李健強(qiáng)，楊 勛，程 謙，滕洪園，譚江蜀

（中建三局集團(tuán)有限公司工程總承包公司，湖北 武漢 430000）

0 引言

隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，大型建筑工程的施工越來(lái)越多地在社會(huì)上呈現(xiàn)，逐步成為政府、社會(huì)的重點(diǎn)關(guān)注對(duì)象。近年來(lái)，臨江深基坑工程由于降水措施不當(dāng)?shù)木壒暑l出安全事故，本文從施工技術(shù)的角度闡述臨江深基坑降水工作。

1 工程概況

1.1 基坑工程概況

武漢長(zhǎng)江中心項(xiàng)目 B1 地塊基坑開(kāi)挖面積約為 2.72 萬(wàn) m2，普遍區(qū)域開(kāi)挖度約為 17.7 m，塔樓坑中坑局部區(qū)開(kāi)挖深度最深約為 29.2 m。豎向大面共設(shè)置三道鋼筋混凝土支撐系統(tǒng)，坑中坑設(shè)置一道鋼支撐。

1.2 工程地質(zhì)、水文條件概況

根據(jù)勘察的野外鉆探、原位測(cè)試及室內(nèi)試驗(yàn)資料，項(xiàng)目位于長(zhǎng)江一級(jí)階地，地層巖土特征典型，其中雜填土厚度 6.2 m，淤泥質(zhì)粉質(zhì)黏土厚度 7.4 m，粉質(zhì)黏土厚度 5.5 m，以下部分為砂層以及基巖層［1］。基底位于粉質(zhì)黏土層，三軸止水帷幕進(jìn)入砂層，地下連續(xù)墻、等厚水泥土攪拌墻進(jìn)入強(qiáng)風(fēng)化泥巖層，工程地質(zhì)條件剖面示意圖如圖 1 所示。

圖1 工程地質(zhì)條件剖面示意圖

場(chǎng)地分布的地下水有上層滯水和孔隙承壓水，上層滯水賦存于雜填土層，承壓水賦存于下部砂層。上層滯水穩(wěn)定水位埋深 1.0～2.7 m，承壓水埋深 11.5 m。地下水埋深較淺，地下水交換條件良好，本場(chǎng)地地下水及地基土對(duì)建筑材料具微腐蝕性。長(zhǎng)江近年水位絕對(duì)標(biāo)高示意圖如圖 2 所示。

圖2 長(zhǎng)江近年水位絕對(duì)標(biāo)高示意圖

1.3 降水概況

基坑止降水采用“降隔結(jié)合”方式進(jìn)行地下承壓水處理，即采用多井點(diǎn)深井降水，使得地下水承壓水頭降低到設(shè)計(jì)要求的深度，以確?；娱_(kāi)挖和地下室結(jié)構(gòu)施工的順利進(jìn)行。本工程 A1、B1、J1、J2，4 個(gè)地塊組成一個(gè)核心組團(tuán)，周邊采用超深落底地下連續(xù)墻圍護(hù)，內(nèi)部臨時(shí)隔斷超塔區(qū)域采用地下連續(xù)墻，核心組團(tuán)圍護(hù)示意圖如圖 3 所示。設(shè)置中深管井作為降水井，在基坑內(nèi)布設(shè)管井，并在坑外布設(shè)觀測(cè)井，坑外觀測(cè)井兼作備用井。

圖3 核心組團(tuán)圍護(hù)示意圖

2 降水施工技術(shù)難點(diǎn)及優(yōu)化應(yīng)對(duì)策略

2.1 降水井?dāng)?shù)量?jī)?yōu)化

武漢長(zhǎng)江中心項(xiàng)目 B1 地塊原降水井方案中，平面布置原則為：裙樓區(qū)域每隔 20 m 設(shè)置一口降水井，塔樓區(qū)域每 10 m 布置一口降水井，共計(jì) 80 口。根據(jù)武漢市類(lèi)似項(xiàng)目施工經(jīng)驗(yàn)，采用落底式地連墻或水泥土攪拌墻作為封底帷幕時(shí)，基坑內(nèi)降水井?dāng)?shù)量可明顯減少，項(xiàng)目實(shí)際施工降水井施工數(shù)量為 35 口。原方案降水井平面布置如圖 4 所示，項(xiàng)目實(shí)際降水井平面布置如圖 5 所示。

圖4 原方案降水井布置平面示意圖

圖5 項(xiàng)目實(shí)際降水井布置平面示意圖

2.2 降水井平面布置優(yōu)化

進(jìn)行降水井的平面布置，應(yīng)在施工初期做好降水井避讓優(yōu)化。降水井定位分別避讓工程樁、立柱樁，其次避讓內(nèi)支撐，最后應(yīng)避讓后續(xù)施工主體結(jié)構(gòu)，如圖 6～圖 8 所示。前期做好布置優(yōu)化，將極大減少后續(xù)拆改工作，節(jié)約工期和施工成本，同時(shí)也避免了拆改過(guò)程中基坑存在的降水隱患。

除避讓外，降水井平面布置不宜設(shè)置在坑中坑內(nèi)部，對(duì)于超高層塔樓底板施工尤為重要，因其底板鋼筋一般存在多層，將降水井設(shè)置在坑中坑外側(cè)，便于結(jié)構(gòu)施工的同時(shí)，也能有效地將地下水截于坑中坑之外。

圖6 降水井與工程樁避讓示意圖

圖7 降水井與內(nèi)支撐避讓示意圖

圖8 降水井與結(jié)構(gòu)避讓示意圖

2.3 坑中坑降水井加密

對(duì)于臨江深基坑，存在坑中坑支護(hù)形式時(shí)應(yīng)特別注意降水井的布置，在降水井平面布置優(yōu)化中需在坑中坑周邊額外加密降水井，避免大面開(kāi)挖深度水位降深滿足要求時(shí)，坑中坑水位無(wú)法降至基底。以上現(xiàn)象在超高層建筑基礎(chǔ)施工中極易出現(xiàn)。

在本工程中，大面開(kāi)挖深度約 18 m，而坑中坑開(kāi)挖深度約 29 m。為確?？又锌铀唤瞪睿Ｕ纤请娞莼A(chǔ)能正常施工，考慮在降水井施工后期，在坑中坑周邊額外補(bǔ)打 9 口降水井。

2.4 降水井運(yùn)營(yíng)

降水井運(yùn)營(yíng)一般分為 3 個(gè)階段。①土方開(kāi)挖階段全力降水，降水井?dāng)?shù)量最多；②底板施工完畢，具備局部封井條件，可根據(jù)水位和底板抗浮力封閉少量降水井；③地上結(jié)構(gòu)施工完畢，地下室后澆帶封閉，可全數(shù)封閉降水井。對(duì)于臨江工程，在降水井運(yùn)營(yíng)期間還需考慮降水井留存富余量，以應(yīng)對(duì)汛期水位上漲。

3 降水效果及分析

1）A1、B1、J1、J2，4 個(gè)地塊組成一個(gè)核心組團(tuán)，周邊采用超深落底地下連續(xù)墻圍護(hù)，內(nèi)部臨時(shí)隔斷超塔區(qū)域采用地下連續(xù)墻?；硬捎寐涞资街顾∧粫r(shí)，原則上不需要設(shè)置大量的坑內(nèi)外降水井，只需要基坑內(nèi)部設(shè)置少量降水井，即可滿足降水要求。

2）對(duì)比原降水方案與項(xiàng)目實(shí)際降水井布置情況分析可知，布置 35 口降水井已可滿足武漢長(zhǎng)江中心 B1 地塊 2.72 萬(wàn) m2基坑除超塔坑中坑區(qū)域的降水需求。原方案計(jì)算中降水井單井出水量≥60 m3/h，該出水量未考慮周邊超深落底式隔水帷幕及臨時(shí)隔斷止水帷幕，考慮到實(shí)際情況后，布置 35 口降水井可滿足降水需求。

3）對(duì)于坑中坑區(qū)域加密降水井布置，考慮到坑中坑內(nèi)部支撐及結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，為避免降水管與支撐及結(jié)構(gòu)沖突，選擇在坑中坑周邊增設(shè)降水井，依據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，在增設(shè)降水井的同時(shí)，對(duì)基坑內(nèi)、外的承壓水頭保持監(jiān)測(cè)，對(duì)周邊環(huán)境變形、圍護(hù)變形等其他基坑圍護(hù)監(jiān)測(cè)項(xiàng)目分析，及時(shí)判斷承壓水的降水情況并確定增設(shè)降水井的數(shù)量。

4）降水井的運(yùn)維對(duì)降水效果也有較大的影響。在降水過(guò)程中施工單位應(yīng)加強(qiáng)管理，確保管路暢通和井點(diǎn)正常工作，若出現(xiàn)降水井損壞情況，應(yīng)及時(shí)要求降水單位進(jìn)行維修或更換。降水井的封閉應(yīng)考慮現(xiàn)場(chǎng)施工實(shí)際降水情況并根據(jù)施工進(jìn)度與設(shè)計(jì)協(xié)商確定［2］。

4 基坑監(jiān)測(cè)

監(jiān)測(cè)儀器的選型在基坑監(jiān)測(cè)中尤為重要，應(yīng)用滿足安全監(jiān)測(cè)要求、合適的儀器確?；颖O(jiān)測(cè)的準(zhǔn)確性。根據(jù)方案及埋設(shè)要求在安裝和埋設(shè)前做好檢驗(yàn)和率定工作，并繪制監(jiān)測(cè)點(diǎn)安裝埋設(shè)圖。監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)要求做到及時(shí)、準(zhǔn)確和完整，如發(fā)現(xiàn)異?，F(xiàn)象，應(yīng)及時(shí)上報(bào)相關(guān)單位，并加強(qiáng)監(jiān)測(cè)，準(zhǔn)備應(yīng)急措施。降水過(guò)程中，加強(qiáng)對(duì)基坑的監(jiān)測(cè)，如發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)調(diào)整抽水措施。

基坑監(jiān)測(cè)主要包括周邊環(huán)境檢測(cè)及圍護(hù)結(jié)構(gòu)檢測(cè)?；又苓吂芫€沉降隨基坑開(kāi)挖持續(xù)增加，在基坑大面開(kāi)挖施工階段，沉降變化量較大?；又苓吂芫€沉降量相比武漢地區(qū)其他非落底式帷幕基坑外構(gòu)筑物沉降小，說(shuō)明落底式止水帷幕在富水水文地質(zhì)條件下對(duì)周邊環(huán)境起一定的保護(hù)作用。落底式地下連續(xù)墻止水帷幕在富水水文地質(zhì)條件下總體止水隔水效果較好，在基坑坑內(nèi)降水時(shí)，對(duì)周邊環(huán)境影響較?。?］。

5 結(jié)語(yǔ)

結(jié)合武漢長(zhǎng)江中心 B1 地塊基坑工程止降水施工及類(lèi)似工程分析得出可供臨江深基坑降水施工的技術(shù)優(yōu)化與分析。在類(lèi)似于武漢長(zhǎng)江一級(jí)階地的臨江富水水文地質(zhì)條件下，采用落底式止水帷幕可達(dá)到有效的降水效果，在基坑降水設(shè)計(jì)時(shí)，大面降水井?dāng)?shù)量可按 45 % 折減，同時(shí)需在坑中坑周邊另增設(shè)降水井。在降水工程施工中，合理地優(yōu)化平面位置不僅能夠提高降水效果，而且極大地提高了施工效率及安全性，同時(shí)做好降水井的運(yùn)維工作能夠?yàn)榕R江深基坑施工做好安全保障。Q