深基坑降水工程中的管帽封堵降水管井施工技術(shù)

楊 超

五冶集團(tuán)上海有限公司 上海 201901

1 工程概況

1.1 項(xiàng)目概況

某工程（圖1）位于南京市浦口區(qū)沿江鎮(zhèn)，東鄰城市主干道濱江大道，西鄰友誼河路，南鄰天華東路，總用地面積89 683.22 m2。項(xiàng)目由11幢33層住宅，1幢4層社區(qū)服務(wù)用房，1幢3層幼兒園，2幢單層商業(yè)服務(wù)網(wǎng)點(diǎn)，4幢單層變電站、配套設(shè)施及地下車庫(kù)組成。本工程地下1層，車庫(kù)板厚0.45 m，主樓板厚1.30 m，墊層厚10 cm，基坑開挖深度4.28～4.80 m。

圖1 工程周邊環(huán)境

場(chǎng)地原為少量居民平房及菜地、水塘，現(xiàn)場(chǎng)地已整平，填土主要成分為粉質(zhì)黏土。

本工程?hào)|側(cè)緊鄰長(zhǎng)江，地下水受長(zhǎng)江水位影響，地下水資源非常豐富。

1.2 基坑概況

本工程為整體地下室，面積約58 145 m2，基坑周長(zhǎng)約1 150 m?；铀拿婢捎秒p軸深攪樁φ700 mm@1 000 mm＋采用自然放坡（坡比1∶1，坡面掛網(wǎng)噴漿處理）的支護(hù)形式?；庸こ贪踩燃?jí)為二級(jí)。

1.3 水文地質(zhì)情況

擬建場(chǎng)區(qū)內(nèi)地下水類型屬潛水，存在于①層填土及②層新近沉積土中。②層土由飽和黏性土、粉砂土、粉土組成。場(chǎng)地穩(wěn)定水位埋深0.30～2.30 m，地下水位標(biāo)高5.72～6.98 m，大氣降水為地下水的主要補(bǔ)給來源，排泄方式以蒸發(fā)和側(cè)向徑流為主，季節(jié)性變化對(duì)水位影響較大，年變化幅度為500～1 000 mm。

2 重點(diǎn)分析

本工程地下室范圍大，除建筑物下有地下室外，外擴(kuò)部位還有地下室與建筑物下地下室連為一體。地下車庫(kù)底板標(biāo)高為4.60 m，場(chǎng)地標(biāo)高6.16～9.19 m，地下車庫(kù)基坑開挖深度較大，基坑開挖深度范圍內(nèi)土體強(qiáng)度低、靈敏度高，具有觸變性、流變性、高壓縮性、低透水性、不均勻性。特別是當(dāng)?shù)叵率业装逦挥冖?層淤泥質(zhì)粉質(zhì)黏土之上時(shí)，②2層含水量高，具有觸變性、流變性，為利于地下室底板施工及增加被動(dòng)土壓力，需要對(duì)底板下的②2層采用注漿加固或高壓旋噴樁加固。

本場(chǎng)區(qū)自現(xiàn)有地面下2～3 m為粉土、粉砂層，含水量大，透水性強(qiáng)，且緊靠長(zhǎng)江，與長(zhǎng)江水系聯(lián)系密切，水的補(bǔ)給量極大。故基坑施工采用深攪樁擋土止水，坑內(nèi)外采用降水井、疏干井降排地下水的方式固結(jié)基坑內(nèi)的土層，以確保土方開挖施工并保證周圍相關(guān)設(shè)施及道路安全。在施工過程中為了防止地庫(kù)上浮，除設(shè)置抗拔樁外，亦需要持續(xù)降水。

3 支護(hù)方案

在基坑周邊坡頂設(shè)置一排連續(xù)的止水帷幕，以減少水的匯集、加大水的繞流路徑，防止因過度降水引起周邊道路不均勻沉降；坑內(nèi)則采用管井降水，將基坑內(nèi)水迅速排干，大大節(jié)約了降水費(fèi)用。

根據(jù)計(jì)算，共布置79口降水井，采用止、降結(jié)合的方式將地下水降到基坑底以下50 cm，確保基礎(chǔ)的施工。

經(jīng)過分析，本工程基坑采用以下支護(hù)與降水形式：

1）支護(hù)形式。采用1∶1的1級(jí)自然放坡，坡面上掛網(wǎng)噴漿。

2）止水形式。采用雙軸深攪φ700 mm@1 000 mm（搭接200 mm）止水，根據(jù)基坑挖深不同設(shè)置不同的止水樁樁長(zhǎng)。

3）降水形式。基坑內(nèi)布置79口φ300 mm的降水井進(jìn)行降水，管井間距20～25 m。

4 管帽封堵降水井施工技術(shù)

根據(jù)設(shè)計(jì)要求，降水工程必須等地庫(kù)頂板覆土完成后才能停止。在底板澆筑時(shí)，需要在每個(gè)施工段留置1～2口降水井，并持續(xù)抽水至最后階段。根據(jù)地勘報(bào)告，浦口區(qū)地下水位最高一般在7、8月份，最低一般出現(xiàn)在旱季12月份至第二年3月份。而按照進(jìn)度計(jì)劃初步估計(jì)，封井時(shí)間大概在6、7月份，正好處在水位最高時(shí)期，因此，如何能夠成功封井遂成為了一大施工難題[1-2]。

通過分析并多次試驗(yàn)研究，決定采用管帽封堵降水井施工技術(shù)。此法有效地解決了降水管井由于水頭高、水壓大而無法封堵的難題。

施工中，采用300 mm×300 mm的方形止水盒作為降水井的套管，在底板施工時(shí)即套在預(yù)留的降水管井上。方形止水盒由4片厚3 mm的鋼板制成，鋼板的長(zhǎng)度要大于底板的厚度，4片鋼板長(zhǎng)邊互成直角滿焊，焊接成一個(gè)兩端開口、四周封閉的盒子（圖2），正好能套在降水管井上。在方形盒子四周焊接止水翼環(huán)，止水翼環(huán)采用厚3 mm、寬100 mm的鋼板。

圖2 止水盒制作示意

在底板混凝土澆筑前，將焊有止水翼環(huán)的方形止水盒套在相應(yīng)的降水管井上面。割除掉管井過長(zhǎng)的部分，管井頂部標(biāo)高宜為底板墊層面向上100 mm。止水盒安裝完成后，澆筑底板混凝土（圖3）。

圖3 止水盒安裝示意

待滿足封井條件時(shí)，開始封井。具體操作步驟（圖4）如下：

圖4 管帽封堵流程

在295 mm×295 mm鋼板上割開1個(gè)φ75 mm的圓孔，將帶絲口的φ65 mm鋼管滿焊在圓孔里，絲口向上，將φ50 mm自吸泵的抽水管放進(jìn)φ65 mm鋼管中進(jìn)行抽水。待水位降下去后，將295 mm×295 mm鋼板放到止水盒內(nèi)距混凝土底板面向下20 cm的位置，其四邊與止水盒內(nèi)側(cè)滿焊，焊接完成后再將φ65 mm鋼管絲口用生膠帶繞好，生膠帶一定要繞嚴(yán)實(shí)，保證不漏水，最后用配套的管帽擰死。

封堵完成后，為了防止外露的鋼板銹蝕，引起漏水，故將距混凝土底板面向下150 mm范圍內(nèi)的止水盒用氧氣焊割除后取出，然后用高一個(gè)強(qiáng)度等級(jí)的微膨脹混凝土澆筑振搗灌實(shí)。

如果1個(gè)自吸泵難以有效降低水位，可以在295 mm×295 mm鋼板上割2個(gè)φ75 mm的圓孔，采取2個(gè)自吸泵同時(shí)抽水，后面操作同上（圖5）。

圖5 兩個(gè)管帽封堵（附管帽實(shí)物）

在施工過程中要特別注意：保證焊接質(zhì)量，焊縫飽滿不漏水，不能將鋼板焊穿；生膠帶一定要將絲口繞好，保證嚴(yán)密不漏水；封堵好后，要將上邊的止水盒割除，敲掉，用高一個(gè)強(qiáng)度等級(jí)的微膨脹混凝土灌實(shí)，且振搗密實(shí)[3-4]。

采用管帽封堵降水井施工技術(shù)后，保證了水位不再上升，鋼板焊接后擰緊管帽，止水盒封堵嚴(yán)密不漏水，封堵地下水效果良好，未出現(xiàn)滲漏情況。

5 結(jié)語

通過施工前期對(duì)項(xiàng)目各種資料的分析及周邊類似工程項(xiàng)目的咨詢研究，采取管帽封堵降水井施工技術(shù)，有效地解決了降水管井水壓大、水頭高、無法封堵的難題，最終本工程成功地封堵了所有的預(yù)留降水管井，并取得了較好的社會(huì)及經(jīng)濟(jì)效益。