一、案例工程概況
案例工程基坑開挖深度12m,地下水水位-4m,基坑面積7239㎡,需降水施工。為節(jié)約地下水資源,防止因降水對周邊建筑物和道路造成沉降影響,基坑四周采用368根長15m高壓旋噴止水樁,與支護樁相結(jié)合,形成良好的隔水帷幕系統(tǒng),達到封閉降水要求。
二、封閉止水方案設(shè)計
1、高壓旋噴止水樁設(shè)計
在支護樁施工完成后進行止水帷幕樁施工。因相鄰兩支護樁邊距為1.2m,在兩顆支護樁之間不同軸線(見附圖)擺噴兩顆φ1400mm高壓旋噴止水樁,樁底標高323.00m;為保證樁與樁之間的咬合面積,旋噴樁中心與支護樁中心距為600mm,旋噴樁中心與旋噴樁中心距為800mm。高壓旋噴止水樁共計356棵,施工順序為先施工支護樁,待混凝土終凝后,再進行高壓旋噴止水樁的封水施工,以達到止水效果?估^索隨土方開挖施工進行。
支護樁與旋噴樁位置關(guān)系
基坑支護布置平面圖
2、降水井點設(shè)計
根據(jù)場地地質(zhì)和水文條件,由于案例工程見地下水后都為沙土,結(jié)合當?shù)亟邓?jīng)驗,擬采用集水坑及邊溝坑內(nèi)降水。與坑外降水相比較,可以有效減少和控制降水對周邊環(huán)境的影響。降水目的在于疏干基坑深度范圍內(nèi)的地下水和基巖中的裂隙水,以滿足坑底施工的要求。
結(jié)合地區(qū)經(jīng)驗和類似工程做法,實際布集水坑時按照平均間距30m沿帷幕邊緣周圈布置12個,集水坑大小為0.6X0.6X0.9米,邊溝深度0.5米。降水井點隨土方開挖逐漸下沉,但始終保證井點底標高比挖土平面低1.2m(見上圖基坑支護布置平面圖井點位置)。降水水泵采用7.5KW直徑100揚程30m的混水泵進行降水。
三、封閉降水施工
1、止水樁施工工藝和技術(shù)要求
隔水帷幕樁采用高壓旋噴方式成樁。方式方法為:用鉆機引孔,孔徑127mm,鉆至基巖表面后,插入高壓噴射管,啟動高壓注漿泵注漿,勻速轉(zhuǎn)動注漿管,同時勻速提升注漿管。高壓噴射注漿施工的所有參數(shù)根據(jù)試驗確定。旋噴止水樁要在支護樁施工完成后8天后才可施工。
1)準備工作
高噴臺車移至成孔處,檢查各個管路是否暢通,連接是否牢固(確保安全)。同時,制漿站配制好水灰1:1,比重1.4-1.5的漿液,高壓泵、空壓機檢測好設(shè)備,防止中途發(fā)生故障,影響施工。
2)下噴射管
下管前,先進行地面水、氣、漿試噴,檢查各項工藝參數(shù)是否符合設(shè)計要求,檢查完畢,用膠布包扎住噴嘴,防止堵塞,將噴射管下至設(shè)計深度方可噴射施工。
3)噴射提升
噴射管下到設(shè)計深度,開始灌入符合要求的水、漿、氣。靜噴,待水泥漿液冒出孔口,按設(shè)計的提升速度,旋轉(zhuǎn)速度等參數(shù),自下而上邊噴射、邊提升,直至設(shè)計噴射高程,噴射過程中,各機臺負責(zé)人及技術(shù)人員嚴格控制各種參數(shù)及運行情況,定時測量,記錄,并做好原始記錄工作,對出現(xiàn)的問題,根據(jù)實際情況采取相應(yīng)措施。
A、施工中如遇拆卸管時要快,防止塌孔和堵嘴。
B、噴射過程中常發(fā)生漏漿現(xiàn)象,應(yīng)停止提升,向孔內(nèi)填充砂子等填充物,待冒漿后繼續(xù)提升。
C、噴射中途若因故中斷,要盡量縮短中斷時間,及時恢復(fù)灌漿,恢復(fù)灌漿時,要搭接30㎝以上,保證凝結(jié)體的連續(xù)性。
4)回灌
噴射結(jié)束后,根據(jù)液面下降情況,對噴射孔內(nèi)進行靜壓充填灌漿,要反復(fù)進行充填,且間隔時間不可太長,直至液面不下沉為止。
5)沖洗
噴射結(jié)束后,及時將各管路沖洗干凈,不得留有殘渣,以防填塞,特別是輸漿系統(tǒng)要連續(xù)沖洗,直到管路中出現(xiàn)清水為止。
6)記錄
詳細記錄噴射時各項參數(shù)及孔口返漿情況及所遇問題,記錄表清晰工整,便于匯總,每孔施工完后,及時請監(jiān)理認證,并簽字。
封閉降水效果圖
2、沉井降水施工方法和要求
1)施工準備
在土方開挖至地下水位標高前準備好污水泵、800直徑高1m鋼筋混凝土井圈,電纜接至降水井點附近,并設(shè)開關(guān)箱。
2)集水井
當機械挖土方至地下水位標高時開始在隔水帷幕內(nèi)側(cè)設(shè)計好的位置下井圈,將井圈內(nèi)放好混水泵,隨抽水隨挖井圈內(nèi)土方,并沉降井圈,沉降至土層以下1.2m以上時集水井點完成。其他井點按上述方法依次施工。當分層分段開挖到下一層土方時再次沉井降水,始終保持水位標高低于挖土分層厚度,直至挖到設(shè)計標高(預(yù)留30cm人工清理)。最終基底標高要比降水標高高50cm,保證基坑內(nèi)無明水。
3)邊溝
每次分層開挖前,為了更好的疏導(dǎo)隔水帷幕內(nèi)的水,在沿隔水帷幕周邊設(shè)50cm深疏導(dǎo)水溝,將水引導(dǎo)至集水井內(nèi)。當挖至設(shè)計基底標高時,周圈疏導(dǎo)水溝用粒徑50mm左右的卵石填充,成為盲溝,以免影響基礎(chǔ)受力,增加水疏導(dǎo)效果。盲溝必須在基礎(chǔ)剛性角以外設(shè)置。
4)降水要求
案例工程降水井點設(shè)計為12個,在施工過程中根據(jù)基槽內(nèi)實際水量進行調(diào)整,盡量減少基坑降水,能夠滿足施工即可。在基礎(chǔ)防水和回填工作完成后根據(jù)實際情況逐漸減少水泵,當施工完成荷載滿足設(shè)計抗浮要求即可停止降水。
四、基坑施工封閉降水技術(shù)應(yīng)用效果和體會
案例工程采用的隔水帷幕深度達12m,根據(jù)地質(zhì)勘察報告判斷,基坑內(nèi)外的水力聯(lián)系已基本被截斷。但由于存在基巖裂隙水,較少的基巖裂隙水有可能繞過帷幕底端滲入基坑。實際施工時在主體到4層時6臺水泵抽水量就已經(jīng)滿足施工要求,充分體現(xiàn)了隔水帷幕的止水效果。同時解決了因降水對周邊道路和原建筑造成的沉降影響,節(jié)約了水資源,受到市政部門領(lǐng)導(dǎo)和周邊鄰里的高度好評,經(jīng)濟和社會效益顯著。