大型沉井排水法的降水、止水施工技术.doc

大型沉井排水法的降水、止水施工技术周方 许国军 夏燕飞（江苏无锡二建建设集团有限公司 214061）摘要 沉井排水法施工十通过降水，止水措施，在沉井下沉前降低地下水位至沉井封底的底面下1.0M，在无水干燥的条件下开挖土方、下沉到位，既能使施工质量容易控制，又能加快施工进度。本文是对大型沉井排水法进行的初步研究和探讨。关键词 排水法 搅拌桩止水 深井点降水1.工程概况无锡市锡澄供水工程位于江阴市利港镇长江边。锡澄供水工程头部的取水泵房采用沉井工艺施工，其平面尺寸为25900x21600mm，现场原土地坪标高为+3.70，沉井的钢筋混凝土结构总高度为14.8m，整个需下沉的钢筋混凝土沉井重量约4000吨。2.工程情况分析及方案确定2.1 工程地质情况根据地质勘察报告，地基特征值如下：层序土层名称土层厚度渗透系数极限侧阻力标准值KPa及承载力特征值耕土0.10.65/粉质粘土0.31.52.21E-0616/90淤泥质粉质粘土1.33.53.81E-0610/60粉质粘土0.73.33.24E-0640/210-1层粉土2.95.85.25E-0430/150-2层粉细砂9.512.36.28E-0318/1702.2工程情况分析沉井以（-2）层土作为持力层，基底为承压含水层含水量丰富，基坑开挖时会产生流砂、管涌类渗透性破坏，并且其施工期在丰水期，长江水位较高，本工程地处长江边的滩涂，沉井离长江大堤只有三十五米，为保护长江大堤，要求沉井不排水下沉，但为了达到省、市政府的争三保四的工期要求，沉井下沉必须加快施工进度，保质保量保安全的下沉到位，而要达到这个要求，只有采用排水法，水力机械法冲土下沉，经过上述分析，只有通过降水，止水措施，既保护长江大堤，又确保施工进度。2.3方案确定由于沉井要穿透-1层、-2层，而这两层均匀承压含水层，开挖时容易产生流砂、管涌破坏，因此决定在基坑外围施打搅拌桩。这样既可以加固周边土层，同时切断来水，为沉井后期下沉创造有利条件，又可利用搅拌桩对基坑做围护。针对上述要求，建设单位综合考虑工期、质量、成本和安全，与工程各方讨论决定采用深层搅拌桩止水，深井点降水，对上部淤泥质粉质粘土层，采用挖除的方式处理，即深层搅拌桩施工完后，基坑开挖至原土下4.5m后，利用搅拌桩做基坑围护，再施工沉井的砼结构，深层搅拌桩中间采用深井点降水，降水完成后采用水力机械冲土以缩短工期。3.深层搅拌桩止水，深井点降水实施按照拟定方案，首先对深层搅拌桩围护、止水及基坑深井点降水进行计算，确保深层搅拌桩的深度、宽度和深井点个数。3.1 深层搅拌桩止水围护计算深层搅拌桩在深井一周封闭，上部有4.5m的自由端，（如图）桩设三排，桩径为700，深度为20m，离井为3.5米，材料水泥为P.O32.5，掺水量为14%，水灰比为0.5，深层搅拌桩止水桩为20m，桩钻孔至不透水层，采用深基坑水泥土墙围护软件计算，内力计算方法为增量法，抗倾覆稳定性系数Ks=6.6841.2，抗滑移稳定性系数Kh=9.0221.2，抗管涌稳定安全系数K=11.6671.5，满足规范要求，可满足围护止水的要求，经设计单位验算批准后实施。3.2基坑涌水量计算，深井点数量确定沉井施工采用水力机械化排水下沉，由于沉井建址地下水位较高，且沉井下卧粉砂地层，故必须通过降水法来保证沉井外流砂土不向井内流动。（一）基坑涌水量计算按地质报告，地下水位为1.2m，渗透系数为经计算抽水影响半径R=42.75m，实际与现场测定半径比较相差不大。涌水量Q=947.3T深井过滤器每米单位进水量深井滤器进水部分长度为17m（二）深井点数量确定设井数为8个时，取H=15-7=8计算得H0=3.5Nh0=3.5x8=28Q/q，深井应钻孔至不透水层，深度为十二米。3.3深层搅拌桩止水，深井点降水施工3.3.1搅拌桩施工安装拟定方案，在沉井四周开始打桩，但搅拌桩施工钻孔至十八米时桩基再无法再打下，经设计同意打至十八米深，使搅拌桩与设计相差约二米左右，对围护无影响，全部完成后经地质勘察单位确认，深井未打至不透水层，对止水效果有影响，因此，建设单位组织了各方进行讨论，提出处理意见，并做出了以下几点决定：（1）、通过打深井进行试抽水，确定单井出水量及深井数量。（2）、重新进行地质勘察，确认下部承压水是否与长江水连通。（3）、不透水层与深层搅拌桩间的二米空隙对止水的影响。针对上述几点决定、已施工的深层搅拌桩之间及深层搅拌桩之外设三口试验深井点降水，四口观察井观察水位，确定出每口单井出水量进行比较，实测三口深井出水量，中间二口相差不大，与外部的相差一倍，说明深层搅拌桩有作用，按实测内部深井出水量重新对深井所需数量进行计算，确定井数为十六个，基本上可消除不透水层与深层搅拌桩间的二米空隙对止水的影响。地质勘察后确认下部承压水与长江水不连通。3.3.2深井井点施工方法沉井降水采用大口径井点，根据基坑范围，在长边处（29.5m）布置4口，短边（21.6m）处布置3口，中间设2口，总计打设井点16口。井点管打设完成后持续不断的进行抽水，以防止井点管的堵塞，沉井下沉到位封底过程中地下水位须降至地表以下17m左右。全部井点抽水二天后，在观察井中的观察水位降至地表以下17m，达到了设计要求。4.施工效果通过对设立的观察井的记录检查，在整个施工过程中降水效果良好，基本上稳定在地表以下17m左右，在下雨天也未有大的变化。5.结语深层搅拌桩单独围护，止水在浅基坑中是可行的，但深层搅拌桩单独止水深度不应超过十八米，超过钻机成孔困难，且深层搅拌桩止水应打至不透水层，否则会影响止水效果。参考文献段良策 殷 齐 合编 沉井设计与施工 同济大学出版社 2005