高层建筑工程深基坑降水施工技术探讨 韩宇

发表时间:2020/9/17   来源:《建筑模拟》2020年第10期   作者:韩宇
[导读] 随着我国城市的土地资源在城市化进程不断加快的背景下日趋紧张,高层建筑已成为城市发展的新趋势。对于高层建筑来说,深基坑工程的施工质量直接关系到整个高层建筑物的安全稳定性。在深基坑的设计与施工中,采用适宜的方法对基坑进行降水是极为关键的一环。
        中冶天工集团有限公司  天津空港经济  300300
        摘要:随着我国城市的土地资源在城市化进程不断加快的背景下日趋紧张,高层建筑已成为城市发展的新趋势。对于高层建筑来说,深基坑工程的施工质量直接关系到整个高层建筑物的安全稳定性。在深基坑的设计与施工中,采用适宜的方法对基坑进行降水是极为关键的一环。
        关键词:高层建筑;深基坑;降水技术
       
        引言
        随着经济的不断发展,我国的城市化进程不断加快,各项基础设施迎来了建设的高峰期,城市中的深基坑、超高层建筑得到了很大发展,并且基坑的深度越来越深,降水施工的难度也越来越大,有的甚至严重影响了工程的进度,也极易造成工程事故,对深基坑降水工程与土方开挖、桩基施工的顺序进行研究探讨具有非常重要的意义。
        1深基坑施工的特点
        1.1易受周围环境影响
        深基坑周边环境复杂,地下管线众多,附近还有很多建筑物。再加上深基坑施工时间长,资金投入多,风险大,施工现场的工况比较复杂。尤其是在雨雪天气下,容易增加基坑不稳定性,给深基坑开挖、混凝土浇筑等带来不利影响。
        1.2容易发生沉降和位移
        随着深基坑开挖深度进一步增加,对周围环境的影响也在变大。如果没有严格按要求支护,不注重加强施工质量控制,容易出现沉降和位移,对周围建筑物带来不利影响。作为施工单位,需要有针对性地采取支护措施,保证深基坑施工的安全与可靠。
        1.3 施工难度较大
        深基坑施工的水文条件、地质条件可能比较复杂,这会进一步增加施工难度。如果对周围的岩土勘察不详细,未能全面了解现场施工基本情况,勘察所得数据会与实际情况存在较大差异,最终加大施工难度。
        2常见的深基坑降水方法
        2.1 井点降水法
        井点降水法是通过在基坑周围按照一定的间距设置降水井来抽取地下水进而实现基坑降水的一种手段。通常来说,井点降水法需要将地下水位降至距离基坑坑底0.5m~1.0m处,确保基坑内的施工处在一个干燥的环境中。井点降水法依据其布置方式和排水方式的不同可以分为集水明渠、轻型井点、喷射井点、电渗井点、管井井点、深井井点、砂砾渗井等7类,其适用条件有所差异。其中集水明渠、轻型井点、喷射井点适用于含薄层粉砂的粉质沙土、粉质粉土、砂质粉土等土层环境,土体的渗透系数多在1×10-7cm/s~2×10-4cm/s;电渗井点适用于粘性土,土体的渗透系数多小于1×10-7cm/s;管井井点和深井井点主要适用于砂土和碎石土,土体的渗透系数一般应大于1×10-8cm/s,砂砾渗井适用于粘性土、砂土和粉土等土体,土体的渗透系数一般应大于5×10-7cm/s。
        2.2 止水帷幕法
        (1)高压旋喷桩止水帷幕:高压旋喷桩止水帷幕是通过高压旋转喷嘴将水泥浆液转化为20MPa~40MPa的高速流体通过预成孔注入至土层内部与土体混合,形成坚硬的柱状固结体。高压旋喷桩的成桩要经历以下两个步骤:首先是利用钻机控制喷射管和喷头进行成孔达到预定深度,施工中应保证喷射管的密封性良好。然后将高压射流与土体进行混合成桩。该法的优势主要在于施工占地小、噪音污染小,但其造价高且会对环境产生破坏。因此在实际工程中应结合具体情况进行综合考虑。(2)水泥土搅拌桩止水帷幕:水泥土搅拌桩止水帷幕是在基坑深处将水泥浆液与地基土按照特定的配比通过工程机械强行搅拌所产生的固结体,其能起到预防地下水入渗和支护基坑的作用。该法的优势主要在于施工占地小、噪音污染小、成本低。(3)地下连续墙止水帷幕:地下连续墙止水帷幕兼具支护效果好与防渗效果好等优势。其主要是通过在深基坑四周开挖一定深度的槽体,吊放钢筋笼后使用混凝土浇筑形成的墙体。其优势在于能够最大限度降低施工对周围环境的影响,且抗渗及抗压能力良好,不足之处在于该法形成的止水帷幕深度大,混凝土浇筑难度高,若处理不当会造成墙壁坍塌。


        2.3 冻结法
        冻结法主要是采用人工制冷技术将基坑四周的含水土体冻结形成止水帷幕来阻止地下水渗流至基坑内。冻结法可以显著提高基坑周围的土体强度及密度,因此在我国的软土地区应用广泛。与此同时,其也具有施工造价高、施工周期长等劣势,因此需要结合实际工程来进行综合考虑。
        3 高层建筑工程深基坑降水施工技术要点
        3.1测量定位
        在正式施工之前,施工人员需要根据设计图纸确定降水井的具体位置,并在井位测放完毕后做好明显标记,如布设井点处存在障碍物,则还要提前将障碍物清除或与甲方进行沟通,如障碍物无法清除则应适当调整井位,之后再进行护口管的埋设,护口管埋设需要注意控制好护口管内径与顶部高度。
        3.2 清孔换浆
        待完成钻机安装、复核、定位并利用专业钻机在规定位置钻进成孔后,应检查钻孔钻进深度,如达到设计标高,则应将钻杆提至离孔底0.50m,之后通过冲孔的方式将孔内杂物清除干净,并检测孔内泥浆密度,如泥浆中无泥块,密度达到1.08g/cm3,且孔底沉淤在30cm以下,则可停止清孔换浆,将换出的泥浆运出场地处理。
        3.3 井管安放
        清孔换浆结束后可开始安放井管,但安放前必须要对井管及钻孔进行严格检查,其中井管主要是检查过滤器缝隙是否符合设计要求,滤水管规格是否达标,而钻孔则主要是检查孔深参数。检查完毕后要将沉淀管底部用厚度在3mm以上的铁板封堵好。另外,井管焊接质量与基坑降水施工质量密切相关,因此,安放的井管必须要保证焊接接头为套接型,且各项相关参数符合设计要求。
        3.4 回填滤料
        在开始回填之前,施工人员需要将钻杆下入到井管内部,待钻杆底部与孔底达到0.3~0.5m后,应及时为井管上口加上闷头密封,并从钻杆内部开始泵送泥浆。注入泥浆时需要采取边冲孔边逐步调浆的策略,这样才能够保证孔内泥浆可以从滤水管内向外由井管与孔壁的环状间隙内返浆,待钻孔内泥浆密度达到1.05g/cm3后,可将泵量调小,并按照降水井构造设计要求填入滤料。
        3.5 洗井排水
        降水井成井后施工人员需要将护筒管拔出,换上空压机进行洗井,洗井主要是对滤管进行清洗,清洗时应按照从上到下的顺序进行,并保证井内水位淹没洗井头,如因特殊情况无法淹没井头,则要加水冲洗,为清除孔壁上的泥浆以及管底沉淤,还要采用空压机进行清理,待洗井水清澈不含砂后停止清洗,开始排水工作。降水井排水前为保证降水井抽水效果,还需先进行试抽水,试抽水主要是将抽水泵下入到降水井之中,连接配电箱、布设排水管道等配件全部安装完毕并检查好安装效果后,开始试抽,如试抽成功,则可直接投入使用,否则应查明原因并进行调试处理。洗井及降水运行时,需要将排出的水通过三级沉淀池排入场外市政管道中,钻孔泥浆则要排至泥浆池内后进行外运处理。
        4结语
        深基坑降水施工是高层建筑工程建设常常会遇到的内容,作为施工人员,要加强自身学习,把握施工技术要点,重视工程质量控制。此外,施工单位还要制定完善的质量管理制度,注重施工人员培训,明确质量控制具体责任,并确保施工材料质量合格,施工机械设备综合性能良好。通过采取有效措施,严格落实施工技术措施,加强施工全过程质量控制,让高层建筑工程深基坑降水施工取得更好的质量和效益。
        参考文献:
        [1]郑伟斌.管井降水措施在深基坑施工中的应用[J].福建建筑,2019(7):64–68.
        [2]南婷婷.地铁深基坑降水施工技术要点分析[J].哈尔滨职业技术学院学报,2019(4):125-127.
        [3]陈浩.泵站深基坑开挖施工降水技术研究[J].珠江水运,2019(11):20–21.
        [4]刘文斌.深基坑二次降水在施工中的应用[J].建材与装饰,2019(19):28–29.
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