深井降水在砂性土層的地下連續墻施工中的運用【摘要】介紹了在砂性土層中施工地下連續墻所采用技術措施的比選和確定,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。【關鍵詞】地下連續墻砂性土層深井降水充盈系數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,西北側有兩幢建筑近鄰,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。車站為地下三層側式站臺,由車站主體、出入口及風道三部分組成。車站結構依據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。車站結構底板埋深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,地下連續墻采用鎖口管柔性節頭。 經勘察,本場地地基土在60 m深度范圍內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,對鋼結構有弱腐蝕性。2 圍護體地下連續墻施工措施 本施工場地②3-1、②3-2層砂質粉土層,土質松散,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生塌方等,尤其是②3層含水砂層其粘性相當低,更加容易造成成槽施工時塌方的產生,降低槽壁的穩定性,增加混凝土的充盈系數,給后續施工造成不利影響,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,即對圍護邊線兩側進行單排三軸攪拌樁預加固(圖1)。

采用三軸攪拌樁進行加固,其本身的施工對于保護建筑也將產生影響,且其施工時間長,完成后還需進行養護,對整個工程的工期產生影響;由于加固范圍離槽壁距離比較近,容易造成混凝土澆筑時的超量及繞流等現象,對于后續工藝造成不利影響。其費用較高,增加了施工成本。 對地下連續墻槽壁進行穩定性分析如下: 取正常泥漿密度1.15時, 可滿足要求。 經過計算,在未采取降水措施的情況下,需將泥漿密度調整至1.57以上才能保持槽壁穩定,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整至1.15以上后槽壁可以保持穩定。 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生塌方的可能。3 深井降水技術要求3.1 井點布設 根據場地內地質條件及地墻深度,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 降水井結構 降水井機構見圖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試工作,確保降水設備在降水運行階段運轉正常。 (2)工地現場要備足抽水泵,使用的潛水泵要做好日常保養工作,應該經常檢查泵的工作狀態。 (3)降水工作應與成槽施工密切配合 (4)降水運行期間,現場實行24 h值班制,值班人員應認真做好各項質量記錄,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。經常檢查排水管、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,一旦發現建筑物沉降超過報警值,即應立即停止坑內抽水,采取相應的保護措施,以防止建筑物的繼續沉降。4 結果分析 根據實測數據及地下墻統計資料來看,地墻充盈系數平均為1.05(圖3),垂直度平均為1/800,滿足相關規范及技術要求的規定。周圍同類地質條件下建筑的地墻施工,其充盈系數一般為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的值,也提升了地墻施工的質量,同時取得了良好的經濟效益。 根據實際摸索的經驗,總結出降水井措施成敗的關鍵在于降水頻率的控制(表1)。降水井的打設在該區域地墻施工前2~3 d進行,期間進行降水,直至索口管拔除。5 結 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,地下連續墻的質量相當的好,超方混凝土鑿除的量相當的少,且未產生任何大面積的滲漏現象。這表明我們對砂性土層打設降水井保證成墻質量的思路是成功的,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,以達到增強質量、減少費用的目的。