隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,地下工程的開挖深度、面積逐漸增加,如在建的被譽(yù)為“中國第一高樓”的上海中心工程,其主樓基坑開挖深度達(dá)31.1m、土方開挖總量高達(dá)35.3立方米;以及由本公司承接監(jiān)理業(yè)務(wù)的華敏帝豪項(xiàng)目普遍開挖深度較大。當(dāng)遇到基坑開挖深度較大時(shí),除了要通過疏干降水將基坑圍護(hù)體系內(nèi)淺層潛水位控制在坡面和坑底以下,還要通過有效的減壓降水措施,將微承壓水位、承壓水位降低至安全埋深。
事前控制
根據(jù)建設(shè)單位提供的工程地勘報(bào)告,收集和了解場貌、地基土構(gòu)成、地下水位、不良地質(zhì)現(xiàn)象等工程地質(zhì)資料。
基坑施工涉及降壓降水時(shí),事先進(jìn)行必要的抽水試驗(yàn),驗(yàn)證承壓水埋深情況、地層滲透系數(shù)和貯水率,將試驗(yàn)結(jié)果作為基坑工程降水設(shè)計(jì)依據(jù)的一部分。
審查施工單位資質(zhì)、人員資格、設(shè)備完好性。目前建設(shè)部沒有設(shè)立專門的降水專項(xiàng)資質(zhì),但專業(yè)施工單位應(yīng)具有符合工程規(guī)模的地基基礎(chǔ)施工資質(zhì)。成孔轉(zhuǎn)機(jī)也須經(jīng)過專業(yè)檢測單位檢測合格后方可使用。
審查基坑降水專項(xiàng)施工方案。方案應(yīng)明確降水方法,降水井深度、數(shù)量、結(jié)構(gòu),降水井施工工藝與設(shè)備,降水井運(yùn)行方案,降水對(duì)環(huán)境影響的控制措施、應(yīng)急預(yù)案等內(nèi)容。另外根據(jù)建質(zhì)(2009)87號(hào)文《危險(xiǎn)性較大的分部分項(xiàng)工程安全管理辦法》規(guī)定基坑開挖深度超過5米、以及開挖深度雖未超過5米,但地質(zhì)條件、周圍環(huán)境和地下管線復(fù)雜,或影響毗鄰建筑(構(gòu)筑)物安全的基坑(槽)的土方開挖、支護(hù)、降水工程相應(yīng)的專項(xiàng)方案均必須通過專家論證。
審核進(jìn)場材料的合格證、質(zhì)保書,審核有關(guān)材料結(jié)構(gòu)的型式檢驗(yàn)報(bào)告。
事中控制
管井施工質(zhì)量控制
成(井)孔檢查:
測放井位:根據(jù)降水(壓)井井位平面圖定位井位軸線,井位布置遇到地面障礙物,現(xiàn)場作適當(dāng)調(diào)整。
埋設(shè)護(hù)筒:護(hù)筒口插入原狀土層中,管外應(yīng)用粘性土封固穩(wěn)定,防止施工時(shí)管外返漿,護(hù)筒口高出地面10cm~30cm。
鉆機(jī)就位:機(jī)臺(tái)安裝穩(wěn)固,利用水平尺控制轉(zhuǎn)盤面水平,大鉤對(duì)準(zhǔn)護(hù)筒中心,確保大鉤、轉(zhuǎn)盤與護(hù)筒的中心三點(diǎn)成一條線。
鉆進(jìn)成孔:按照方案要求的井號(hào)深度一徑成孔到底。鉆進(jìn)開孔時(shí)吊緊大鉤鋼絲繩,輕壓慢轉(zhuǎn),保證開孔鉆進(jìn)的垂直度,成孔施工采用自然造漿,鉆進(jìn)過程中泥漿控制在(1.10~1.15)g/cm3,當(dāng)提升鉆具或停工時(shí),孔內(nèi)必須壓滿泥漿,避免出現(xiàn)孔壁塌孔。
清孔換漿:提鉆前將鉆桿提至離孔50cm處,進(jìn)行沖孔清除孔內(nèi)雜物,將孔內(nèi)泥漿密度逐步調(diào)整至1.10 g/cm3,孔底沉渣厚度小于30cm,返出的泥漿內(nèi)不應(yīng)含有泥塊。
下井管
井管進(jìn)場后,檢查濾水管的縫隙符合設(shè)計(jì)要求,濾水管外均包裹尼龍網(wǎng)不少于一層30目~40目。下井管時(shí)濾水管上下兩端各設(shè)一套直徑不小于5cm的扶正器,井管連接處焊縫應(yīng)滿焊牢固、垂直,下到設(shè)計(jì)深度后,井管居中固定。
填濾料
降水井的濾水管部位采用顆粒磨圓度較好的4#砂,濾料圍填的標(biāo)高不低于設(shè)計(jì)標(biāo)高,且不小于濾管頂段以上2m,填濾料過程中應(yīng)隨填隨測填料高度,圍填量不應(yīng)小于料柱計(jì)算容積的95%。
管井孔口回填
為防止泥漿及地表污水從管外流入井內(nèi),濾料頂面以上應(yīng)使用粘性土封填,封填連續(xù)、密實(shí),封填耗用泥料的體積應(yīng)與實(shí)測柱高的計(jì)算體積基本一致。
洗井
井管洗井采用活塞和空壓機(jī)洗井相結(jié)合;钊淳^程中活塞必須從濾水管下部向上拉,將水位拉出孔口,出水量很少的井可將活塞在過濾器部位上下竄動(dòng),沖擊孔壁泥皮,此時(shí)應(yīng)向井內(nèi)邊注水邊拉活塞。當(dāng)活塞拉出的水基本不含泥沙后,可換空壓機(jī)抽水,吹出底管沉渣,直到水清不含泥沙為止。
抽水試驗(yàn)
降水井施工完成后,將進(jìn)行單井/群井的抽水試驗(yàn),進(jìn)一步驗(yàn)證方案的計(jì)算成果和設(shè)備性能,最終明確給各挖土工況下疏干降水降水周期,以及進(jìn)一步細(xì)化和明確各挖土工況下不同承壓層的減壓井開啟數(shù)量、編號(hào)、位置等,以便于施工人員的操作和控制。
排水
基坑周圍場地合理布設(shè)排水溝、沉淀池,方便基坑降水運(yùn)行時(shí)抽排的水體和大氣降水經(jīng)地表排水系統(tǒng)及時(shí)排泄至市政管網(wǎng)。
管井運(yùn)行質(zhì)量控制
疏干井管運(yùn)行控制
疏干井管運(yùn)行主要是通過疏干降水,一方面將坑內(nèi)的淺層地下水位控制在土方開挖面以下1m,另一方面有效降低被開挖土體含水量,方便坑內(nèi)挖土作業(yè),提高基坑邊坡穩(wěn)定性。
疏干降水試運(yùn)行前,準(zhǔn)確測定各井口和地面標(biāo)高、禁止水位,然后開始試運(yùn)行,驗(yàn)證抽水設(shè)備,排水系統(tǒng)能否滿足基坑疏干降水要求。
基坑土方開挖前,預(yù)留足夠的降水時(shí)間,禁止水位降深符合要求后方能開挖,上海地區(qū)基坑開挖前預(yù)降水時(shí)間基本不少于15天。
土方開挖過程中要加強(qiáng)巡查,督促總分包單位做好井管的保護(hù)工作,夜間應(yīng)有醒目標(biāo)色。
落實(shí)專人對(duì)施工單位提交的降水?dāng)?shù)據(jù)日?qǐng)?bào)表進(jìn)行復(fù)核。
疏干降水結(jié)束后,管井應(yīng)及時(shí)用粘性土回填密實(shí);需要時(shí)也可留著泄水井。
減壓井管運(yùn)行控制
減壓管井具有含水層處于承壓狀態(tài),滲水量大和降水周期長的特點(diǎn),確保管井在整個(gè)降水運(yùn)行周期內(nèi)始終具備足以降低挖土各工況階段所需水頭降幅的出水量的條件和能力,從而確保安全。
坑內(nèi)降壓井運(yùn)行根據(jù)“按需抽水”的原則,每次抽水井內(nèi)一定標(biāo)高的水抽干后,應(yīng)立即停泵,對(duì)于出水量較大的井每天開泵次數(shù)應(yīng)滿足挖土工況要求的水頭標(biāo)高。
降壓降水過程中做好各井的水位觀測工作,尤其要加強(qiáng)對(duì)觀測井的水位測定,及時(shí)掌握承壓水層的水頭變化情況。
降水運(yùn)行期間,施工現(xiàn)場執(zhí)行24小時(shí)值班制度,值班人檢查泵的工作狀態(tài),一旦發(fā)現(xiàn)異常情況應(yīng)及時(shí)調(diào)泵并修復(fù)。
降水運(yùn)行過程中對(duì)降水運(yùn)行記錄應(yīng)及時(shí)分析整理,繪制各種必要圖標(biāo)。
降水運(yùn)行階段,必須有可靠的電源保障。
事后控制
減壓井封井
基坑施工進(jìn)入底板等結(jié)構(gòu)施工階段后,基坑內(nèi)結(jié)構(gòu)的荷載增加,逐步可以完全抵抗承壓層的頂托力,此時(shí)降壓井管進(jìn)入封井階段。
根據(jù)主體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)單位提供的抗浮水頭,經(jīng)過專業(yè)單位換算后的封井工況,必須得到設(shè)計(jì)單位的確認(rèn)。
封井用的“瓜子片”、水泥、鋼板等材料必須符合國家建材驗(yàn)收規(guī)范的要求。
封井的實(shí)際施工工況必須與設(shè)計(jì)單位認(rèn)可的封井工況完全一致。
降壓降水對(duì)周邊環(huán)境的影響控制
在整個(gè)降水過程中,監(jiān)測單位應(yīng)當(dāng)根據(jù)勘察報(bào)告、設(shè)計(jì)文件和施工組織設(shè)計(jì)等有關(guān)監(jiān)測要求,制定監(jiān)測方案。監(jiān)測項(xiàng)目應(yīng)包括基坑內(nèi)、外地下水位的變化和支護(hù)結(jié)構(gòu)、周圍建筑物(構(gòu)筑物)的變形等,并根據(jù)環(huán)境要求提出地下水位報(bào)警限值。監(jiān)測到異常情況時(shí)應(yīng)及時(shí)通知有關(guān)各方。
當(dāng)基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)未完全隔斷地下承壓水層,大量抽取承壓力水,將對(duì)基坑周邊建筑物或周邊道路、管線帶來相對(duì)持續(xù)的沉降影響,可采用坑外地下水人工回灌、基坑加快施工進(jìn)度等措施減少坑內(nèi)降壓抽水對(duì)周邊環(huán)境的影響。