楊瑞盛
(山西潞安工程有限公司,山西 長治 046102)
隨著現(xiàn)代經(jīng)濟的迅速發(fā)展,加上我國農(nóng)業(yè)用地緊張,使我國城市發(fā)展由以前的橫向發(fā)展逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)榭v向發(fā)展,從而使城市建筑逐步轉(zhuǎn)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(chǔ)施工作業(yè)提出更高的要求,同時也給現(xiàn)有的施工技術(shù)帶來巨大的挑戰(zhàn)。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(jié)不實,從而導(dǎo)致工程質(zhì)量問題。
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(jù)設(shè)計圖紙和圍護設(shè)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(nèi)的疏干降水井全部開放,并提前3周進行預(yù)降水。
本工程井點布置時,主要參照圍護設(shè)計圖展開,結(jié)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(fù),布置井口應(yīng)遠離支撐點,以方便支撐點的固定。設(shè)井深度則要根據(jù)基坑開挖的深度來確定,其中降水作業(yè)的開展速度主要要根據(jù)開挖的實際進度來調(diào)整。
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(nèi),通常設(shè)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(shè)兩層40目的尼龍網(wǎng),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(shè)長度為1m,其主要作用是:避免過濾不徹底導(dǎo)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。
本次真空深井施工,選擇了M200-Ⅰ型工程鉆機及其配套設(shè)備作為施工設(shè)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(shù)展開討論。
依據(jù)設(shè)計的降水井圖紙完成現(xiàn)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(jù)實際情況對井位進行適當(dāng)調(diào)整。
埋設(shè)護口管時,應(yīng)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(xiàn)象,護口管上部位置應(yīng)適當(dāng)高出地面。
該項目設(shè)置疏干井的孔徑為650mm,在進行鉆進作業(yè)時,應(yīng)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(nèi)有足夠的泥漿,以防止孔塌陷。
清孔換漿是確保真空深井施工質(zhì)量的關(guān)鍵,通過此項技術(shù)可避免在鉆孔進入含水層時產(chǎn)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(yè)。其具體操作是:鉆進到相應(yīng)高度位置后,適當(dāng)抬高鉆桿,再清洗孔內(nèi)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(nèi)出液無明顯泥沙位置。此項工作對最終成井質(zhì)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(zhì)量符合要求,才能繼續(xù)下一步工作。
管道進入施工現(xiàn)場后,必須仔細檢查,尤其是檢查過濾器的縫隙是否符合設(shè)計要求。與此同時,下管前需先測量孔深,確保其符合設(shè)計要求,然后開始下井管施工。焊接作業(yè)中要保證焊接的完整性和垂直度,確保焊接質(zhì)量不受較大影響,避免發(fā)生下井管時發(fā)生脫落現(xiàn)象。為確保濾水管能處于居中狀態(tài),可在濾水管兩端位置設(shè)置找正裝置,在整個下井作業(yè)過程中,應(yīng)保證作業(yè)連續(xù)性,不得發(fā)生中斷;若發(fā)現(xiàn)有孔內(nèi)塌陷,應(yīng)拔掉井管,清理干凈后再下管。
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(nèi)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(jiān)測,當(dāng)濾料達到指定位置時,停止裝入。
該項目濾料表面的圍填均采用優(yōu)質(zhì)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(nèi),并盡可能減慢回填的速度,具體的回填部位需結(jié)合實際圖紙來設(shè)計。
封閉井口的主要目的是防止污水從地表進入井內(nèi),通常在地表用水泥漿封孔或回填較厚的黏性土層。
洗井操作主要采用空壓機抽水,當(dāng)井內(nèi)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(nèi)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(chǎn)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(nèi)的水抽走,并用空氣壓縮機將管底的淤泥吹出。
在井內(nèi)泥沙較多的情況下,則可采用反復(fù)關(guān)閉和打開排水管閥,以獲得較大的壓力,使井內(nèi)的水出現(xiàn)“沸騰”現(xiàn)象,使井內(nèi)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(nèi)清洗干凈。
在以上過程中應(yīng)保持相應(yīng)的連續(xù)性,若中間間隔時間過長,可能會使部分泥漿表面出現(xiàn)老化現(xiàn)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。
成井過程結(jié)束后,要及時在降水井內(nèi)安裝真空泵,并將真空泵與相關(guān)管道連接。管道系統(tǒng)、電纜系統(tǒng)的設(shè)置應(yīng)加以適當(dāng)保護,并設(shè)置相應(yīng)的保護標志,以避免其他結(jié)構(gòu)對其造成破壞。系統(tǒng)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(yīng)大于0.04MPa,這樣才能保證抽水效果。
降水試作業(yè)前,必須對井內(nèi)水位進行測量和記錄,以檢查相關(guān)設(shè)備及系統(tǒng)在實際作業(yè)中是否滿足降水要求。降水設(shè)備主要有潛水泵和真空泵,在正式施工前需做好調(diào)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(tài),降低基坑開挖前的水位,有利于基坑開挖的順利進行。
建筑工程中基坑開挖前3d,一般應(yīng)先進行降水井的施工,這樣才能保證基坑開挖時圍護結(jié)構(gòu)內(nèi)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(guān)閉真空泵,打開潛泵進行間歇抽水,當(dāng)進內(nèi)的水被抽干后,將潛水泵關(guān)閉,等待一段時間后,再重新打開潛水泵。若井內(nèi)出水較多,應(yīng)適當(dāng)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(jù)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(shè)置明顯標志,提醒施工人員開挖時要注意。布設(shè)電纜線、抽水管線,應(yīng)盡量避免機械施工作業(yè)區(qū)域,以免被機械設(shè)備碾壓而損壞。
實施降水作業(yè)時,現(xiàn)場應(yīng)安排專門人員24h值守,并做好相關(guān)記錄工作,如降水出水量、設(shè)備運行時間、潛水泵開啟次數(shù)等,然后及時對獲得的數(shù)據(jù)信息進行分析,增強降水作業(yè)效果。每日提交降水運行記錄,對停抽井應(yīng)及時測量水位,每天1~2次。
綜上所述,深基坑施工是深基坑工程建設(shè)的基礎(chǔ),在保證后續(xù)工作安全的同時,也為進一步完善降水技術(shù)提供保障。對于高層建筑工程來說,降水技術(shù)改進是其發(fā)展的重要內(nèi)容之一,施工過程中,應(yīng)嚴格按照圖紙設(shè)計,進行有效監(jiān)督,根據(jù)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。