達到指定位置時，停止裝入。

4.7 填黏性土

該項目濾料表面的圍填均采用優質黏性土，為充分保證回填的密實度，將大塊黏性土壓碎后再進行回填，最好控制其粒徑在3cm以內，并盡可能減慢回填的速度，具體的回填部位需結合實際圖紙來設計。

4.8 井口封閉

封閉井口的主要目的是防止污水從地表進入井內，通常在地表用水泥漿封孔或回填較厚的黏性土層。

4.9 洗井

洗井操作主要采用空壓機抽水，當井內能自行出水后，再拔出其中的鉆桿，換上活塞對井進行清洗。若管內的水量較少，此時帶出的水量會很少，會對其中的孔壁泥皮產生沖擊，然后向其注入適量的水再帶出活塞，能使孔壁泥皮順利帶出。在活塞最終拉出的水幾乎沒有泥沙時，此時可將活塞內的水抽走，并用空氣壓縮機將管底的淤泥吹出。

在井內泥沙較多的情況下，則可采用反復關閉和打開排水管閥，以獲得較大的壓力，使井內的水出現“沸騰”現象，使井內的泥沙和泥皮被破壞，進而從排水管道中順利排出，最終將井內清洗干凈。

在以上過程中應保持相應的連續性，若中間間隔時間過長，可能會使部分泥漿表面出現老化現象，在進行沖洗時，很難對其造成破壞，從而影響最終的滲漏效果。

4.10 安泵試抽

成井過程結束后，要及時在降水井內安裝真空泵，并將真空泵與相關管道連接。管道系統、電纜系統的設置應加以適當保護，并設置相應的保護標志，以避免其他結構對其造成破壞。系統安裝完畢后，可先進行試抽水。在真空泵工作時，其管道的真空度應大于0.04MPa，這樣才能保證抽水效果。

5 降水運行操作

5.1 試運行

降水試作業前，必須對井內水位進行測量和記錄，以檢查相關設備及系統在實際作業中是否滿足降水要求。降水設備主要有潛水泵和真空泵，在正式施工前需做好調試準備工作，以確保潛水泵和真空泵能正常運行。在降水井的實際施工中，在完成一個降水井后安裝潛水泵和真空泵，使其保持工作狀態，降低基坑開挖前的水位，有利于基坑開挖的順利進行。

5.2 降水運行

建筑工程中基坑開挖前3d，一般應先進行降水井的施工，這樣才能保證基坑開挖時圍護結構內的地下水位較低。在降水運行時，真空泵必須全天不停地工作，通常一臺真空泵能供3~4口井使用，在進行第一層土開挖后，關閉真空泵，打開潛泵進行間歇抽水，當進內的水被抽干后，將潛水泵關閉，等待一段時間后，再重新打開潛水泵。若井內出水較多，應適當增加潛水泵的開啟頻率。

降水管井的管道在實際開挖施工過程中將逐漸暴露出來，此時需要根據基坑開挖的進度進行分層回收。與此同時，還要做好降水管井管道的保護工作，在井管口處設置明顯標志，提醒施工人員開挖時要注意。布設電纜線、抽水管線，應盡量避免機械施工作業區域，以免被機械設備碾壓而損壞。

實施降水作業時，現場應安排專門人員24h值守，并做好相關記錄工作，如降水出水量、設備運行時間、潛水泵開啟次數等，然后及時對獲得的數據信息進行分析，增強降水作業效果。每日提交降水運行記錄，對停抽井應及時測量水位，每天1~2次。

6 結語

綜上所述，深基坑施工是深基坑工程建設的基礎，在保證后續工作安全的同時，也為進一步完善降水技術提供保障。對于高層建筑工程來說，降水技術改進是其發展的重要內容之一，施工過程中，應嚴格按照圖紙設計，進行有效監督，根據實際情況和深井工藝進行管道布置，控制蓄水，有效避免基坑積水問題。