復(fù)雜環(huán)境下調(diào)蓄池深基坑降水的施工成效研究

陳厚強

摘 要 粉砂地層下深基坑管井降水深度不能滿足要求時，采用坑內(nèi)坑外壓密注技術(shù)及更換橋式濾水管的方法來解決降水深度問題。

關(guān)鍵詞 粉砂地質(zhì);深基坑;管井降水;壓密注漿;橋式濾水管

1工程概況

（1）設(shè)計概況。石砌溝排口整治工程項目位于南京市浦口區(qū)泰山街道。石砌溝項目共有8個排口，串聯(lián)在1處，共設(shè)置1座1#調(diào)蓄池（有效容積2500m3+1）。

1#調(diào)蓄池部分，屬于開挖工程，調(diào)蓄池基坑寬14.2m，長40.2m，面積570.84㎡，基坑深度約為13.05m（局部14.65m）。調(diào)蓄池采用d1300灌注樁進行支護，樁間距為1500mm，灌注樁外圍采用d800高壓旋噴樁止水帷幕，樁間距600mm，灌注樁樁間采用d800高壓旋噴樁止水。

（2）工程重難點。工期設(shè)計緊，任務(wù)又重，場區(qū)南部周邊為學(xué)校、辦公樓，而施工期間的噪聲和揚塵污染對周邊環(huán)境影響較大，因此嚴(yán)格控制施工時間和影響又與工期有一定沖突

施工中出現(xiàn)的滲水、流沙、管涌等對施工影響較大，由于地下水滲流出現(xiàn)的流沙會使開挖基坑基底面不穩(wěn)定，對施工安全、質(zhì)量與進度控制構(gòu)成威脅。另地下水對地下管道及調(diào)蓄池產(chǎn)生的浮力、滲漏及腐蝕性會影響管道及調(diào)蓄池的使用。

（3）施工現(xiàn)狀。實際施工中，經(jīng)過了10天的正常抽水期后，測量人員測量4口管井內(nèi)水位，水位為-6.45m，隨后測量人員對4口管井每天測量水位三次，連續(xù)5天，發(fā)現(xiàn)水位一直沒有變化，一直在-6.45m處，達不到設(shè)計要求的-9.05m。而地下水位降不下去將會導(dǎo)致接下一系列施工無法開展，延誤工期。為了解決降水深度問題，項目部組織了兩次專家論證會，其意見及實施效果分別為：a.坑內(nèi)坑外同時降水，效果不理想且坑內(nèi)涌水現(xiàn)象加重，不得已圍堰封堵。b.坑外增設(shè)降水井，導(dǎo)致周邊構(gòu)筑物有不同程度的沉降且坑內(nèi)降水效果不佳[1]。

2工程地質(zhì)條件

工程主體位于長江漫灘地貌單元，其中調(diào)蓄池主體結(jié)構(gòu)開挖貫穿素填土層，粉質(zhì)黏土層，直到淤泥質(zhì)粉質(zhì)黏土層。管井大部分處于粉砂層，底標(biāo)高同原止水帷幕。其中粉砂性質(zhì)：自穩(wěn)能力較差，較松散，無黏聚力，自身有一定流動性。場區(qū)地下水位高，地下水穩(wěn)定水位埋深0.60～1.70m，相當(dāng)于吳淞搞成標(biāo)高4.99～5.22m。分為上部潛水和下部弱承壓水。

3降水方案的確定

3.1 施工準(zhǔn)備

（1）管井降水困難原因調(diào)查。查看之前的施工資料，發(fā)現(xiàn)其中一口靠近深基坑止水帷幕的管井在成孔階段出現(xiàn)了孔內(nèi)泥漿液面異常下降的現(xiàn)象，從而導(dǎo)致未能形成有效護壁，管井廢孔。進一步分析泥漿液面異常下降的原因，從之前施工日志與現(xiàn)場工作人員處得知，該口管井所靠近的止水帷幕附近在施工時發(fā)現(xiàn)了未探明的石塊，而且因為場地狹窄，按照專家意見所施工的基坑外的管井距止水帷幕僅0.2m。泥漿液串流的4#管井與之前基坑外施工的管井相距僅2.7m，在基坑外側(cè)所施工的管井?dāng)_動了止水帷幕附近的石塊，進而破壞了止水帷幕的整體性，使得地底產(chǎn)生了滲水路徑，破壞了止水帷幕的整體性。

成形管井后期抽水量遠不如前期，推測是濾管的材質(zhì)問題。針對該問題施工隊做了一個對比試驗。將一節(jié)編號為1#的無砂管放置在混有粉砂的水中進行模擬抽水，10天后再將另一根編號為2#的新的同規(guī)格無砂管放入試驗環(huán)境中，兩者以相同的抽水功率來抽水1h，1h后1#無砂管抽水量為2100L，2#無砂管抽水量為3600L。以2#管的標(biāo)定孔隙率25%同比例換算得出1#管的孔隙率為15%。因此，發(fā)現(xiàn)在粉砂地質(zhì)下無砂管的孔隙率會隨著時間而變小，且孔隙率的降低又會直接影響抽水量。

（2）管井降水困難應(yīng)對方法。因為止水帷幕的整體性在管井施工時被破壞了，止水帷幕所起的擋水作用被大大削弱，深基坑外部的地下水也會隨著被破壞的部位源源不斷流入基坑內(nèi)，使管井降水效果事倍功半。因此為了固結(jié)土體，封閉地下滲水路徑，采取了注漿壓密的方法。具體為：在管涌區(qū)域基坑外東、南、西三側(cè)進行壓密注漿，注漿分四排采用L=30m@1m梅花形分布，共184孔。在坑內(nèi)以新增降水井為中心在其四周注漿，L=23m@1m，每口井注漿16孔，注漿深度自填土標(biāo)高至絕對標(biāo)高-23.4m。從而徹底封閉黏土層上方所存在的滲水路徑。且為了加大成功概率，管井深度必須進入②-5粉砂層不得少于6m，標(biāo)高為-30m。

因為無砂管管井的孔隙率在粉砂地質(zhì)下越來越小，使得抽水量也變得越來越小。為了管井的抽水量始終穩(wěn)定，不會因為濾管的孔隙率變小而變小，采取了更換為橋式濾水管的方法。橋式濾水管由于橋形孔洞的特殊結(jié)構(gòu)，使得礫石粉砂不易阻塞孔眼，而且特殊孔形結(jié)構(gòu)起到了增強濾水器機械強度的效果，施工時也會因為更輕的重量更方便施工。

3.2 降水井施工

綁扎前仔細檢查濾水管外觀，然后采用60目的濾網(wǎng)雙層螺旋纏繞綁扎，再用鋼絲繩固定?，F(xiàn)場采用吊機懸吊下管的施工方法，下管前第一節(jié)濾水管底部焊接止水片。接長高度位于地面上1～1.5m處，調(diào)整垂直度后在接長位置四周均勻焊接50mm長的短鋼筋用于固定接長，焊接時要一直保持垂直度不變。填濾料要填到距地面下3m以上，以利于排除上層滯水。

4降水效果

以上措施實施2周后，所施工的3口管井均能成孔成井。且抽水量達到了正常的抽水量3.6m?/h，也一直很穩(wěn)定，且基坑內(nèi)也未出現(xiàn)涌水涌砂現(xiàn)象，地下水位順利降到-9.05m。在規(guī)定工期內(nèi)完成了施工任務(wù)。自該次抽水開始，對鄰近建筑物一直進行沉降觀測，一直到調(diào)蓄池完成并完成回填，建筑物均未受到影響。

5結(jié)束語

南京市浦口區(qū)石砌溝排口整治工程項目，在施工過程中遇到降水困難時，通過查找問題原因從而針對原因制定對策。通過深基坑四周壓密注漿施工以及更換為更適合粉砂地質(zhì)的橋式濾水管，來達到降水深度要求。且在降水過程中未發(fā)生周邊建筑物沉降。此地質(zhì)在南京臨江分布廣泛，隨著經(jīng)濟發(fā)展，城市對水環(huán)境的治理要求越來越高，調(diào)蓄池的設(shè)置會越來越多，解決這種地質(zhì)下的降水困難問題，將會為此后類似地質(zhì)下的降水施工提供寶貴的參考意見。

參考文獻

[1] 李佐春，王貴和，賈雷，等.管井降水中出水含砂量的影響因素探討[J].科學(xué)技術(shù)與工程，2019（1）：212-217.