冀子龍 李磊

摘 要：伴隨著城市建設(shè)以及經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展步伐的逐漸加快，綜合管廊日益興起，且成為了當(dāng)代城市建設(shè)中具有建筑業(yè)代表性的標(biāo)示之一。由于綜合管廊深埋于地下，部分結(jié)構(gòu)段埋設(shè)較深，在具備條件大開挖的施工現(xiàn)場(chǎng)，其中的基坑降水階段則成為了在開挖深基坑時(shí)的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。故而，筆者此次主要對(duì)基坑降水與深基坑開挖中的深井降水施工展開探討。

關(guān)鍵詞：建筑施工;基坑降水;施工方法

近年來，綜合管廊工程興起，各大小城市在建管廊項(xiàng)目很多，綜合管廊通常采用基坑開挖的方式進(jìn)行建設(shè)，故而，其基坑的深度隨之增大。在處于地下水位偏高的區(qū)域，為了能讓基坑積水有效排出，并確保工程擁有高質(zhì)量與安全保障，這些已經(jīng)成為當(dāng)代管廊建設(shè)中的核心要素。而近些年興起的基坑降水技術(shù)為其提供了極為關(guān)鍵的技術(shù)支撐。然而，因該技術(shù)自身所存在的復(fù)雜性與作業(yè)難度較大等問題，在實(shí)際操作中要注意避免失誤，倘若失誤產(chǎn)生，則會(huì)對(duì)基坑及其該地段的建筑設(shè)施安全構(gòu)成危害，甚至構(gòu)成較大的經(jīng)濟(jì)和利益損失。所以說，在實(shí)際開挖階段，務(wù)必要依據(jù)實(shí)際地質(zhì)狀況以及地下水情況來運(yùn)用合理、科學(xué)、有效的施工作業(yè)方案，如此方能高效保障該階段工程及工序的有序推進(jìn)。

1 基坑降水的作用

隨著管廊工程的興起，各城市之間已經(jīng)掀起修建管廊的新高潮，目前，很多管廊工程項(xiàng)目都會(huì)采用基坑開挖，現(xiàn)澆管廊主體的施工方法。

深基坑的開挖常見于城市建設(shè)中的高層房屋建筑以及管線布控和道橋等大型的工程。假如在地下水位偏高的區(qū)域展開基坑開挖作業(yè)，若未能采用有效性的降水技術(shù)，則會(huì)致使地下水流入基坑，最終導(dǎo)致基底產(chǎn)生大量的積水，并嚴(yán)重影響施工進(jìn)度以及土層發(fā)生塌陷等事故，嚴(yán)重時(shí)會(huì)危及建筑人員及建筑物的安全性，同時(shí)造成重大的經(jīng)濟(jì)損失?？梢?，在此施工階段做好相關(guān)的降水作業(yè)是極為關(guān)鍵的，正因如此，基坑降水技術(shù)的推廣與應(yīng)用可有效的為開挖工程提供保障。該項(xiàng)技術(shù)主要是通過運(yùn)用科學(xué)有效的人工降水處理措施，將基坑及其該地段的地下水位降至基坑開挖面以下，合理性的預(yù)防地下水流入開挖的基坑中，防止積水發(fā)生和浸泡基坑事故發(fā)生。究其具體作用，分析如下：

1.1 增加基坑邊坡和坑底的穩(wěn)定性

當(dāng)?shù)叵滤黄叩臓顟B(tài)下展開基坑的開挖作業(yè)，在挖至位于地下水位之下時(shí)，因基坑呈凹槽狀，因此其底部會(huì)存在積水且被水浸泡，致使地基本身的承載力受損，不僅為開挖工作帶來難度，更是極大影響了進(jìn)度。另外，由于地下水的滲透力極強(qiáng)，也就致使邊坡土極易流失，嚴(yán)重會(huì)造成基坑的土層塌陷，危害著主體結(jié)構(gòu)與人員的安全。而運(yùn)用了基坑降水技術(shù)，則可有效將地下水降到開挖面之下的位置，確?；走_(dá)到干燥的狀態(tài)，以及有序開展確保工程進(jìn)度，還能去除因地下水滲透所帶來的不良影響，更保障了其穩(wěn)固性。

1.2 有利于機(jī)械化施工，加快工程進(jìn)度

隨著科技技術(shù)的日益興起，機(jī)械化施工逐步應(yīng)用于工程當(dāng)中，其主要目的在于不僅有效減少勞動(dòng)力的支出，還減輕了人力勞作的強(qiáng)度，同時(shí)還加快了工程推進(jìn)速度。如今，機(jī)械化施工也普遍應(yīng)用于基坑開挖階段，但由于機(jī)械化作業(yè)中存在一定的缺陷，如：當(dāng)積水較多時(shí)則會(huì)嚴(yán)重影響各類機(jī)械的正常操作，因此必須是在未產(chǎn)生大量積水的狀態(tài)下進(jìn)行。當(dāng)基坑降水技術(shù)得以有效運(yùn)用時(shí)，可有效防止因地下水所構(gòu)成的不良影響及狀況，便利于機(jī)械化的正常施工和作業(yè)，進(jìn)而加快了開挖的進(jìn)度。

1.3 增加土體有效應(yīng)力，保護(hù)周邊環(huán)境

就基坑降水技術(shù)的應(yīng)用情況來分析，一則增強(qiáng)了基坑周邊及坑底的穩(wěn)固性，確保該階段施工有序推進(jìn);二則科學(xué)的預(yù)防了因地下水所構(gòu)成的浸泡等不良影響，保障基底擁有充足的承載力，增強(qiáng)了基坑土體的干燥性和有效應(yīng)力。因此，對(duì)增強(qiáng)土體強(qiáng)度與防范水土流失有極大助益，且保護(hù)了周邊生態(tài)環(huán)境。

2 基坑降水的施工方法

2.1 降排水工程概述

沼南大道綜合管廊降排水施工主要針對(duì)基坑開挖，基坑內(nèi)降排水采用井點(diǎn)降水工藝。考慮到基坑較深，地下水豐富且水位較高，因此降排水方法必須仔細(xì)斟酌，以適當(dāng)保守為原則，確保基坑開挖邊坡及施工全過程安全。

結(jié)合沼南大道綜合管廊工程現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況及地勘報(bào)告，開挖深度小于5m施工段，降水井沿基坑兩側(cè)開挖頂邊線全線布置，位于開挖頂邊線以外1.5m處;開挖深度大于5m，屬深基坑施工段，降水井布置于由上至下第一層平臺(tái)處，距離內(nèi)側(cè)邊坡坡頂1.0m處全線布置。

2.2 降排水施工工藝流程

2.3 降排水工程施工方法

2.3.1 測(cè)放井位

根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙，由測(cè)量人員對(duì)開挖邊線進(jìn)行測(cè)量放線，然后在開挖頂邊線外側(cè)1.5m處放出井位線，降水井間距按“4、井點(diǎn)降水設(shè)計(jì)與驗(yàn)算”中得出的間距取值。另在邊線外側(cè)2米處放出排水管布置線。

2.3.2 鉆機(jī)就位

降水井運(yùn)用了反循環(huán)鉆機(jī)實(shí)施成孔作業(yè)。待測(cè)量人員測(cè)放井位完畢后，組織鉆機(jī)進(jìn)場(chǎng)安放就位。

2.3.3 挖泥漿池

布置原則：每個(gè)降水井需布設(shè)一個(gè)泥漿池，距降水井約2m處。泥漿池的排列要整齊、有序。

尺寸：長(zhǎng)3m×寬3m×深0.5m。

2.3.4 成孔

當(dāng)履帶式反循環(huán)鉆機(jī)在運(yùn)作前，必須將其鉆頭的中心線與樁孔的中心點(diǎn)相對(duì)應(yīng)，其誤差值應(yīng)小于2cm。先以正循環(huán)的形式進(jìn)行鉆進(jìn)作業(yè)，其目的是增強(qiáng)泥漿的護(hù)壁功效，進(jìn)而保障成孔作業(yè)的質(zhì)量與安全;在終孔時(shí)則改用反循環(huán)的形式進(jìn)行清孔，其目的是快速清孔，且防止沉碴增厚。在鉆孔時(shí)，成孔的位置、深度以及角度等，甚至泥漿指標(biāo)，均需檢查，預(yù)防坍孔，如若發(fā)現(xiàn)不當(dāng)可及時(shí)予以調(diào)整。

2.3.5 換漿

按設(shè)計(jì)高程開展鉆孔，經(jīng)檢查其深度、徑度以及傾斜度均符合標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，再抽凈鉆碴，接著運(yùn)用換漿法。當(dāng)鉆進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)深度時(shí)將鉆頭稍微提起，在此狀態(tài)下進(jìn)行循環(huán)浮碴，而殘存的鉆碴陸續(xù)浮出，孔內(nèi)泥漿的比重與含量持續(xù)下降，隨后注入清水實(shí)施循環(huán)置換，其中要隨時(shí)對(duì)清孔的質(zhì)量進(jìn)行檢查;少數(shù)孔底沉碴可運(yùn)用泥漿泵實(shí)施吸出形式的清孔。當(dāng)清孔后泥漿要符合如下指標(biāo)：密度低于1.1-1.2，含砂率<8%，粘度17～20Pa.s，膠體率>98%;灌注混凝土前，孔底沉碴厚度≤300mm。

2.3.6 吊放井管

此過程中需注意，井管須緩慢下放，接頭處要進(jìn)行纏裹，四周的鐵絲必須捆緊，防止泥砂導(dǎo)致井管淤塞或上下節(jié)井管發(fā)生錯(cuò)位的現(xiàn)象。另外，吊放過程中要確保垂直且對(duì)準(zhǔn)井孔中心。為防范異物不慎流入，因此井管需略高地面約20cm，且井口暫閉。

2.3.7 填濾料

當(dāng)井管下放之后進(jìn)行濾料填入作業(yè)。該環(huán)節(jié)要注意，必須沿井孔周邊呈均勻形式填入，并且呈連續(xù)性，可有效將泥漿擠出井孔。此時(shí)還要注意填濾料的高度，當(dāng)隨填隨測(cè)，如若發(fā)現(xiàn)不當(dāng)則要及時(shí)排查原因。不可運(yùn)用機(jī)械填料，通過人工下料，防止不均勻或是沖擊了井壁的狀況發(fā)生。

2.3.8 洗井

成井之后，則要運(yùn)用污水泵進(jìn)行及時(shí)性且反復(fù)性的抽洗作業(yè)，不可間隔太工時(shí)間，以防護(hù)壁泥漿的逐漸老化而難以破壞，進(jìn)而影響到其滲水的效果。當(dāng)洗井之后，則要進(jìn)行抽水試驗(yàn)，確保其能滿足于施工需求。

2.3.9 水泵安裝

水泵采用2寸潛水泵，用絕緣材料繩吊放至距離井底約0.5m處。實(shí)施安裝作業(yè)且接通電源，可于每井周邊設(shè)置電線桿及電閘箱，以達(dá)到單井單控的形式，并裝置漏電保護(hù)系統(tǒng)。

2.3.10 鋪設(shè)排水管網(wǎng)

排水管網(wǎng)采用φ200鑄鐵管作為排水主管路。排水管線布置在基坑頂邊線外側(cè)2m處，按單向3‰坡度控制為宜。

2.3.11 開泵抽水

鋪設(shè)排水管網(wǎng)之后可實(shí)施抽水作業(yè)。當(dāng)缺水中出水量偏大，為預(yù)防排水管網(wǎng)的排水力欠缺，可間隔性的逐一啟動(dòng)水泵。若出砂量偏大時(shí)，則可略上提水泵，如若仍偏大，則要停泵補(bǔ)井并洗井。

3 總結(jié)

本次降排水施工基本滿足了該工程的要求，可以做到將水位將至開挖底標(biāo)高以下500mm，并長(zhǎng)久保持此狀態(tài)，保證地基承載力，邊坡穩(wěn)定性確?；娱_挖施工有序快速進(jìn)行。但在施工過程中也有一些不足需要在以后的施工中進(jìn)行考慮，其中包括：

1）由于前期沒有考慮到倒虹段的開挖深度與其他結(jié)構(gòu)段的不同，將降水井位置全都放在同一排，在倒虹段開挖過程中，降水井位置影響邊坡開挖，將其廢掉，并重新進(jìn)行了打井降水，造成資源浪費(fèi)，重復(fù)施工的情況;

2）由于降排水工藝的不成熟，屬于輔助施工，對(duì)于降排水的考慮并不全面，在打井期間沒有考慮到井的底部2m存在淤泥無法清理干凈，打井時(shí)按照計(jì)算的理論數(shù)值來施工，最后實(shí)際有效抽水深度比理論值少了2m，索性本次施工過程中除了倒虹段等較深的結(jié)構(gòu)段外其他井均滿足現(xiàn)場(chǎng)施工要求，沒有對(duì)后期施工造成影響，但在今后的施工過程中應(yīng)該特別注意此類事件，以免影響后期施工和造成不必要的經(jīng)濟(jì)損失。

4 井點(diǎn)降水設(shè)計(jì)與驗(yàn)算

4.1 井點(diǎn)管埋深H的確定

4.2 標(biāo)準(zhǔn)段基坑

（1）基坑取長(zhǎng)100m，進(jìn)行計(jì)算。

深井系統(tǒng)總涌水量計(jì)算

井底未達(dá)到不透水層，故采用非完整井。

深井井點(diǎn)總涌水量為下式：

通過加權(quán)平均求得：K≈6.2（m/d）

4.2.1 當(dāng)水位線位于最淺層-2.8，需要降水水深5.8m

H0根據(jù)《建筑施工計(jì)算手冊(cè)》

（4）井點(diǎn)管的間距

4.2.2 當(dāng)水位線位于-6.6，需要降水水深2，此時(shí)基坑長(zhǎng)度取20米

H0根據(jù)《建筑施工計(jì)算手冊(cè)》

（2）單根井點(diǎn)管的極限涌水量;

（4）井點(diǎn)管的間距

根據(jù)計(jì)算，現(xiàn)場(chǎng)井點(diǎn)間距根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際水位情況，在井間間距在4.5m～14.5m取值。

4.3 倒虹段深基坑

倒虹段基坑深12.5m，基坑長(zhǎng)27m。故需要重新計(jì)算基坑的假想半徑和深井井點(diǎn)總涌水量。

（1）深井系統(tǒng)總涌水量計(jì)算

深井井點(diǎn)總涌水量為下式：

（2）單根井點(diǎn)管的極限涌水量;

（3）井點(diǎn)管數(shù)確定;

（4）井點(diǎn)管的間距

在倒虹段處相應(yīng)的加密深井距離。

參考文獻(xiàn)

[1]JGJ 120-2012.建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程[S].2012.

[2]胡浩，李興高.管井井點(diǎn)結(jié)合排水溝在復(fù)雜城市環(huán)境地鐵車站基坑工程降水中的應(yīng)用[J].土木工程學(xué)報(bào)，2015（S1）.

作者簡(jiǎn)介

冀子龍（1991-），男，遼寧，本科，助理工程師，土木工程專業(yè)。

李磊（1988-），男，內(nèi)蒙古，本科，工程師，土木工程專業(yè)。