隨著經(jīng)濟的發(fā)展,地下工程的開挖深度、面積逐漸增加,如在建的被譽為“中國第一高樓”的上海中心工程,其主樓基坑開挖深度達31.1m、土方開挖總量高達35.3立方米;以及由本公司承接監(jiān)理業(yè)務(wù)的華敏帝豪項目普遍開挖深度較大。當遇到基坑開挖深度較大時,除了要通過疏干降水將基坑圍護體系內(nèi)淺層潛水位控制在坡面和坑底以下,還要通過有效的減壓降水措施,將微承壓水位、承壓水位降低至安全埋深。 

管井降水是一種有效的降壓降水措施。管井井點由濾水井管、吸水管和抽水設(shè)備等部分組成,設(shè)備較簡單,排水量大,降水深,適用于地下水豐富的土層、砂層,在8米以下深基坑廣泛使用。根據(jù)近年上海深基坑項目的監(jiān)理工作經(jīng)驗,淺述管井降水監(jiān)理控制要點,不當之處,還望廣大讀者朋友提出寶貴意見。 

事前控制 

根據(jù)建設(shè)單位提供的工程地勘報告,收集和了解場貌、地基土構(gòu)成、地下水位、不良地質(zhì)現(xiàn)象等工程地質(zhì)資料。 

基坑施工涉及降壓降水時,事先進行必要的抽水試驗,驗證承壓水埋深情況、地層滲透系數(shù)和貯水率,將試驗結(jié)果作為基坑工程降水設(shè)計依據(jù)的一部分。 

審查施工單位資質(zhì)、人員資格、設(shè)備完好性。目前建設(shè)部沒有設(shè)立專門的降水專項資質(zhì),但專業(yè)施工單位應(yīng)具有符合工程規(guī)模的地基基礎(chǔ)施工資質(zhì)。成孔轉(zhuǎn)機也須經(jīng)過專業(yè)檢測單位檢測合格后方可使用。 

審查基坑降水專項施工方案。方案應(yīng)明確降水方法,降水井深度、數(shù)量、結(jié)構(gòu),降水井施工工藝與設(shè)備,降水井運行方案,降水對環(huán)境影響的控制措施、應(yīng)急預(yù)案等內(nèi)容。另外根據(jù)建質(zhì)(2009)87號文《危險性較大的分部分項工程安全管理辦法》規(guī)定基坑開挖深度超過5米、以及開挖深度雖未超過5米,但地質(zhì)條件、周圍環(huán)境和地下管線復(fù)雜,或影響毗鄰建筑(構(gòu)筑)物安全的基坑(槽)的土方開挖、支護、降水工程相應(yīng)的專項方案均必須通過專家論證。 

審核進場材料的合格證、質(zhì)保書,審核有關(guān)材料結(jié)構(gòu)的型式檢驗報告。 

事中控制 

管井施工質(zhì)量控制 

成(井)孔檢查: 

測放井位:根據(jù)降水(壓)井井位平面圖定位井位軸線,井位布置遇到地面障礙物,現(xiàn)場作適當調(diào)整。 

埋設(shè)護筒:護筒口插入原狀土層中,管外應(yīng)用粘性土封固穩(wěn)定,防止施工時管外返漿,護筒口高出地面10cm~30cm。 

鉆機就位:機臺安裝穩(wěn)固,利用水平尺控制轉(zhuǎn)盤面水平,大鉤對準護筒中心,確保大鉤、轉(zhuǎn)盤與護筒的中心三點成一條線。 

鉆進成孔:按照方案要求的井號深度一徑成孔到底。鉆進開孔時吊緊大鉤鋼絲繩,輕壓慢轉(zhuǎn),保證開孔鉆進的垂直度,成孔施工采用自然造漿,鉆進過程中泥漿控制在(1.10~1.15)g/cm3,當提升鉆具或停工時,孔內(nèi)必須壓滿泥漿,避免出現(xiàn)孔壁塌孔。 

清孔換漿:提鉆前將鉆桿提至離孔50cm處,進行沖孔清除孔內(nèi)雜物,將孔內(nèi)泥漿密度逐步調(diào)整至1.10 g/cm3,孔底沉渣厚度小于30cm,返出的泥漿內(nèi)不應(yīng)含有泥塊。 

下井管 

井管進場后,檢查濾水管的縫隙符合設(shè)計要求,濾水管外均包裹尼龍網(wǎng)不少于一層30目~40目。下井管時濾水管上下兩端各設(shè)一套直徑不小于5cm的扶正器,井管連接處焊縫應(yīng)滿焊牢固、垂直,下到設(shè)計深度后,井管居中固定。 

填濾料 

降水井的濾水管部位采用顆粒磨圓度較好的4#砂,濾料圍填的標高不低于設(shè)計標高,且不小于濾管頂段以上2m,填濾料過程中應(yīng)隨填隨測填料高度,圍填量不應(yīng)小于料柱計算容積的95%。 

管井孔口回填 

為防止泥漿及地表污水從管外流入井內(nèi),濾料頂面以上應(yīng)使用粘性土封填,封填連續(xù)、密實,封填耗用泥料的體積應(yīng)與實測柱高的計算體積基本一致。 

洗井 

井管洗井采用活塞和空壓機洗井相結(jié)合。活塞洗井過程中活塞必須從濾水管下部向上拉,將水位拉出孔口,出水量很少的井可將活塞在過濾器部位上下竄動,沖擊孔壁泥皮,此時應(yīng)向井內(nèi)邊注水邊拉活塞。當活塞拉出的水基本不含泥沙后,可換空壓機抽水,吹出底管沉渣,直到水清不含泥沙為止。 

抽水試驗 

降水井施工完成后,將進行單井/群井的抽水試驗,進一步驗證方案的計算成果和設(shè)備性能,最終明確給各挖土工況下疏干降水降水周期,以及進一步細化和明確各挖土工況下不同承壓層的減壓井開啟數(shù)量、編號、位置等,以便于施工人員的操作和控制。 

排水 

基坑周圍場地合理布設(shè)排水溝、沉淀池,方便基坑降水運行時抽排的水體和大氣降水經(jīng)地表排水系統(tǒng)及時排泄至市政管網(wǎng)。 

管井運行質(zhì)量控制 

疏干井管運行控制 

疏干井管運行主要是通過疏干降水,一方面將坑內(nèi)的淺層地下水位控制在土方開挖面以下1m,另一方面有效降低被開挖土體含水量,方便坑內(nèi)挖土作業(yè),提高基坑邊坡穩(wěn)定性。 

疏干降水試運行前,準確測定各井口和地面標高、禁止水位,然后開始試運行,驗證抽水設(shè)備,排水系統(tǒng)能否滿足基坑疏干降水要求。 

基坑土方開挖前,預(yù)留足夠的降水時間,禁止水位降深符合要求后方能開挖,上海地區(qū)基坑開挖前預(yù)降水時間基本不少于15天。 

土方開挖過程中要加強巡查,督促總分包單位做好井管的保護工作,夜間應(yīng)有醒目標色。 

落實專人對施工單位提交的降水數(shù)據(jù)日報表進行復(fù)核。 

疏干降水結(jié)束后,管井應(yīng)及時用粘性土回填密實;需要時也可留著泄水井。 

減壓井管運行控制 

減壓管井具有含水層處于承壓狀態(tài),滲水量大和降水周期長的特點,確保管井在整個降水運行周期內(nèi)始終具備足以降低挖土各工況階段所需水頭降幅的出水量的條件和能力,從而確保安全。 

坑內(nèi)降壓井運行根據(jù)“按需抽水”的原則,每次抽水井內(nèi)一定標高的水抽干后,應(yīng)立即停泵,對于出水量較大的井每天開泵次數(shù)應(yīng)滿足挖土工況要求的水頭標高。 

降壓降水過程中做好各井的水位觀測工作,尤其要加強對觀測井的水位測定,及時掌握承壓水層的水頭變化情況。 

降水運行期間,施工現(xiàn)場執(zhí)行24小時值班制度,值班人檢查泵的工作狀態(tài),一旦發(fā)現(xiàn)異常情況應(yīng)及時調(diào)泵并修復(fù)。 

降水運行過程中對降水運行記錄應(yīng)及時分析整理,繪制各種必要圖標。 

降水運行階段,必須有可靠的電源保障。 

事后控制 

減壓井封井 

基坑施工進入底板等結(jié)構(gòu)施工階段后,基坑內(nèi)結(jié)構(gòu)的荷載增加,逐步可以完全抵抗承壓層的頂托力,此時降壓井管進入封井階段。 

根據(jù)主體結(jié)構(gòu)設(shè)計單位提供的抗浮水頭,經(jīng)過專業(yè)單位換算后的封井工況,必須得到設(shè)計單位的確認。 

封井用的“瓜子片”、水泥、鋼板等材料必須符合國家建材驗收規(guī)范的要求。 

封井的實際施工工況必須與設(shè)計單位認可的封井工況完全一致。 

降壓降水對周邊環(huán)境的影響控制 

在整個降水過程中,監(jiān)測單位應(yīng)當根據(jù)勘察報告、設(shè)計文件和施工組織設(shè)計等有關(guān)監(jiān)測要求,制定監(jiān)測方案。監(jiān)測項目應(yīng)包括基坑內(nèi)、外地下水位的變化和支護結(jié)構(gòu)、周圍建筑物(構(gòu)筑物)的變形等,并根據(jù)環(huán)境要求提出地下水位報警限值。監(jiān)測到異常情況時應(yīng)及時通知有關(guān)各方。 

當基坑圍護結(jié)構(gòu)未完全隔斷地下承壓水層,大量抽取承壓力水,將對基坑周邊建筑物或周邊道路、管線帶來相對持續(xù)的沉降影響,可采用坑外地下水人工回灌、基坑加快施工進度等措施減少坑內(nèi)降壓抽水對周邊環(huán)境的影響。