富水砂层地区住宅工程基坑降水施工工艺

辛 奇

（中铁十九局集团有限公司国际建设分公司，北京 100176）

1 工程概况

建设项目位于沙特阿拉伯达曼波斯湾海边，建设内容包含两层别墅、精装修公寓、健身房等。别墅设计为筏板基础，两层框架结构；精装修公寓等单体建筑，采用钻孔桩基础，三层框架结构（另有一层地下室）。项目建设现场的地下水含量丰富，地层条件方面以中砂层居多，基坑开挖期间伴有涌水等异常状况，工程对降水施工工艺提出较高的要求。根据现场情况及既有工程经验，拟采用管井降水的方式。

2 降水井施工技术分析

2.1 施工工艺流程

具体施工工艺流程：围挡→井点定位→钻孔→吊放井管→回填豆石→封口→洗井。

2.2 降水井及降水施工

（1）测量放线。以通过审核的降水井平面布置图为基本依据，经检测后确定各管井的位置并放线，期间若遇障碍物，可在许可范围内适度调整[1]。

（2）埋设护口管。严格控制护口管的位置并保证其稳定性，要求管底插入原状土层内，在管外采取防护措施，以免在施工期间发生管外返浆现象。高程方面，以地面为基准，护口管超出部分以0.10～0.30 m 为宜。

（3）钻机就位。确定钻机的安装位置，采取清理和夯实措施，提高该处的稳定性，再将钻机安装至指定位置，调整大钩、转盘及孔的中心，要求其共处相同的直线上。

（4）钻进成孔。钻进开孔过程中，应有效吊紧大钩钢丝绳，检测并严格控制开孔钻进的垂直度，采用孔内自然造浆的方法，全程泥浆相对密度均稳定在1.10～1.15，在确保孔内压满泥浆的前提下方可提钻，否则孔壁易失稳坍塌。

（5）清孔换浆。随钻进作业的持续推进，当达到设计标高要求后，适当向上提钻，使其与孔底保持0.50 m 的间距，清理孔内残留杂物，适当提高泥浆相对密度，使其达到1.10。清孔后检查孔底淤泥厚度，要求在30 cm 以内并且返出的泥浆无任何泥块。

（6）下放井管。以实测孔深为参考，合理下放井管，使其到达设计深度处，期间及时调整井管的位置，应维持居中的状态。

（7）填滤料。此环节施工所用材料以中粗砂为宜，将其填至设计标高处。

（8）井口封闭。施工期间部分泥浆或是源自于地面的污水易进入坑内，为避免此现象，需在井口地表以下封孔，材料为优质黏性土。

（9）洗井。洗井作业发生于提钻之前，需要将钻杆接入空压机内，利用该设备抽水洗井，井出水后即可将活塞钻杆提起，并进一步用活塞洗井，此过程中密切关注活塞的出水情况，在不夹杂泥砂时再转为空压机洗井的方式，以便深度清理管底沉积的杂物[2]。

2.3 管井运行的保障措施

基坑施工安全隐患较多，降水效果将影响施工安全，因此必须采取可行的降水措施。

2.3.1 用电保障

降水设备的运行需得到电力的支护，因此需做好用电保障的相关工作。从施工现场实际状况来看，常采取两路用电的布设方式，即工业用电和发电机组用电各一路。若工业用电存在异常故障，则需要及时启用发电机，在5 min 内恢复正常，否则会对降水效果造成不良影响，甚至引发安全事故。水泵控制柜应具有高效的自动恢复机制，在断电后再次充电时，需要及时启动水泵。

2.3.2 排水设施

基坑抽水期间可在坑外采取辅助降水措施，例如修筑排水沟，进一步提高基坑降水效率。排水沟应按特定的坡度设置，与周边的地表河沟对接。

2.3.3 降水井的防护

降水井受损将严重影响降水效果，而补井难度较大，因此需做好日常防护工作，从源头上避免降水井受损的情况。

（1）严格控制坑内井位，应临近支撑边，间距约80～100 cm；设置好井管口后，于该处设置醒目标识；施工车辆通行过程中易碾压敷设好的电缆线，需加强防护；由专员做好现场检查工作，及时发现问题并快速处理。

（2）井周边500 mm 范围内应作为重点保护区，该处不宜采取机械开挖的方式，人工作业时应由专员指挥。

（3）在开挖深度逐步加大的情况下，井管暴露的长度也随之增加，此时需焊接钢筋与支撑，以构成完整的加固防护体系。

2.3.4 封井措施

基坑开挖至设计标高后，可对部分疏干降水井采取封井措施，除此之外的其他坑内降水井应穿越底板，经过长期的抽水后使结构可符合抗浮标准[3]。底板施工期间应充分提高该处的防水性能，可在井管外以焊接的方式设置两道止水翼环。

在静水状态（降水井停止抽水）下组织封井作业，较为合适的是采用压密注浆工艺。封井的主要施工流程为：

（1）经检测后确定降水井在基坑底板下的具体深度情况，按照每0.8 m 的井管用1 包水泥的标准准备足量的水泥材料。遇井深度较大时，可以预先填入适量的小石子等。

（2）配置注浆设备及辅助设施，经试运行后分析注浆系统的工作状态。

（3）搅拌水泥浆，下放注浆管，使管口与井管底部保持约1.5 m的间距。

（4）正式注浆，随注浆作业的持续推进，期间缓慢向上提升注浆管，使注浆管口所处位置在水泥浆液面2 m 之下。注浆压力的控制应根据现场情况合理调整，通常应达到0.1～0.4 MPa，要求水泥浆能够在压力作用下有效封堵滤管缝隙。

（5）随水泥浆液面的提高，当其高出底板后即可暂停注浆。

（6）以水泥浆的实际状态为准，当其初凝后即可抽出井管内的残留水，并关注水位深度。观测时间应持续2～4 h，若此过程中井管内的水位无明显提高的趋势，则表明注浆效果较好。

（7）待注入的水泥浆终凝后，割除基坑底板上方的降水井管。

（8）在井管内焊接钢板，厚度控制在4～6 mm。

（9）完成井管焊封作业后，可向孔洞处填适量的水泥砂浆。封井示意见图1。

图1 封井示意

3 基坑降水期间的控制要点

（1）全面检查排水线路和电缆电路，要求其无堵塞、泄漏等异常状况。降水过程中应由专员巡视，以便分析施工现场以及设备运行情况，若存在电机烧坏等故障需暂停作业，及时查明成因并处理，在最短时间内恢复正常抽水。

（2）降水与基坑开挖应相互配合，在降水井施工期间需及时组织疏干作业，营造干作业环境，确保土方开挖的安全性。

（3）降水过程中应密切关注观察井的水位，要求基坑始终维持干燥状态。测量观察井内水位可采取如下方法：将尼龙绳作为测量工具，两端分别系金属块、小滑轮，在金属块的重力作用下带动滑轮转动，随金属块深度的逐步加大，触碰到水面后将会发出响声，此时测量该段尼龙绳的长度，该值即等于井口至水面的距离，再进一步计算，求得水位的标高。降水初期应提高观测频率，若存在降水深度不足的情况，应查明原因，合理修正降水工艺参数，各方面均符合要求后方可恢复降水。

（4）遇降水井无法顺利抽水或水体浑浊度增加的异常状况时，可再次利用空压机洗井，或是在周边打设新井。日常降水过程中需要对井口采取防护措施，避免被渣土埋没。每天均检查一次水管连接处，不可泄漏。

（5）以设计方案为准合理布设观测井，由专业的监测单位做好日常观测工作，采集水位数据并完整记录，经纵向对比后分析观测点在各时间段的水位情况，对其发展趋势做出判断，根据分析结果合理调整降水施工工艺，以便高效完成降水作业。

4 结束语

富水砂层的地质条件特殊，于该处组织基坑开挖施工时易受到地下水的影响，做好降水作业是实现顺利施工的必要前提。在降水过程中应合理配置设备，动态化调整施工工艺，在安全的环境下快速降水，营造良好的施工环境。