卵砾石地层深基坑降水施工实践

姜国柱

（吉林省有色金属地质勘查局，吉林 长春 130021）

0 引 言

卵砾石地层基坑降水一直是岩土工程界遇到的难题，特别是在傍河地段，近年来，建筑基坑降水工程越来越多，基坑及降水的深度也越来越大。卵砾石地层由于渗透系数大，涌水量大，一般都是采用管井降水的方法。但如何设计成井工艺、正确确定井深，既要考虑尽可能增加井深，形成管井降水漏斗，又要避免揭穿下覆强含水层，防止水位降不下去的情况发生。降水工程的成败关系整个工程项目的成败。

该项目位于吉林市江南，紧邻松花江，为一地下停车场工程，其基坑开挖深度9.5 m，地层主要为砂卵石，透水性好，涌水量大，施工降水困难。工期短，要求严。因此针对该工程正确选择合理参数、确定合理井深、成功地解决了降水难题，总结了一套可以推广的经验方法，确保了基坑降水工程能够经济、安全、快速、绿色环保地顺利进行。

1 工程概况

工程项目建筑面积26 723.85 m2，两层。基坑南侧宽101 m，东侧长222 m，北侧宽145 m，西侧长190 m,总面积约为23 176.9 m2，开挖深度为 6～9.5 m。

该场地在勘察控制深度内所见岩土层分别为新近堆填的杂填土，第四纪全新统河流冲积作用形成的粘性土、砂类土和卵石(圆砾)土。

场区所见地下水类型属潜水，潜水赋存于砂、卵石层中，勘探孔中实测潜水初见水位深度0.8～6.0 m，地下水主要补给来源为大气降水及径流补给，向松花江径流排泄。勘察报告参数为：细砂k=l～5 m/d，中砂k=20～30 m/d，卵石（圆砾）k=60～100 m/d。

设计抽降水位：基坑抽降地下水位降至自然地面以下10.5 m左右。

2 管井降水工程布置与施工

根据场地水文地质条件可以看出，地下水位浅，基坑总涌水量较大，含水层主要是渗透系数较大的卵石，所以采用管井降水法，井径采用 φ0.5 m，管径φ0.25 m。材料为φ250δ6 mm的给排水PVC管，既经济实用又能就地购买。成井工艺简单，降水过程便于控制。基坑涌水根据当地经验一般井间距为10～15 m，井深为基坑开挖深度的1.5～2倍。结合理论计算，选用井距10 m,共布置降水井66口，井深定为16 m，成第一口井后，立即进行抽水试验，然后根据情况进行调整。

为了短期达到降水效果，在基坑内按30 m×30 m间距布置28眼疏干井。

3 降水井施工组织方案

3.1 工艺流程

采用CZ-22型冲击钻机成井，泥浆护壁工艺成孔，其工艺流程为：测放井位——钻机就位——埋护壁管——冲击成孔——捞渣换浆——下井管——填砾——洗井（活塞与空压机联合洗井）——交验——放置水泵——所有降水井施工完毕后降水。

3.2 施工过程控制措施

1）成孔直径控制：检查成孔直径是否达到500 mm，确保下井管无阻碍。

2）成孔深度控制：成孔后施工人员应现场测量成孔深度，成孔深度达到设计深度后，宜多钻进0.3～0.5 m，用大泵量冲洗泥浆，减少沉淀，并应立即下管，严禁井管强行插入坍塌孔底，滤料填至含水层顶板以上3 m左右，改用粘土回填，封孔不少于1 m。

3）井管质量控制：检查给排水PVC管质量，滤水孔是否达到钻孔设计数量，滤水孔直径大小为12 mm。滤水管外侧缠绕40目尼龙井纱，滤水管在下，光壁管在上，管与管之间用管箍连接牢靠，保证垂直度。

4）井管结构及填砾：上段6 m采用光壁PVC管，下端8～9 m采用PVC滤水管，井管均为φ250δ6 mm给排水PVC管，每根长4 m。滤料均采用豆石，分段填充密实，顶部1～2.0 m填塞粘土。

5）洗井：用活塞结合空压机洗井，时间不小于6 h，洗至井管通畅、水清，含砂量小于1/20 000，以保证降水质量。

6）降水过程控制：结合井位地质情况，井位附近无细砂层的井先降水，井位处有细砂时，待井内水位下降至砂层下面后，再开始降水。控制出砂量，以保证降水不改变基础的持力层原状土结构。确保基础施工质量符合设计要求。

4 施工中的技术难题和措施

卵砾石成井一直是成孔中最难钻进的地层，易塌孔，常见的问题是：塌孔和卡钻。

1）塌孔一般由以下几种原因造成：护筒埋放过浅，周围封填不密实，产生漏水；操作不当，主要是提升钻头或放钢筋笼时碰撞孔壁；泥浆稠度小，起不到护壁作用；泥浆水位高度不够，局部对孔壁无压力；向孔内加水时流速过大，直接冲刷孔壁；在松软砂层中钻进，进尺太快。

预防和处理措施：塌孔部位不深时，可改用深埋护筒，将护筒周围回填土，夯实，重新开钻；轻度塌孔，可加大泥浆相对密度和提高水位；严重塌孔，用粘土泥膏投入，待孔壁稳定后采用慢进尺钻进；提升钻头下放钢筋笼时应保持竖直，不要碰撞孔壁；在松散砂层钻进时，应控制进尺速度，并用较好泥浆护壁。

2）卡钻一般有以下几种原因：孔内出现梅花孔、探头石、缩孔等未及时处理；钻头被塌孔落下的石块或误入孔内的大工具卡住；钻头尺寸不统一，焊补的钻头过大；下钻头过猛，或钢丝绳过长使钻头倾斜卡在孔壁上。

预防和处理措施：对于向下能活动的上卡，可用上下提升法，即上下提动钻头，并将钢丝绳左右拔移、旋转；卡钻后不宜强提，只宜轻提，提不动时，可用小冲击钻冲、吸的方法将钻头周围的钻渣松动后再提出；钻头尺寸要统一，下钻应控制钻进速度，不要过猛过快。

5 降水效果

由于降水井设计间距和深度合理，中间布置了疏干井，该工程降水效果非常好，基坑土方开挖时工作面没有出现出水现象，得到了业主和土方施工单位好评，达到了降水要求。

6 结语

1）管井降水是目前吉林市采用较多的降水方法,对类似水电站附厂房这样的以潜水为主、卵砾石地层渗透性比较好的基坑,管井降水效果比较好。

2）卵砾石地层深基坑降水，准确确定卵砾石渗透系数是关键，除了理论计算之外，紧密结合当地经验，才能设计合理，符合实际需要。

3）卵砾石降水井施工难度大，问题多，一定要把好质量关，采取相应措施，选择合理的施工方法和工艺。

4）卵砾石地层管井基坑降水，在按照设计要求正常抽水时，如出现在加大抽水水量仍达不到开挖要求时，可以采取增加明排降水措施，满足开挖要求。