孔隙潛水細砂土層降板區(qū)域降水系統(tǒng)施工技術(shù)的研究與應(yīng)用

趙軍

（山西三建集團有限公司，山西長治 046000）

0 前言

伴隨我國城市的進化和發(fā)展，陸續(xù)出現(xiàn)了許多高層及超高層的建筑物，而這些高層及超高層建筑的基礎(chǔ)往往都埋設(shè)較深，而這些建筑物中的集水坑和電梯井更是深達幾米至幾十米，在建筑物基礎(chǔ)施工過程中，建筑物基礎(chǔ)較深的部位，如電梯井和集水坑，會出現(xiàn)滲水水流沙現(xiàn)象，為了解決基礎(chǔ)施工滲水，確保基礎(chǔ)安全，采用了止水為主降水為輔的設(shè)計，將地下水位降至基礎(chǔ)坑底以下，保證了基礎(chǔ)的順利施工，也為較深部位的電梯井集水坑的支護起到了一定的條件。

1 施工特點

（1）將傳統(tǒng)的整體井點降水，化整為零，實施在需要降水區(qū)域降水。

（2）可循環(huán)利用，節(jié)能，環(huán)保。

（3）對周圍環(huán)境影響較小。

（4）操作簡單方便，縮短工期。

（5）成本降低。

2 適用范圍

細沙層沙土，地下含有大量泥沙，地質(zhì)柔軟、抗剪能力差、易坍塌，地下水類型屬孔隙潛水，在降水過程中容易造成抽水孔堵塞，土方開挖大面積基礎(chǔ)底面未出現(xiàn)明水，只有在局部區(qū)域出現(xiàn)明水，如電梯井、集水坑基礎(chǔ)局部降水的一種措施及方法。

3 工藝原理

止水為主降水為輔，在需要降水的集水坑、電梯井區(qū)域打入拉森鋼板樁，打入深度為集水坑、電梯井坑深的2～3 倍，形成閉合的止水帷幕，在集水坑、電梯井開挖工程中，防止因地下水流失引起土方坍塌，地下水涌入坑內(nèi)，同時在集水坑及電梯井坑內(nèi)設(shè)施降水井抽水，以延長水位回流時間，提供干燥可靠的操作空間，保證施工安全，加快施工進度。

4 施工工藝及操作要點

4.1 施工工藝流程（見圖1）

圖1 施工工藝流程

4.2 操作要點

4.2.1 施工準備

（1）現(xiàn)場管理人員及操作工人必須熟悉圖紙，明確圖紙標高及需要降水的區(qū)域。

（2）確定操作人員，對操作人員進行可視化交底，方便現(xiàn)場指導施工。

（3）提前準備拉森鋼板樁數(shù)量，無砂濾管、防水套管及抽水泵數(shù)量。

4.2.2 測量放線

（1）將圖紙中需要降水的區(qū)域，利用全站儀投點到實際現(xiàn)場中，利用石灰粉把這些點串聯(lián)起來，形成一個閉合的區(qū)域。

（2）報監(jiān)理、甲方驗收，驗收無誤后，開始施工鋼板樁。

4.2.3 打入鋼板樁

（1）將在需要降水的區(qū)域（電梯井、集水坑）上口開挖線外側(cè)50cm 處安裝定位框。

（2）首片拉森鋼板樁打入時，鋼板樁背緊貼一側(cè)定位框，在插入過程中，從鋼板樁左右兩側(cè)同時控制鋼板樁垂直度。

（3）首片鋼板樁完成后，以此為基準，在此鋼板樁左右對稱插打。

（4）在插打鋼板樁前，用黃油或機油在每一片鋼板樁的鎖口均勻涂抹，以減少插入土時的鎖口摩擦力。

（5）在未插入鋼板樁的鎖口下端，插入硬木楔，防止打入時泥沙堵塞鎖口。

（6）注意事項：鋼板樁在插打過程中，鋼板樁下口在受到土體側(cè)壓力時，鋼板樁鎖口與鎖口之間的間隙會增大，鋼板樁上口會出現(xiàn)傾斜，在施工完成后，會出現(xiàn)大量滲漏點，所以在每施工3~4片鋼板樁后，利用紅外線掃平儀或垂球吊線檢查鋼板樁垂直度，確保鋼板樁垂直度在3%以內(nèi)，超過3%時，應(yīng)及時糾偏，并且一次性糾偏不易過多，以免鎖口卡死，影響二次施工；當鋼板樁傾斜太多時，采取多次糾偏的方法逐步減少偏移量，堅持“插樁正直、分散糾偏、有偏即糾、調(diào)整合龍”的原則。

4.2.4 土方開挖

（1）利用水平儀，測定土方標高。

（2）用小型挖掘機將鋼板樁內(nèi)土方清理至比設(shè)計基底標高低1m 處。

（3）人工配合，將基底整平，平至計劃標高。

4.2.5 換填

利用規(guī)格30~50mm 的碎石與Mx=3.7～3.1 的粗沙均勻攪拌，用攪拌好的沙石分層填至圖紙設(shè)計標高，填層厚度為1.0m。

4.2.6 預留套管、沉入污水

在沙石層中預埋3 節(jié)的管徑30cm，壁厚5cm，高90cm 的無砂濾水管，在最上面的無沙濾水管外側(cè)放置DN400 防水套管；防水套環(huán)上端高出沙石層10cm，把污水泵沉入套管最深處，進行持續(xù)性抽水，以降低水位，提供方便、干燥工作面，以保證工序的正常施工。

4.2.7 底部墊層與擋土墻施工

（1）在沙石面層上鋪設(shè)U 型（底筋＋側(cè)壁豎向鋼筋）開口鋼筋，具體為先綁扎C8@200 雙層雙向墊層底板鋼筋，再將側(cè)壁水平、豎向筋提前固定好。

（2）澆筑150 厚微膨脹抗?jié)B混凝土底面墊層，待混凝土凝固后，放線，綁扎側(cè)壁鋼筋，報監(jiān)理驗收。

（3）墻模板安裝并加固，全部用一次性的止水螺桿，防止出現(xiàn)滲水點，模板安裝完成后，利用紅外線掃平儀、米尺等工具，檢查核對墻模板的幾何尺、軸線、標高、垂直度等，模內(nèi)應(yīng)清理干凈。涂抹脫模劑，上報監(jiān)理整體驗收合格后澆筑C20 微膨脹抗?jié)B混凝土。

4.2.8 防水施工

（1）取出污水泵和最上面一節(jié)無砂濾水管，利用C20 微膨脹抗?jié)B混凝土澆筑DN400 防水套管，管口封死。

（2）基層清理混凝土表面的污漬灰塵全部清理干凈，用噴水壺將其底板與墻面濕潤，但不可有凝水，以確保滲透結(jié)晶物質(zhì)能夠很好的從水滲透到混凝土里即可。

（3）按照涂刷法施工。把粉料與水按照1:0.25~0.30 的比重混合攪拌，將其均勻的涂抹在混凝土表面，確保首道干透后方可涂刷第二道，涂刷2~3 道，每一道必須均勻涂抹，涂料的用量需維持在1.2~1.5kg/m2，厚度達到0.8~1.2mm 之間。

（4）待水泥滲透結(jié)晶層完全干透后，在結(jié)晶層鋪設(shè)4mm 厚的SBS 改性瀝青防水卷材，鋪設(shè)2 道，在施工過程中，嚴禁尖銳的物體與其接觸，避免出現(xiàn)損傷。

（5）澆筑50mm 厚的C20 細石混凝土防水保護層，立面采用1:2.5 水泥砂漿抹灰。

4.2.9 鋼板樁拔出

（1）拔樁機在拔出鋼板樁時，會產(chǎn)生一定的震動，引起土體位移和土面沉降，因此對于封閉式鋼板樁墻，拔樁開始點應(yīng)離開角樁5 根以上，并且使用跳拔的方法間隔拔除，拔樁順序一般與大樁順序相反。

（2）鋼板樁拔出后，立即用小挖機對土方坍塌部位進行回填，以減少對周圍建筑物的影響，回填土時應(yīng)分層回填，利用蛙式打夯機對回填土進行分層夯實，應(yīng)設(shè)計要求，回填土壓實系數(shù)λc≥0.94。

（3）拔出的鋼板樁應(yīng)及時清理土砂，涂上油脂，變形較大的鋼板樁需調(diào)直處理，并且將鋼板樁及時運出施工區(qū)，堆放到平整場地上，以確保能二次利用。

4.2.10 基礎(chǔ)施工

綁扎局部需要降水區(qū)域（如電梯井、集水坑）的基礎(chǔ)鋼筋，與整樓基礎(chǔ)鋼筋連成一體，支設(shè)模板，待監(jiān)理驗收合格后，澆筑混凝土，一次成形。

5 材料與設(shè)備（見表1~4）

表1 主要材料

表2 主要施工機具

6 安全措施

（1）組織全體進場人員學習安全知識，進行安全交底，公司定期或不定期地進行安全檢查，發(fā)現(xiàn)不安全因素立即整改，防患于未然，切實做好安全施工。

表3 主要使用儀器

表4 勞動力組織

（2）各種施工、操作人員須經(jīng)安全培訓，不得無證上崗，各種作業(yè)人員應(yīng)配戴相應(yīng)的安全防護用具。

（3）嚴禁操作人員違章作業(yè)，管理人員違章指揮。

（4）加強施工的監(jiān)控測量，應(yīng)隨時觀測坑的穩(wěn)定性，如發(fā)現(xiàn)塌方現(xiàn)象，應(yīng)及時采取有效措施，確保施工安全。

（5）現(xiàn)場設(shè)立安全標語牌，人人都要有自我保護意識，確實做好施工現(xiàn)場的“三寶”“四口”“五臨邊”的防護工作。

（6）防水施工時，按要求配備足夠的消防設(shè)施，嚴防火災(zāi)發(fā)生。

（7）塔吊機械必須按規(guī)定的塔吊起重性能作業(yè)，嚴格按照塔吊吊運手冊運行，并嚴格按照工地制定的十不吊原則實施。

7 案例應(yīng)用

晉中田森蘊華街（新晉玖里）項目，位于晉中市榆次區(qū)蘊華街以南，匯通路以東，總建筑面積86502.36m2，地上建筑面積70236.37m2，地下建筑面積 15643.93m2，包括 4 棟（2#、3#、4#、5#樓）高層住宅，建筑面積：56189.09m2；1# 商業(yè)樓 14047.28m2，以及地下車庫12478.54m2。

根據(jù)勘察單位提供的《晉中蘊華街項目巖土工程勘察報告》，本次勘探深度范圍土質(zhì)為細沙層沙土，抗剪能力差、易坍塌，地下水類型屬孔隙潛水，勘察期間實測穩(wěn)定水位埋深，7.50～9.05m，水位標高785.77～785.95m。本工程抗浮設(shè)防水位標高786.95m。根據(jù)設(shè)計圖紙，基坑采用管井降水。大面積基底標高在-7.25m，電梯井與集水井基底標高都在-8.00m 以下，大面積基底0.5m 一下未見明水，但在開挖電梯井和集水井的基底時出現(xiàn)明水，導致無法施工。

本工程降水井采用管井降水，共設(shè)置69 口降水井，由于地下含有大量泥沙，地質(zhì)柔軟易坍塌，將管井側(cè)壁空隙全部堵住，導致地下水無法滲進管內(nèi)，且水量極少，無法達到降水的效果。

經(jīng)項目部研究、討論，集中對較深的電梯井及及水坑采用鋼板樁＋膨脹抗?jié)B混凝土底部及側(cè)壁墊層＋降水井降水的方式施工。由于基礎(chǔ)標高在-6.10m，集水坑及電梯井標高在-8.50～-9.70m，兩者相差2～4m 的高差，所以采用12m 拉森鋼板樁在原土面層-6.0m 處打至-18.0m，超過集水坑及電梯井基坑深度的2～3 倍，同時在集水坑及電梯井坑內(nèi)設(shè)施降水井抽水，以延長水位回流時間，防止土方坍塌，保證施工安全，加快施工進度。

8 應(yīng)用成效

晉中田森蘊華街（新晉玖里）項目通過在降板區(qū)域局部設(shè)置鋼板樁+降水井進行局部降水，靈活使用降水設(shè)施，代替整體降水系統(tǒng)，達到局部降水效，將整體降水系統(tǒng)，化整為零變?yōu)榱闵⒉⒛苤貜屠玫慕邓到y(tǒng)，大大減少了降水井的設(shè)置及降水的其他配套設(shè)置，實施在各個需要降水的區(qū)域降水；由原來大面積設(shè)置69 口降水井，改為集中在主樓的電梯井集水坑中設(shè)置降水井，共計10 個；大大縮短了施工時間，提高了效率，節(jié)約了成本。

9 結(jié)論

在建筑基坑施工中降水技術(shù)是施工中的重要工作，合理的選擇降水技術(shù)可以有效的降低在建筑基坑中的土體含水量及地下水位，晉中田森蘊華街（新晉玖里）項目采用的局部降板區(qū)域鋼板樁止水圍堰+降水井降水方案，本著“以止水為主，降水為輔”的方針，保證了基礎(chǔ)土方在開挖工程中，無任何塌方或流沙現(xiàn)象，保證了施工安全，縮短了工期，節(jié)約了成本。