深井降水在砂性土層的地下連續(xù)墻施工中的運用【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,并通過工程實例,闡述了砂性土層中進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號線5標四川北路站位于虹口區(qū)武進路,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路相交并斜向穿過武進路,車站北段位于四川北路與武進路圍成的街坊內(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最小距離約為10.0 m,另一幢為華東師范大學第一附中6層樓房,基礎采用樁基,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,該樓房為市級保護建筑,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,由車站主體、出入口及風道三部分組成。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,地下二層為設備層,地下三層為站臺層。 基坑圍護地下連續(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,標準段800 mm地墻深度為28 m,標準段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,場地地下水對混凝土無腐蝕性,對鋼結(jié)構(gòu)有弱腐蝕性。2 圍護體地下連續(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,干強度低,土層中含砂量較大,在成槽施工時極易產(chǎn)生塌方等,尤其是②3層含水砂層其粘性相當?shù)?更加容易造成成槽施工時塌方的產(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,即對圍護邊線兩側(cè)進行單排三軸攪拌樁預加固(圖1)。
可滿足要求。 經(jīng)過計算,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,決定在地墻施工時對地墻周邊打設深井進行降水,以降低水壓力。 該方法實施方便,成本低廉,設備要求簡單,且施工不占用工期,可與槽段施工同時進行,降水井區(qū)域槽段施工全部完成后,深井即可廢棄回填,對于其它工藝的施工不產(chǎn)生影響,減小了地下水對于槽壁的水頭壓力,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 井點布設 根據(jù)場地內(nèi)地質(zhì)條件及地墻深度,確定井點布置的間距、深度及降低地下水位的預期值,達到三者之間的最佳平衡。經(jīng)計算,擬每隔12 m布設一口降水井,其深度為12 m,預期降水深度為5~7 m。3.2 施工順序 鑿除硬地坪→埋設護口管→安裝旋噴樁機→鉆進成孔→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) 降水井機構(gòu)見圖2降水采用1寸泥漿泵進行抽水。3.4 降水運行注意事項 (1)降水的設備在施工前及時做好調(diào)試工作,確保降水設備在降水運行階段運轉(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,應該經(jīng)常檢查泵的工作狀態(tài)。 (3)降水工作應與成槽施工密切配合 (4)降水運行期間,現(xiàn)場實行24 h值班制,值班人員應認真做好各項質(zhì)量記錄,做到準確齊全。 (5)做好井口的保護工作,嚴禁將井管碰壞以及雜物掉進井內(nèi)。經(jīng)常檢查排水管、溝是否暢通。 (6)降水施工可能會對周邊市級保護建筑產(chǎn)生不良影響。故在降水前應對周邊建筑設置沉降觀測點,并測定初始穩(wěn)定高程。在抽水過程中,要不間斷的對建筑物沉降進行觀測,一旦發(fā)現(xiàn)建筑物沉降超過報警值,即應立即停止坑內(nèi)抽水,采取相應的保護措施,以防止建筑物的繼續(xù)沉降。4 結(jié)果分析 根據(jù)實測數(shù)據(jù)及地下墻統(tǒng)計資料來看,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,同時取得了良好的經(jīng)濟效益。 根據(jù)實際摸索的經(jīng)驗,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)。降水井的打設在該區(qū)域地墻施工前2~3 d進行,期間進行降水,直至索口管拔除。5 結(jié) 語 從軌道交通10號線5標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?shù)暮?超方混凝土鑿除的量相當?shù)纳?且未產(chǎn)生任何大面積的滲漏現(xiàn)象。這表明我們對砂性土層打設降水井保證成墻質(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,以達到增強質(zhì)量、減少費用的目的。
可滿足要求。 經(jīng)過計算,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,決定在地墻施工時對地墻周邊打設深井進行降水,以降低水壓力。 該方法實施方便,成本低廉,設備要求簡單,且施工不占用工期,可與槽段施工同時進行,降水井區(qū)域槽段施工全部完成后,深井即可廢棄回填,對于其它工藝的施工不產(chǎn)生影響,減小了地下水對于槽壁的水頭壓力,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 井點布設 根據(jù)場地內(nèi)地質(zhì)條件及地墻深度,確定井點布置的間距、深度及降低地下水位的預期值,達到三者之間的最佳平衡。經(jīng)計算,擬每隔12 m布設一口降水井,其深度為12 m,預期降水深度為5~7 m。3.2 施工順序 鑿除硬地坪→埋設護口管→安裝旋噴樁機→鉆進成孔→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) 降水井機構(gòu)見圖2降水采用1寸泥漿泵進行抽水。3.4 降水運行注意事項 (1)降水的設備在施工前及時做好調(diào)試工作,確保降水設備在降水運行階段運轉(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,應該經(jīng)常檢查泵的工作狀態(tài)。 (3)降水工作應與成槽施工密切配合 (4)降水運行期間,現(xiàn)場實行24 h值班制,值班人員應認真做好各項質(zhì)量記錄,做到準確齊全。 (5)做好井口的保護工作,嚴禁將井管碰壞以及雜物掉進井內(nèi)。經(jīng)常檢查排水管、溝是否暢通。 (6)降水施工可能會對周邊市級保護建筑產(chǎn)生不良影響。故在降水前應對周邊建筑設置沉降觀測點,并測定初始穩(wěn)定高程。在抽水過程中,要不間斷的對建筑物沉降進行觀測,一旦發(fā)現(xiàn)建筑物沉降超過報警值,即應立即停止坑內(nèi)抽水,采取相應的保護措施,以防止建筑物的繼續(xù)沉降。4 結(jié)果分析 根據(jù)實測數(shù)據(jù)及地下墻統(tǒng)計資料來看,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,同時取得了良好的經(jīng)濟效益。 根據(jù)實際摸索的經(jīng)驗,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)。降水井的打設在該區(qū)域地墻施工前2~3 d進行,期間進行降水,直至索口管拔除。5 結(jié) 語 從軌道交通10號線5標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?shù)暮?超方混凝土鑿除的量相當?shù)纳?且未產(chǎn)生任何大面積的滲漏現(xiàn)象。這表明我們對砂性土層打設降水井保證成墻質(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,以達到增強質(zhì)量、減少費用的目的。