深井降水在砂性土層的地下連續(xù)墻施工中的運(yùn)用【摘要】介紹了在砂性土層中施工地下連續(xù)墻所采用技術(shù)措施的比選和確定,并通過工程實(shí)例,闡述了砂性土層中進(jìn)行深井降水的基本原理、施工方法及所取得的成果。【關(guān)鍵詞】地下連續(xù)墻砂性土層深井降水充盈系數(shù)1 工程概況 上海軌道交通10號(hào)線5標(biāo)四川北路站位于虹口區(qū)武進(jìn)路,橫穿四川北路,車站全長約302 m,寬15.6～29.6 m。車站南段與中州路及武進(jìn)路相交并斜向穿過武進(jìn)路,車站北段位于四川北路與武進(jìn)路圍成的街坊內(nèi),西北側(cè)有兩幢建筑近鄰,一幢海軍5層樓老工房與車站圍護(hù)最小距離約為10.0 m,另一幢為華東師范大學(xué)第一附中6層樓房,基礎(chǔ)采用樁基,與地墻最小間距約為10.0 m,東南側(cè)有一幢1~3層的樓房,該樓房為市級(jí)保護(hù)建筑,樓房距地墻最小距離約為9.50 m。車站為地下三層側(cè)式站臺(tái),由車站主體、出入口及風(fēng)道三部分組成。車站結(jié)構(gòu)依據(jù)橫向跨度不同分為單跨段、單柱雙跨段、雙柱三跨段及四柱五跨段。車站結(jié)構(gòu)底板埋深14.4 m~17.3 m,車站地下一層為站廳層,地下二層為設(shè)備層,地下三層為站臺(tái)層。 基坑圍護(hù)地下連續(xù)墻墻厚為800 mm、600 mm兩種,其中端頭井地墻寬度為800 mm,深度為31 m,標(biāo)準(zhǔn)段800 mm地墻深度為28 m,標(biāo)準(zhǔn)段600 mm地墻深度為26.5 m,地下連續(xù)墻采用鎖口管柔性節(jié)頭。 經(jīng)勘察,本場地地基土在60 m深度范圍內(nèi)均屬第四系濱海平原古河道沉積層,主要由飽和粘性土、粉土等組成。而潛水水位埋深為1.00~1.70 m,第⑦層承壓水水位埋深為7.40～9.55 m,場地地下水對(duì)混凝土無腐蝕性,對(duì)鋼結(jié)構(gòu)有弱腐蝕性。2 圍護(hù)體地下連續(xù)墻施工措施 本施工場地②3-1、②3-2層砂質(zhì)粉土層,土質(zhì)松散,韌性較低,干強(qiáng)度低,土層中含砂量較大,在成槽施工時(shí)極易產(chǎn)生塌方等,尤其是②3層含水砂層其粘性相當(dāng)?shù)?更加容易造成成槽施工時(shí)塌方的產(chǎn)生,降低槽壁的穩(wěn)定性,增加混凝土的充盈系數(shù),給后續(xù)施工造成不利影響,無法滿足施工的要求,必須采取相應(yīng)的措施。 傳統(tǒng)的在砂性土層中地墻施工所用措施一般為使用三軸攪拌樁加固,即對(duì)圍護(hù)邊線兩側(cè)進(jìn)行單排三軸攪拌樁預(yù)加固(圖1)。

采用三軸攪拌樁進(jìn)行加固,其本身的施工對(duì)于保護(hù)建筑也將產(chǎn)生影響,且其施工時(shí)間長,完成后還需進(jìn)行養(yǎng)護(hù),對(duì)整個(gè)工程的工期產(chǎn)生影響;由于加固范圍離槽壁距離比較近,容易造成混凝土澆筑時(shí)的超量及繞流等現(xiàn)象,對(duì)于后續(xù)工藝造成不利影響。其費(fèi)用較高,增加了施工成本。 對(duì)地下連續(xù)墻槽壁進(jìn)行穩(wěn)定性分析如下: 取正常泥漿密度1.15時(shí), 可滿足要求。 經(jīng)過計(jì)算,在未采取降水措施的情況下,需將泥漿密度調(diào)整至1.57以上才能保持槽壁穩(wěn)定,而這個(gè)密度是不可能的;如在成槽過程中保持地下水位在5 m以下,則在31 m深槽段的泥漿密度調(diào)整至1.15以上后槽壁可以保持穩(wěn)定。 因此,決定在地墻施工時(shí)對(duì)地墻周邊打設(shè)深井進(jìn)行降水,以降低水壓力。 該方法實(shí)施方便,成本低廉,設(shè)備要求簡單,且施工不占用工期,可與槽段施工同時(shí)進(jìn)行,降水井區(qū)域槽段施工全部完成后,深井即可廢棄回填,對(duì)于其它工藝的施工不產(chǎn)生影響,減小了地下水對(duì)于槽壁的水頭壓力,減少了成槽過程中產(chǎn)生塌方的可能。3 深井降水技術(shù)要求3.1 井點(diǎn)布設(shè) 根據(jù)場地內(nèi)地質(zhì)條件及地墻深度,確定井點(diǎn)布置的間距、深度及降低地下水位的預(yù)期值,達(dá)到三者之間的最佳平衡。經(jīng)計(jì)算,擬每隔12 m布設(shè)一口降水井,其深度為12 m,預(yù)期降水深度為5~7 m。3.2 施工順序 鑿除硬地坪→埋設(shè)護(hù)口管→安裝旋噴樁機(jī)→鉆進(jìn)成孔→清孔換漿→下井管→填礫料→井口封閉→洗井→安泵試抽→排水3.3 降水井結(jié)構(gòu) 降水井機(jī)構(gòu)見圖2降水采用1寸泥漿泵進(jìn)行抽水。3.4 降水運(yùn)行注意事項(xiàng) (1)降水的設(shè)備在施工前及時(shí)做好調(diào)試工作,確保降水設(shè)備在降水運(yùn)行階段運(yùn)轉(zhuǎn)正常。 (2)工地現(xiàn)場要備足抽水泵,使用的潛水泵要做好日常保養(yǎng)工作,應(yīng)該經(jīng)常檢查泵的工作狀態(tài)。 (3)降水工作應(yīng)與成槽施工密切配合 (4)降水運(yùn)行期間,現(xiàn)場實(shí)行24 h值班制,值班人員應(yīng)認(rèn)真做好各項(xiàng)質(zhì)量記錄,做到準(zhǔn)確齊全。 (5)做好井口的保護(hù)工作,嚴(yán)禁將井管碰壞以及雜物掉進(jìn)井內(nèi)。經(jīng)常檢查排水管、溝是否暢通。 (6)降水施工可能會(huì)對(duì)周邊市級(jí)保護(hù)建筑產(chǎn)生不良影響。故在降水前應(yīng)對(duì)周邊建筑設(shè)置沉降觀測點(diǎn),并測定初始穩(wěn)定高程。在抽水過程中,要不間斷的對(duì)建筑物沉降進(jìn)行觀測,一旦發(fā)現(xiàn)建筑物沉降超過報(bào)警值,即應(yīng)立即停止坑內(nèi)抽水,采取相應(yīng)的保護(hù)措施,以防止建筑物的繼續(xù)沉降。4 結(jié)果分析 根據(jù)實(shí)測數(shù)據(jù)及地下墻統(tǒng)計(jì)資料來看,地墻充盈系數(shù)平均為1.05(圖3),垂直度平均為1/800,滿足相關(guān)規(guī)范及技術(shù)要求的規(guī)定。周圍同類地質(zhì)條件下建筑的地墻施工,其充盈系數(shù)一般為1.25左右,本工程采用深井降水措施后極大的降低了充盈系數(shù)的值,也提升了地墻施工的質(zhì)量,同時(shí)取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益。 根據(jù)實(shí)際摸索的經(jīng)驗(yàn),總結(jié)出降水井措施成敗的關(guān)鍵在于降水頻率的控制(表1)。降水井的打設(shè)在該區(qū)域地墻施工前2~3 d進(jìn)行,期間進(jìn)行降水,直至索口管拔除。5 結(jié) 語 從軌道交通10號(hào)線5標(biāo)四川北路站開挖施工的情況來看,地下連續(xù)墻的質(zhì)量相當(dāng)?shù)暮?超方混凝土鑿除的量相當(dāng)?shù)纳?且未產(chǎn)生任何大面積的滲漏現(xiàn)象。這表明我們對(duì)砂性土層打設(shè)降水井保證成墻質(zhì)量的思路是成功的,也是必要的。通過這個(gè)成功的案例,以后可以在相類似的土層條件下采取同樣的施工措施,以達(dá)到增強(qiáng)質(zhì)量、減少費(fèi)用的目的。