中国建筑第八工程局西南公司重庆分公司 重庆 401120
摘要:在现代工程中深基坑工程越来越多,在深基坑工程中高承压水可能存在基底突涌的风险。承压水产生的危害最为广泛,尤其是在地下空间开发蓬勃发展的今天,承压水问题已成为地下工程中的老问题,其在工程中的影响和风险控制越来越明显,为了更好的对承压水的控制,改变传统的以单纯控制水位的局限为全方位、全过程的治理思路,对深基坑承压水处理技术的分析尤为重要。它不仅关系到基础质量也直接决定工程施工成败,而且对保证工程安全生产具有重要意义。在熟悉各种承压水的破坏原理后,选择合适的降排水方式,对工程的安全建设具有重要意义。
关键词:深基坑;承压水;降排水
1、前言
随着地下空间开发蓬勃发展,深基坑工程越来越多,面临着高承压水基底突涌的工程难题。深基坑高承压水不仅关系到关系工程施工成败,而且对保证工程安全生产具有重要意义。因此,为了保证工程的顺利开展,对深基坑承压水处理技术的分析尤为重要。
2、深基坑承压水产生原因及危害
深基坑工程承压水风险机制的原理:对基坑土方开挖回筑过程中,打破了基坑内外侧之间的水土压力平衡,在构建新的平衡时若是承压水的压力比开挖面下层土体的抵抗力或围护部分的抗渗力高,则会引起承压水冲破开挖面下层土体或是围护部分,惨杂大量的砂土进入基坑。
过量沉降。传统观念认为在基坑降排水施工时只要通过坑内设井等措施来按需降水则导致的沉降都在可接受范围内。但大量程实例表明降排承压水导致了周围地层超标沉降并对周围建筑物及管线的正常使用带来极大的负面影响,因而在深基坑施工时尤其是在建设高标准建筑物时,为了保证施工安全则必须采取以水位控制为前提,以沉降控制为中心的思路;
顶托破坏。顶托破坏的表现形式为坑底突涌,具体形式有坑底顶裂、坑底流砂以及坑底沸腾”等形式,导致原因多为抗突涌的安全系数不足或地质探孔未完全封闭等因素;
开挖面突涌。其形成原因为围护结构缺陷导致开挖面以上渗漏,该种情况不仅出现于深基坑工程,在盾构、顶管施工中也时有发生。地下潜水压力一般由水体自重形成,其属于无压渗流范畴,而承压水属于有压渗流,其水头不同于无压渗流随渗漏速度加快而降低,因此在有压水范围内由于其水头可保持因而较潜水的危害更为严重;
异常管涌。该种危害形式俗称“开裤衩”,即为开挖面下围护结构渗漏导致的坑底涌水现象,形成原因由于坑内外存在压力差,一旦围护结构施工不当而起不到止水效果而导致的异常管涌现象;
有效应力丧失。基坑开挖过程即为总应力降低过程,其若未采取降压措施则其孔废水压不会降低,最终必然导致有效应力降低,一旦抗实涌安全系数路低至1.0以下则土体有效购力将趋向干零,该种状态下士体颗粒处于悬浮状态而不能是供侧向凯为西产生大量腿脚位移,同时坑底土体的正常回弹叠加了承压水的顶托作用而使得基坑回弹量导致异常偏大,因而最终导致有明水涌出。
3、承压水处理技术
3.1防渗垂直帷幕
浆液配制,施工所用浆液一般采用砂浆搅拌机进行拌合,且每次搅拌时间不少于3min,水泥浆液制备完成则不可过久停置,一旦超过2h则应降级使用,且浆液在搅拌设备内应不停搅拌直至送浆。桩机就位,一般利用起重机开动绞车将深层搅拌机移送到指定桩位,为保证桩位准确且对中误差小于5cm而一般采用定位卡,就位后应保证导向架与搅拌轴与地面垂直,其偏差度小于1%。
喷浆成桩,启动灰浆泵待浆液从喷嘴喷出后则可启动桩机向下旋转钻进以喷浆成桩,期间要求连续喷入水泥浆,并应控制钻机钻进速度以及喷浆压力和喷浆量等,待桩长达到设计长度或到达设计层位后应在原地喷浆05min后方可进行反转作速提升使搅拌头自桩底反转匀速搅拌提升直至地面,过程中若搅拌头被站士包襄则应及时清除,重复钻进及提升。若喷浆量未达到设计量则应重复钻进搅拌及提升,若达到设计量则只需复搅而不用达你,待波桩喷浆量达到设计要求,则可开动灰浆泵将“路内残留水泥浆清洗,之后进行下一桩施工。
3.2明沟排水
在施工中如果止水帷幕局部漏水,或由于雨季施工导致大量地表水流入基坑等情况则应在基坑周围进行明沟排水,一般采取在护管桩困核上布置明沟,之后用水泵将坑内积水直接抽至围檁上部的集水箱内,之后通过管路将其排放至市政管网,明沟多采用砖砌方法,也可采用混凝土管等。
3.3 深井井点降水
该种工艺适合于渗透 系数较大的砂类土,且降水深度及面积均较大的情况。首先应将钻机基础固定牢固,将钻机安放稳固、水平,以保牛证护孔管中心、磨盘中心及大钩成一垂线:护简应埋设垂直,进入原状表土体10-20cm,并将外围用粘土充填分夯实钻进清孔。钻进过程中应保证泥浆比重在11-12,含沙量不超过况12%,并应尽量采用地层自然造浆,力保证孔壁稳定也可部分采用入工造浆,钻进过程中若发现泥浆含沙量超过20%则应采用人工泥奖补充更换钻进过程中应保证大和用原并的价站进以说结具产生一次商由,系并保证每钻进一根结杆应进行一次重复扫孔,并将孔内岩粉清理干净后进行接钻杆,清孔以返回流浆内不含泥块为止。
下井管。首先,按照设计井深将井管排列组合,在下管时应严格控制所有并底,并应保持井口标高一致,井管安设时应平稳入孔,并保证每节井管的端口要找平,井管间连接应完整无隙,为了保证并管不附在井壁上而应在其上下各加一组扶正器,并保证环状填砾间隙度不小于200mm,采用过滤器应缝隙均匀并应洗刷干净,下管应让其自然落下而不可强力压下以免损坏过滤结构,并管到位后则可将钻杆下放到并沟底并逐步缓慢稀释泥浆,填砾。将泵体安装平稳并保证泵轴垂直,之后结将排水管基电源线车接到位后即可进行试抽水,抽水过程中应随时测定井内水位并观测孔内水位变化及流量。
试运行前应准确测定每个井内静止水位以合理安排抽水设备,之抗后应结合基坑开挖顺序合理安排降水运行的先后,以保证基坑开挖前则降水工作已正常运行,若工期紧则可采用加大泵或多开井的方法来降时低水位,如降水与施工发生冲深则应将共管割到坑底进行抽水,若深井异在地下室底栈虹则可直接封口埋设在基呢,并保证坑内并点总管及花杆均埋入整层下面进留进水管从垫团内穿出来与主机相连。
3.4轻型井点降水
当基坑地下水不是特别丰富时,沿基坑四周每隔一定间距布设井点管,井点管底部设置滤水管插入透水层,然后上部接软管与集水总管进行连接,集水总管的直径不小于150mm的钢管,周边设置与井点管间距相同的吸水管口,最后通过真空吸水泵将集水管内水抽出,从而达到降低基坑四周的地下水位的效果,保证基底干燥无水。亦或者设置盲沟,盲沟按照0.5%的坡度往低处流,然后在低处设置集水井,最后用水泵将水从集水井中抽出。
4、结语
在分析了解承压水的原因和处理方式后,谈谈本工程的降水处理方式。本工程为某机场扩建项目,地下水形态类型为基岩裂隙水,抗浮设计水位绝对标高为404.0米。由于地下水位较高,且特别丰富。项目综合分析后,采取沿着环形服务车道设置一圈截水沟,收集基坑外的雨水并方便基坑中的水抽到水沟中。基坑内的水采用深井井点降水,在图纸设置的集水井位置钻深井,在深井中设置高扬程水泵,将水抽送到环场道路截水沟。当水量较小时,截水沟中的水采取自然挥发;当水量过大时,再采用水泵将水抽送到离基坑较远处。
在深基坑工程地下水及承压水治理施工中,采用单独的降排水施工方法如果不能达到预定目的则可采用防渗垂直帷幕、明沟及深井点降水和轻型井点降水等多种方式综合降排水。保证在复杂施工场地条件下基坑降排水工程的施工质量和施工安全。
参考文献:
[1]唐恩宽,龚正军深基统综合降排水技术,建筑技术2010
[2]王益群,上海轨道交通7号线1程车站荔坊征水技木应租]中国市政工程,2007