疏干井基坑工程局部深坑降水施工技术

疏干井基坑工程局部深坑降水施工技术前言随着国内房地产业的持续火爆,城市高层建筑越来越多,极大地促进了深基坑工程的飞速发展,基坑降水是深基坑工程施工中的一项重要技术措施,而采取科学有效施工方法来阻断高层局部深坑（电梯井、集水坑）水系更显得尤为重要，怎样组织施工才能带来更好的经济效益，已引起建设单位、施工单位的高度关注。当前高层建筑施工中底板基础中均设有电梯井、集水坑等较深坑，一般比底板加深24米，此部位在施工中难度较大，如降水不当，极容易出现基坑坍塌，流沙，土体扰动等现象，坡形无法保证，处理不好会直接影响地基承载力，甚至对后续防水，底板混凝土施工造成难以愈合的“伤口”。我公司根据不同的地质水文，结合多个高层施工经验，认真总结了“唐山市河北一号高层项目”、“学警路旭安园保障性住房项目”等几项工程，经工程实践、科学梳理、技术提升，归纳出疏干井基坑工程局部深坑降水施工技术方法，取得了很好的效果。案例为唐山市学警路保障性住房项目A09楼疏干截流与砖胎膜施工巧妙结合，成功开挖低于底板33米的坑井（水位高于坑底标高29米），有效地防止了管涌和渗漏、土方坍塌、土体扰动，既保证了施工质量、施工进度，又节约了成本。图112011年11月13日学警路保障性住房项目A09楼梯井开挖（未截流前）图122011年11月15日开始疏干井截流有效开挖第一步坑井（土质为细沙土）图132011年11月19日两眼疏干井有效截流保证了低于底板33米的坑井施工（截流与砖胎膜有效施工）图142011年12月8日3个主楼单体顺利通过验槽（坑井施工现场）图152012年3月4日主楼单体坑井防水施工现场（疏干截流保证坡面坑井质量）1工法特点11技术操作简单，效果明显，省时省人工，较传统施工节省成本5060。12本法截流地下水可回收利用（我项目部主要用于冲刷厕所、混凝土养护、基坑支护用水及现场抹灰砌筑等）。13本法能有效地保证电梯井、集水坑土方开挖顺利开展，避免地下水对基坑开挖出现的土体坍塌、土体扰动等影响施工质量和施工安全的事件的发生。14本法工序科学严谨，既不影响其他施工，又不会留下渗漏等隐患，同时较传统降水施工减少了对地基的影响及地下水对垫层，防水的抗浮效应。2适用范围本法适用于高层等深基坑局部加深部位，主要应用于深基坑电梯井、集水坑、污水井、塔吊坑、泵房坑、水池等疏干降水截流施工，特别对沙土、粘质粉土效果显著，排水沟设置在基槽四周流向集水池回收再利用或直接利用。3工艺原理本法借鉴2010年建筑业10项新技术中的基坑施工封闭降水技术及井点降水的原理，根据水量大小利用科学合理布置疏干井，将坑内的承压水有效截流排出，最大限度地保证施工质量和进度，节约成本，循环再利用。4施工工艺流程及操作要点41施工工艺流程确定疏干井的数量、位置及深度钻机就位钻进提钻下管填滤料洗井抽水井口制作及保护排水系统铺设正式抽水疏干维护疏干井封堵。42施工操作要点421疏干井设置位置疏干井设置原则为井眼最少，效果最佳。一般在局部加深部位设置两眼可满足要求，以最深坑为主降点，沿最大距离设置井眼（即最长对角线方向），如有不同标高时，主降点的疏干井的位置设置在坑井放坡斜面上口1/3以下范围内效果最好，如图示；第二眼设置在最大对角线处宜设置在坡面上（也可根据现场情况设置在槽面上），以上在开挖坑井以前用全站仪定位后施工（如果水位太高需要降水后在进行桩基施工的，定位点必须避让桩点）。参见图16疏干井设置位置图16疏干井设置位置422疏干井深度设计根据探坑抽水试验及勘察报告水位情况初步确认水量的大小，与井点降水计算方法相似。水量的计算公式如下（11）202LG1136HMHRRQK（11）式中Q基坑水量（M/D）；K土体含水渗透系数（M/D）；H含水层厚度（M）；M含水层底板到滤头有效工作部分中点的长度（M）；R截流影响半径（漏斗半径M）；基坑等效半径（M）；0RH滤头到基底高度；疏干井设计深度可根据水量的大小、水泵技术性能参数等确定，计算公式如下1215HH（12）（13）212（12）（13）式中H1基底距水面的有效距离（M）；降水的有效高度，即降水漏斗最低点（达到疏干截流最2H理想状态为最低坑底标高值）；2HH2水位线到水泵的高度（M）；水泵抽水扬程、管道阻力，水头损失修正系数0406；1选用水泵的效率系数0608；2稳定系数，一般为08509，根据需用水泵情况确定；1注意当土质未粉砂性土质时，（12）式中调整为2米。423水泵确定原则能在最低坑底以下一部位使降水漏斗出现平衡，不因降水过快使泵体损坏，重点对扬程及流量的选择。如图17降水漏斗示意图。在满足要求的水泵中，优先选择工作可靠、性能良好、体积小、质量小且价格便宜的产品，疏干截流水泵通常为普通潜水泵，相关参数参照潜水泵厂家资料。降水漏斗最低点最深坑井最低点降水漏斗示意图图17降水漏斗示意图424上钻前施工技术要求所有疏干井开钻前必须挖10米左右探井，见原状土。如未见原状土则用洛阳铲探至地层原状土，探明孔位处确无孔穴、管道、管线等后方可上钻机。435疏干井施工技术要求所有井采用泵吸反循环钻进成孔，达到设计井深后，下管保持居中，竹板与井管绑孔牢固，保证填砾料高度，成井后充分洗井，及时下泵试抽水。436水泵及联络管安装要求所有水泵需下到设计深度，泵管连接紧密不漏水。437供电系统安装技术要求所有供电系统必须严格执行电气装置安装工程施工及验收规范,由专职电工负责安装设计。供电系统网络图在熟悉施工现场后，详细绘制。采取一机一闸一漏保。438疏干井施工技术要求疏干井施工过程中,要求施工人员严格按照地质设计成井工艺要求执行,确定并记录含水层上、下界面深度,全孔均下400MM水泥砾石滤水管,利于各种岩性水的渗入。下管前替浆保证孔深和填砾料高度，成井后彻底洗井，补充砾料，保证砾料填实。疏干井口应高出地面20CM，以防土、石块掉入井内。如图18井深结构剖面图。说明1、井管采用内径40M的无砂砼管，每节管长950M，壁厚50，孔隙率253。2、将下端长井管作为沉砂管，坐落于井拖上；井管上端高出自然地面约，加盖井盖。3、井管与井孔之间的环状间隙填入直径为1的小粒径石屑滤料，以增强过滤效果；环隙上端0段填粘土进行封闭。4、抽水潜水泵下至距井底152M处。5、井点位置必须避让桩基位置。6、图示标注单位为。井身结构剖面图度150井拖度粘土井盖井管井孔滤料综合工作段水泵抽水管沉砂管辅助工作段地面井身结构剖面图图18井深结构剖面图439水泵、联络管安装要求水泵必须下到设计深度，下面预留1520米作沉淀用，泵管连接不漏水，地上排水联络管连接牢固、不漏水。4310排水设备安装及抽水根据排水量的大小，在基坑周边设置具有排水能力的PVC环形排水总管，一路并入市政雨水管网，一路回收再利用（或直接用于生产用水、生活用水、厂区绿化等）。内部经过泥浆坑沉淀，自内部软管出入排水总管，疏干井施工完成后，统一进行抽、排水设备的安装。抽水设备根据水量的大小选取潜水泵，一井一泵。4311疏干维护期在抽水维护期间，根据单井出水量确定开、关水泵的时间间隔，委派专业人员轮流值班，保证水泵正常运转及井内平衡水位。现场准备备用水泵及零配件，以便及时更换或维修。4311疏干维护周期根据水量的大小确定，一般疏干井可在筏板混凝土浇筑结束后停止降水。4312疏干井封堵技术措施根据现场的实际情况垫层及基础施工时，疏干井还需要继续降水，为减少对地基的影响，筏板基础混凝土浇筑之前，疏干井下部用级配等级较好碎石填至基底标高以下152米，待剪断电源及排水管后立即浇筑细石混凝土（强度等级高于桩基混凝土）进行封堵，振捣棒加强振捣，再进行防水，连接钢筋，混凝土浇筑等工序。4313降水绿色回收再利用技术与现场运用结合施工现场的实际情况，借鉴建筑业10项新技术绿色施工技术，使疏干井截流水集中收集，用于现场生活区用水、绿化灌溉草坪用水、现场洒水、施工砌筑抹灰用水、混凝土养护等，变废为利，回收利用。疏干井降水回收再利用率计算公式如下1234510QQQQ式中回收再利用率损失系数，可取08091Q现场生活区用水（M/D）2绿化灌溉草坪用水（M/D）3Q现场洒水用水（M/D）4施工砌筑抹灰用水（M/D）5Q混凝土养护用水（M/D）5机械设备与材料51施工设备511泵吸反循环钻机GD12型泵吸反循环施工工艺，要求泥浆比重较小，可减小降水井泥皮厚度，有利于粉土地层中的工程降水；512潜水泵根据水量的大小及扬程需要满足要求即可，通常功率选用W152KW，排水管为1寸15寸；513配电箱按规范设置，满足使用要求；524其他辅助工具铁锹、PVC排水管。52主要材料521水泥砾石滤水管有利于各种岩性水的渗入，400MM，一般为095米/节；522填砾料填实水泥砾石滤水管周围缝隙，使其密实，水便于渗入，粒径510MM；523UPVC管作为排水管材，配带弯头，通过流量及水泵确定；524其他辅料密封胶、胶带纸等；6质量控制61疏干井定位时需避开桩位，以防止冲突影响地基承载力；62回填砾料应选用级配较好的，以防止地基处理不当；63水泵必须下到设计深度，下面预留1520米作沉淀用，泵管连接不漏水，地上排水联络管连接牢固、不漏水；64降水井口应高出地面20CM，以防土、石块掉入井内；65正式抽降前，应做抽水试验，以验证方案的可行性并及时对方案作修改、补充；66为发挥降水井作用，降水井需要采用空压机及时洗井，之后下泵抽水洗井，每个井空压机洗井时间不少于03台班；67疏干井封堵严格按照封井技术要求施工，保证地基质量；7安全及文明施工措施71开工前，施工负责人应向参加施工作业人员进行安全交底，进行安全教育；72施工人员进入施工现场必需配带安全帽，上塔作业要系安全带；73操作机械要有定人、定岗、定责，必须严格执行安全操作规程和技术要求，服从指挥，集中精神认真操作；74进行电器、搅拌机等修理时要切断电源并挂牌示意或有专人把守；75夜间施工要有充分照明；76遵守劳动纪律，严禁酒后作业，上班不许打闹；77电工必须持证上岗，电闸箱和电缆线要按规定设置，电器设备应设漏电保护装置。78挖运土机械要遵守各自的安全操作规程，注意相互间的安全距离，施工机械不得撞击护坡破面，也不得碰压井管、排水管、测量桩点等。79全体施工人员应树立良好的文明施工意识，为周围居民营造一个安静、合谐的环境。8效益分析81经济效益分析811采用疏干井截流法较传统方法，劳动力节约80，较其他降水节约50经济投入，工期节约510天；812采用此方法能有效控制因施工不当，造成基坑坍塌、土体扰动、水浮力效应导致的垫层及防水破坏等产生的损失；82绿色回收再利用效益821利用此法将排水集中回收再利用，用于现场生活区用水、绿化灌溉草坪用水、现场洒水、施工砌筑抹灰用水、混凝土养护等，有效节约成本。如图19排水回收再利用示意图2314疏干井主楼20PVC1、基坑周边设置直径为102PVC环