建筑工程深基坑降排水施工技術的控制

1、工程水文地質條件概況
　　該工程位于昆明市北市區盤龍江岸，東西方向緊鄰金刀營村和已建小區工程。建筑物為13幢17層商住樓，總建筑面積12.5萬㎡，框剪結構，場地設一層整體連通的地下車庫，其面積為26615㎡，基坑開挖長198m、寬146m，深度5.50m.深攪止水帷幕樁18300延長米。
　　擬建場地距盤龍江岸60m，Ⅰ級階地上，屬河流堆積地貌，地表為人工回填土，上部為洪積成因的粘性土、粉砂，本部為盤龍江沖積形成的圓礫層。巖土工程勘察報告表明：場地地下水位在地表下0.25～3.50m之間，具微承壓性，主要含水層為③1、③及④層圓礫。地下水受大氣降水及地表流徑補給，與盤龍江有水利聯系。根據場地土的物理力學性質差異及其工程特性分為4個主層及相應亞層，現自上而下分述如下：
　�、匐s填土：雜色，層厚0.4～2.5m，含大量碎石磚塊等雜物，其余成分為粘土，局部地段有30～40㎝耕地及溝塘淤泥深灰色軟土。
　　②粘土：褐黃色及褐灰色，軟塑、可塑狀態，濕，具中壓縮性。切面光滑，干強度及韌性中等，無搖振反應，層厚0.5～3.0m.
　　②1粉砂：灰色、稍密，濕，局部地段變為粉土，分布不均，層厚0.3～4.0m.
　　③圓礫：深灰及褐黃色，中密，飽和，顆粒級配較差，亞圓～次棱角狀，丹巖成分為砂巖、灰巖、中強風化，礫石含量60～70%，粘性粉土充填。場地均有分布。平均層厚約7.0m.
　�、�1圓礫：深灰色，松散~稍密，飽和，顆粒級配較差，亞圓～次棱角狀，礫石含量50～60%，粉土及粉砂充填，分布不均，層厚0.3～3.2m.
　　其他土層對基坑降排水及噴錨支護影響不大，故在此不贅述。
　　地下水對砼結構不具腐蝕性，對鋼結構具弱腐蝕性。抽水試驗結果：水位降至現場地面下5.0m，基坑為（146×198）㎡，等效半徑為98m時，基坑涌水量Q建議取值2425m3/d，降水影響半徑R建議取值243m，滲透系數k建議取值46.6m/d.
　　2、深基坑降排水方案的選擇
　　因場地地下水埋深0.25-3.50m，基坑開挖深度5.5m，大部分地段揭示含水量豐富的③、③1圓礫層，所以為防止開挖過程中出現基坑突涌及對周圍建筑物造成不良影響，基坑開挖前應對基坑周邊做好止水和降水技術措施。
　　止水降水措施一般有井點降水、帷幕止水防砂、坑內降水等。井點降水是普通采用的經濟而有效的降水方法。但針對本場地的工程地質特點，在基坑開挖施工前，應先進行坑內降水，因此從施工安全技術、確保工期和工程質量等方面綜合比較分析，宜采用懸掛式深攪樁止水帷幕（帷幕懸在透水層中）與坑內井點降水聯合方案。
　　由于基坑降水后，不可避免地造成基坑周圍地下水位的下降，從而使基坑周邊地面原有建筑物和地下構筑物因不均勻沉降而受到不同程度的損傷。為了減少以上影響或損傷，應在基坑與要保護的建（構）筑物之間采取回灌措施，根據本基坑的地層特點，回灌措施采用坑外回灌井，此外為了解地下水位變化，及時調整回灌水量，還應在基坑周圍設置水位觀測井。
　　3、深基坑止水、降水技術措施的工藝和做法
　　3.1 基坑壁防滲止水
　　場地淺部填土松散且厚度較大，開挖深度內地基土強度較低，地下水位埋深較淺，場地南、北、東三側均有密集的民宅分布。基坑開挖后坑壁上壓力和水壓力增大，坑壁土體極易向坑內滑移，所以為保證基坑支護施工順利進行和周圍建筑物的安全，基坑開挖前，宜在基坑開挖上口線外預先施工一排相互搭接的深攪止水帷幕樁。深攪止水帷幕樁設計和施工主要依據《建筑地基處理技術規范》JGJ79-2002及《巖土工程勘察報告》等要求進行。根據巖土工程勘察報告，擬開挖基坑底之下均為很厚的圓礫層，該層為相對強透（含）水層，無隔防止水效果，深攪止水帷幕樁只能選擇懸掛式（即帷幕懸吊在透水層中），深攪止水帷幕樁繞基坑施工呈環形閉合狀，這樣不僅延長了坑內降水時坑外地下水的深流路徑，而且有利于坑內降水和坑外回灌工作的進行，同時預設的環形閉合帷幕對深基坑的噴錨支護施工可起到兼顧支護的作用。
　　本工程深攪樁主要設計參數為：樁徑500㎜，樁心距0.35m，樁間搭接15㎝，樁長9m，固化材料采用32.5MPa水泥摻入量≥70kg/m，水灰比0.5-0.6，28天水泥土無側限抗壓強度0.80-1.00MPa.
　　3.2 基坑內部降排水
　　3.2.1 降水井
　　設計依據及主要設計參數：《巖土工程勘察報告》揭示：地下水埋深0.25-3.5m；孔隙型潛水具微承壓性；水位降至地面下5.5m；基坑面積（146×198）㎡，等效半徑為98m；基坑涌水量取值2425m3/d，降水半徑取值243m，滲透系數取值46.6m/d.降水井直徑為1m，井深7m，間距L=30m，單井出水量≥100m3/d.
　　降水井做法：在基坑開挖前錢用人工挖掘成孔，配以相應的提升運土設備完成，在挖下0.8-1.2m支模澆一節砼護壁，邊挖邊護壁，間歇交替進行，直至設計孔深。護壁砼厚100㎜、強度C20，最后一節砼護壁養護≥24h，用沖擊電鉆在護壁上（2m一下部位） 交錯制成相應數量ф10的出水口。
降水井施工技術控制要點：
　　3.2.1.1 護筒上端應高出地表25-30㎝，防止雨水和掉入異物。
　　3.2.1.2 挖掘前必須向工人進行技術、安全交底，注意抓好下挖、吊運土、護壁、找區等幾個重要環節，做好通風、排水、照明、信號聯絡等準備工作。
　　3.2.1.3 必須在護壁砼凝固后方可拆模繼續下挖，校區、修直井筒護壁、找區等幾個重要環節，做好通風、排水、照明、信號聯絡等準備工作。
　　3.2.1.3 必須在護壁砼凝固后方可拆模繼續下挖，校區、修直井筒。
　　3.2.1.4 挖孔至圓礫層時，要加強井內抽排水和支模護壁工作。
　　3.2.1.5 吊出的土方及時運走，不得堆積在孔口周圍。
　　3.2.1.6 當井內無人作業時，井口必遮蓋，防止掉入異物或墜落事件。
　　3.2.1.7 做好用于井內抽排水的潛水泵等用電線路的檢查、保護工作，防止漏電、觸電現象的發生。
　　3.2.2 排水溝
　　為避免水浸泡軟化土體，及時排放地下水，利于基坑內的作業施工，擬在基坑內、外各設一排水溝�？油馀潘疁喜加谏顢囜∧粯锻鈧染嗫颖�1.5m，呈環形封閉狀，用磚砌水泥砂漿抹面修筑，在基坑開挖前預先修好，水溝寬0.8m、深0.6m，并與市政排污管接通，根據現場具體情況，在適當位置修筑沉淀池，基坑內抽排出的地下水經沉淀池沉淀后，排入市政排污管道。坑內排水溝位于基坑壁底部，寬0.5m、深0.4m，即坑挖至底部時修筑，修筑時根據建筑物基礎外挑寬度做成的溝或盲溝。
　　3.2.3 降排水設備配置：
　　根據單井出水量大小、井深、降水井數量，每口降水井中安放一臺流量32.4～38.4m3/d、揚程大于16m的150QJ32型潛水泵，并備用4-6臺，該工程150QJ32型潛水泵總配置數量為30臺。
　　4、坑外回灌井和觀測井的設置
　　為減少因基坑降水對周邊建筑物的不良影響，在建筑物分布密集的基坑東、南、北三側，共設置坑外回灌井8口，水位觀測井5口，在回灌井無法滿足回灌要求時，水位觀測井也可兼作回灌井使用�；毓嗑�與水位觀測井可同排布設，具體位置設在基坑外側距深攪止水帷幕6-10m處（距基坑盡可能遠些）。回灌井與水位觀測井的主要設計參數相同，做法也同坑內降水井。
　　井徑D：1m、井深H≥3.5m（井深進入穩定地下水位1m以下），進坑東、南、北三側回灌井數量分別為4口、2口、2口，水位觀測井數量為別為3口、1口、1口。具體位置詳見方案設計圖。
　　5、確保深基坑降排水施工技術措施正常運行的管理要點
　　5.1 降排水施工前按城市建設有關規定需提前到相關部門辦理市政排水排污手續。
　　5.2 降排水設備配置應滿足降排水設計方案要求。
　　5.3 供電電源及供電線路要采取相應的安全保護措施，配電箱需要編號，加安全護欄、懸掛專業警示牌，并應做好防雨防雷保護。
　　保證降水期間抽水連續作業，防止突然性停電造成水位回升而影響降排水效果、降排水施工現場需配有備用電源（如：發電機、二路供電），并配有自動切換裝置。
　　5.4 為確保施工安全和施工進度、降排水施工現場需設置臨時圍擋設施，臨時圍擋要考慮其他機械的正常運作。
　　5.5 井口一定要高出地面0.3-0.5m，蓋好井口，設警示標志、嚴防行人和異物掉入井內。
　　5.6 對降水運行的水泵應做好運行日記，發現異常，及時更換組織維修。
　　5.7 對基坑抽排出的地下水須作有效疏導、排除基坑（即坑內降水井的地下水一定要抽排到地表排水溝），避免向基坑回流、回滲。
　　5.8 回灌井的回灌水量應通過水位觀測井中的水位變化進行調節控制，既要防止回灌水量過大而滲入基坑影響施工，又要防止回灌水量過小，使地下水位失控而影響回灌效果。通�；毓嗨�量不宜超過原有穩定水位標高。
　　5.9 回灌井與降水井是一個完整的系統，只有使他們共同有效地工作，才能保證地下水位出于某一動態平衡，其中任何一方失效都會破壞這種平衡，因此回灌與降水在正常施工中必須同時啟動，同時停止，同時恢復。
　　5.10 回灌水可直接用基坑抽出的地下水，但回灌前必須經沉淀過濾后方可使用；用其他水源作回灌水時，水質要潔凈未受污染。
　　5.11 降水施工前，必須對場地內所有的水位觀測井內的穩定水位進行測量、標定和記錄；江水與回灌施工過程中應加水位觀測工作，以指導和調整降水與回灌施工。
　　6、工程小結
　　深攪帷幕止水與坑內降排水聯合方案，雖然在該工程得到成功應用，比預定工期提前15天完成、施工造價控制在預算范圍以內。但它不是深基坑降排水施工技術的唯一方案，深攪帷幕止水與坑內降排水聯合施工技術方案也不是萬能的。各個工程的具體降排施工方案，必須依其水文地質資料和周圍環境情況，認真進行深入細致地分析論證和設計，方可得出合理、可行的深基坑降排水施工技術方案或措施。
　　實施深基坑降排水的工程項目，不管其降排水方案多么周密、完善，在基坑土方開挖與支護的過程中，出現局部地質變異性大、局部流沙或涌水、積水現象也是在所難免的，應先充分考慮相應的應急預案或處理措施也是很有必要的。降排水方案是否妥當，在很大程度上也是決定著深基坑施工技術方案是否成功的主要因素之一。