基坑降水工程的质量通病与防治措施探讨

摘要:降水是深基坑施工中的一道重要环节,大部分基坑事故都与地下水有关。因此,在基坑工程施工中必须对地下水进行有效治理。结合实际的施工经验,探讨深基坑降水施工技术。

关键词:基坑;降水工程;质量通病;防治措施

中图分类号:TU

文献标识码:A

文章编号:1672-3198(2010)21-0368-02

随着城市化进程的不断推进,高层及超高层建筑越来越多的出现在各大中型城市中。因地基基础、建筑功能、设计结构、抗震等多方面的需要,高层和超高层建筑多设计有2层-4层地下室,基础埋深大都在10m以上。在地下水位较高地区,基坑降水问题已经成为工程建设的重要组成部分。本文结合实际的施工经验,浅谈深基坑降水施工技术。

1 轻型井点常见的质量通病和预防措施

1.1 气水分离失控

干式真空泵缸体中发出连续的撞击响声,或活塞缸体内有水吸入,使井点降水受到严重影响。为此,气水分离箱在进入施工现场前必须经过保养,防止箱内的水进入真空泵;气水分离箱的水位器上下两端应装有旋塞,必要时能关闭,以防止外面空气进入箱体内;气水分离箱的上下两只筒体应密闭,使气水在此进行二次分离;离心水泵与气水分离箱之间的阀门应可靠,防止漏气;离心水泵的出水量应控制适度,使能保持连续出水;听到排气缸体内发出撞击声后,应立即将气缸下面的放水旋塞开启,使气缸内的积水排出;若撞击响声仍连续不断,气缸下面的旋塞不断有水排出,则停泵检查真空泵活塞与气缸末端留有的间隙状况等,待处理后不再有撞击响声时,才可按规定操作顺序重新开泵使用。

1.2 升温过高

干式真空泵抽水机组的排气缸体温度上升异常高,无法继续运转进行降水。为此,干式真空泵抽水机组开动前,必须将冷却水箱灌满清水;降水设备进入施工现场前,气水分离箱内必须进行保养,箱底内无淤泥等垃圾沉积物,箱底的冷却水管完好无损,冷却水管内水路畅通无积垢,管路和各处接头不漏水,经测试合格后,方可正式使用;真空泵运转期间,要经常检查缸套温度状况,以确保设备运转正常;发现真空泵活塞缸体的缸套温度升高很大时,若冷却水箱内无水,应立即加满清水,若因冷却水管堵塞或气水分离箱内泥砂等淤积使热交换失效,则用外面的冷却水来降温。

1.3 井点出水量异常

井点抽出的水量远远少于预计的水量,使地下水位降深比预计浅得多。为此,滤清器使用前应清除积存在内部的残留泥砂及垃圾等淤积物;井点管及总管等管路在安装前应把管内铁锈、淤泥等杂物除净;井点用的砂滤料规格应满足规定要求;井孔直径、深度应达到设计规定,孔要圆,灌填砂滤料后要做好洗井工作;塑料连接短管内应衬垫呈弹簧状的铁丝圈,以确保从井点管流向集水总管的过水断面积;需要开足的阀门必需开足,并加以确认;井点滤管位置及标高应按规定设置在渗透性能好的土层中;当井点呈环圈布置时,在抽水机组对面应设置阀门或夹板,使水流断开;滤清器被泥砂等积满淤塞,应关闭总闸阀调迅速清除;对降水重要地段滤管淤塞的井点应拔出,洗净井点滤管后重新下沉井点,或在临近位置补打井点。

1.4 局部地段出现流砂堆积和滑裂险情

在水源补给较多的一侧加密井点间距,在基坑开挖期间禁止邻近边坡挖沟积水;基坑附近地面禁止堆土、堆料超载,并尽量避免机械振动过剧;抽出的地下水应排放到远处,不使在附近迂回流入土中;封堵地表裂缝,把地表水引往离基坑较远处,找出水源予以处理,必要时用水泥灌浆等措施填塞地下空洞裂隙;在失稳边坡一侧增设抽水机组,以分担部分井点排水量,提高这一段井点管的抽吸能力;在有滑裂险情边坡附近卸载,避免险情加剧,防止造成井点严重位移而产生的恶性循环;也可参照“滤管淤塞”和“真空度过低”的预防措施。

1.5 真空度和水压不足

工作水应保持清洁,发现浑浊应及时更换清水,并在保持射流器正常运转的情况下进行;射流泵开动前,必须将水泵体内的空气排净;循环水箱内的工作水在更换清水时,箱内水位应保持在适当高度,防止因水位降得过低,导致空气吸入水泵泵体内;对浑浊的工作水立即用清水更换,更换后的工作水如果使用不久又变浑浊,应找出变浑浊的原因,并对始终抽出含泥量高的井点进行检查处理;对喷射器的喷口由于磨耗而直径增大较多的应进行更换。

2 喷射井点常见的质量通病和预防措施

2.1 水压升不高

水压力升不高,使井点真空度很小。为此,保持循环水池清洁,防止杂物掉入池内;经常测定循环水池底部的淤积深度,并加以清理;水泵供水量和压力必须与井点数量、降水深度相匹配;水泵转速应保持正常;使用的扬水器必须保证质量;清除水泵吸水口滤网上的垃圾,保持吸水口滤网畅通;循环水池底部的沉积泥砂要清除,避免因泥砂淤积而影响吸水量;增设水泵,以满足实际使用井点数量所必需的供水量和水压力要求;增设供电设备,以满足水泵实际需求;对严重磨损的喷嘴立即更换。

2.2 工作水压骤然下降

水泵输出水的总管内工作水压骤然下降,或井点降水骤然中断。为此,井点进水连接短管接头必须牢固,防止脱落,连接短管的长度要保持一定余量,以防地表下沉将接头拉脱;回水连接短管接头亦应牢固,已老化的塑料管不可用,以防断裂,井点的启闭应严格按规定操作,避免误操作导致短管爆裂;加强循环水池的水位管理,防止脱水影响水泵正常运转;水泵与循环水池之间的吸水管路应用软管连接;当连接短管断裂或脱落,应立即关闭井点控制阀门,换上备用连接短管;当循环水池因放水过度而脱水,应立即关闭循环水池放水阀门,并开启水源阀门向循环水池补充水量,提高水池水位,在水泵能够开动并向井点供给有压工作水以前,应立即调节井点系统的有关控制阀门,防止向井点倒灌水;对于吸水管路断裂的水泵,应立即关闭吸水管路阀门和水泵的出水阀门,同时开动备用水泵。

3 深井井点常见的质量通病和预防措施

3.1 井孔弯曲

钻孔过程中出现井孔弯曲。为此,正确地按规定要求安装设备,地基要平整坚固,护口管、转盘、天车要在一条垂直线上;不使用过于细的薄壁钻杆钻大口径井孔及过短的岩芯管;变换口径时要使用导向器并应降低转速和压力;在钻进软硬夹层或容易使钻孔弯曲的地层时,也应降低转速和压力;在开始钻进时,由于方钻杆直接与钻头相连,整套钻具头重脚轻,钻进时要低速回转,保持钻杆直立不摆动;钻具要经常检查补焊,保持钻具圆整;遇有探头石时,应及时处理;使用长的粗径钻具,采取轻压慢转来纠斜;可将偏斜部分注水泥浆,等水泥浆凝固或填孔后,再用长粗径锚具钻进,必要时可在粗径钻具上加扶正器纠斜;用扩孔方法将歪孔处凿掉。

3.2 井孔坍塌

深井钻孔发生井孔坍塌时,孔内泥浆冒泡,或泥浆变稀并大量流失,使井孔内的底面标高升高。为此,根据钻进中的地质情况,应随时调整孔内泥浆粘度和相对密度;在钻进中,如受到其他施工的强烈振动时,应提出钻具暂停施工;长时间停钻时,应每隔3-4h搅动井孔内的泥浆,并可适当加入泥浆,以保持孔内必要的压力;在扩孔时,应事先增加井孔内的泥浆粘度和相对密度,并使孔内上下的泥浆搅动均匀以后,才可进行扩孔;井孔下部坍塌时,先用粘土将坍塌部分填实后,再继续钻进;井孔上部坍塌时,把护井管提起,重新埋设护井管,再继续钻进;含水量部位坍塌的时候,可加大泥浆粘度和相对密度,以糊住坍塌的部位,继续钻进施工。

3.3 钻井时卡钻

此,根据地层和水文地质具体条件,使用符合要求的泥浆,保持钻孔稳定,避免坍塌掉块;钻进中,一定要保持孔内清洁,不可中途停泵时间太长,如果中途修理泥泵,必须将钻杆的大部分提出,使钻具离开孔底一定距离;不使用弯曲的钻杆,不利用钻杆自重加压,采用钻铤加压,钻压要适当,避免造成斜孔而形成键槽卡钻;钻头结构要合适,在钻进松软地层时,不得进尺过快,以防井孔产生螺旋体;保证孔壁圆整,若发现井孔不圆,应及时进行修孔,操作中应尽量避免钻杆撞击孔壁,以免孔壁掉块;在膨胀性地层中钻孔,应使用失水量小的泥浆,避免缩径;孔壁发生掉块或探头石造成的卡钻,以及中途停泵岩屑沉淀造成卡钻时,应设法循环泥浆,然后用千斤顶、卷扬机提升的方法,使钻具上下串动,边转边提升直至将钻具提出;泥包、键槽卡钻时,可轻提猛放钻具,如遇探头石卡钻,经强力起拔,回转反扫无效,但又未被卡死,应将钻具送回孔底,待扫掉探头石,再提取事故钻杆;孔壁产生螺旋体或有僵石、卵石出露,在提升钻具时发生卡钻,可先将钻具降至正常井孔,然后开动转盘,边回转边提升,直至钻具提出,然后换上符合规格的钻头修理井孔;在处理卡钻期间,应尽力保持孔内冲洗液的循环。

3.4 井的集水性能差

为此,深井的井管和滤管全部安装结束并在井管四周回填砂滤料后,应及时洗井;选择合理的洗井方法;活塞洗井用的活塞结构应合理;压缩空气洗井时的风管和风压参数应按规定选用,使用风管前应检查接头的牢固程度,以防脱落;活塞洗井的延续时间长短应控制适当,并达到洗井的质量要求;洗井时必须根据相应的操作工艺进行,并防止因操作不当而损坏井管;洗井后,井的集水能力不足的,应重新洗井;对于没有及时洗井的井管,应适当延长洗井的时间。

4 结语

通过科学的布井、严格控制降水井的施工质量,以及降水期间科学及时的监测。保证了基坑在干槽状态下开挖,也为今后类似工程积累了宝贵的经验。

参考文献

[1]姚天强,石振华等.基坑降水手册[M].北京:中国建筑工业出版社,2006,(4).

[2]张永波,孙新忠编著.基坑降水工程[M].北京:地震出版社,2000,(7).