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高层住宅建筑深基坑开挖井点降水施工技术

作者

陈光利

中国十五冶金建设集团有限公司 湖北省黄石市 435000

引言:

在高层住宅建筑施工阶段,深基坑开挖是不可缺少的重点工序,而井点降水施工技术的应用可保障深基坑开挖施工质量及施工安全。与地上工程相比,深基坑工程施工环节更为复杂,施工难度更大,施工风险系数高,如降水不当,就会导致边坡失稳、管涌、流砂等事故,不仅影响深基坑施工质量,还会威胁整体施工进度。由此可见,加强高层住宅建筑深基坑开挖施工阶段井点降水施工技术应用研究具有积极的现实意义。

1 项目概述

该高层住宅项目由 3 栋 33 层住宅建筑及地下车库组成,总建筑面积约85000m2 ,基坑开挖深度为 12m 至 15m 。项目地处城市中心地带,周围建筑分布密集,地下管线分布复杂,对基坑开挖施工要求较高。在地质勘查中,勘察结果显示该区域地层构成如下:第一,素填土,厚度为 1.5m 至 3m,结构松散,且内部分布着大量建筑垃圾与生活垃圾;第二,粉质黏土,厚度为 3m 至 5m ,具有中等压缩性。第三,粉土,厚度为 2m 至 4m ,具有较低压缩性,渗透系数为 5×10-4 至 1×10-3cm/s ;第四,细砂,厚度为 4m 至 6m ,渗透系数为 1×10-2 至 5×10–2cm/s ;第五,粉质黏土,厚度为 10m 以上,具有较低压缩性。地下水埋深为 2m 至 3m ,主要存在于粉土与细砂层中,为潜水性质,易受降雨及周边地下水补给影响。

2 高层住宅建筑深基坑开挖井点降水施工技术要点

2.1 井点降水方案设计

2.1.1 降水方式选择

在本项目中,施工人员结合施工现场地质条件、周边环境及基坑开挖深度,综合考量多种降水技术,最终选择管井井点降水技术。该项技术降水效果好,可满足多种地质条件的降水需求,与该项目建设要求相符。

2.1.2 管井布置

在本项目中,施工人员在距基坑边线 1.5m 至 2m 处设置管井。由于基坑拐角部位水压力较大,因此适当增加该部位管井密度。结合地层渗透系数、降水深度及单井出水量等,将管井间距控制在 8m 至 12m 之间。管井直径为 60cm ,深度为 20m 至 25m ,以保障管井能够进入粉质黏土中 3m 以上,从而提升降水效果[1]。

2.1.3 抽水设备选型

在本项目中,施工人员结合管井出水量、降水深度等,将潜水泵作为抽水设备。并根据降水深度要求,将潜水泵扬程控制在 25m 至 30m 之间。结合管井直径、深度及地层渗透系数确定单井出水量,并以此为基础选择抽水量为 10m3/h 至 15m3/h 的潜水泵。

2.2 井点降水施工工艺

2.2.1 施工准备

在本项目中,施工人员从场地平整、测量放线、设备及材料进场三个层面入手展开前期准备工作。首先,施工人员清理场内障碍物,同时平整施工场地,为后续施工设备进场提供良好条件。其次,结合设计图纸内容展开测量放线,标记管井位置。再次,加强施工中所用钻井设备、潜水泵等设备性能检查,保障各类设备功能完好,同时检查井管、滤料等材料质量,及时清退不符合要求材料。

2.2.2 管井施工

在本项目中,施工人员选择冲击钻成孔工艺展开管井施工。在成孔阶段,科学调整钻孔速度及泥浆比重,从而降低塌孔事故发生概率。当成孔至设计深度后,及时展开清孔作业,以保障孔内干净。随后放入钢筋混凝土井管,并利用焊接的方式将钢筋混凝土井管相固定,保障整体结构严密。当钢筋混凝土井管放置完成后,将中粗砂作为滤料,并填充在钢筋混凝土井管与孔壁之间,保障填充均匀密实[2]。

2.2.3 洗井

在本项目中,当钢筋混凝土井管施工完成后,为清除井内泥沙及杂质,提升降水效果,施工人员应用空压机联合洗井法展开后续洗井作业。在洗井过程中,动态调整洗井阶段空压机压力及风量,直至井内流出清水,且含沙量低于 1/20000 即可。

2.2.4 抽水设备安装与调试

在本项目中,当洗井完成后,施工人员进行潜水泵安装作业,将潜水泵放至井内,距井底 0.5m 至 1m 距离,连接出水管道,合理布置管道线路,避免发生弯曲及漏水问题。同时连接控制系统,包括配电箱、水位传感器等,从而实现抽水设备自动控制,当抽水设备安装完成后,需通过调试的方式检查抽水设备运行状态,保障后续降水工作有序展开。

2.2.5 正式抽水

在本项目中,当抽水设备调试完成后,方可展开正式抽水作业,在抽水过程中,施工人员密切关注地下水位变化,结合观察结果调整抽水设备运行参数,并做好相应的信息记录,以保障地下水位能够顺利的降低至基坑地面以下 0.5m 至 1m 。此外,还应加强降水阶段周边建筑及地下管线沉降情况观测,如出现异常现象需及时处理。

2.3 质量控制与安全保障措施

2.3.1 质量控制

在本项目中,施工单位采取如下质量控制措施:结合设计图纸及施工规范展开作业,保障管井位置、深度及间距等参数满足设计标准;强化施工材料质量控制,核对各材料出厂合格证,检验通过后方可进场;加强成孔阶段钻进速度及泥浆比重控制,降低孔壁坍塌事故发生概率;确保清孔作业彻底,使孔内保持干净整洁;保障洗井充分,直至井内流出清水,且含沙量符合标准;加强抽水设备运行状态检查,保障抽水设备运行安全可靠[3]。

2.3.2 安全保障

在本项目中,施工单位采取如下安全保障措施:在施工环节展开前,组织施工人员参加安全教育培训,强化施工人员安全意识;施工设备操作人员需经专业培训,且持证上岗;施工现场设置对应的安全警示标志,禁止无关人员进入;加强电气设备防雨防潮处理,保障电气设备运行可靠安全;加强抽水阶段井管沉降观测,如沉降幅度过大则及时采取加固措施;定期展开周边建筑及地下管线沉降观测,如沉降超过安全数值,及时展开回填、注浆等作业,降低安全事故发生概率。

2.4 降水效果监测与数据分析

2.4.1 监测内容

在本项目中,监测内容为地下水位监测、周边建筑物沉降监测、地下管线沉降监测及基坑边坡位移监测等。首先,在地下水位监测中,施工人员在基坑周边及基坑颞部设置水位观察井,定期展开水位测量,从而明确地下水位变化情况。其次,在周边建筑物沉降监测及地下管线沉降监测中,施工人员设置对应沉降观测点,定期展开观测,从而及时处理沉降变形异常问题。再次,在基坑边坡位移监测中,施工人员借助全站仪或测斜仪等设备展开边坡水平位移与垂直位移监测,以保障边坡结构稳定。

2.4.2 数据分析

在本项目中,施工人员结合监测数据绘制地下水位变化曲线、沉降变形曲线等,以此明确降水效果与周围环境情况。如地下水位下降速度较慢,则及时展开管井检查,明确问题原因,再展开针对性处理,如增设抽水井或抽水设备。

结语:

综上所述,为保障高层住宅建筑深基坑开挖安全,井点降水施工技术实现了广泛应用。为提高井点降水施工技术应用水平,施工人员应掌握井点降水施工技术应用要点,规范井点降水施工操作流程,严格按照施工要求进行现场作业,提高高层住宅建筑深基坑的安全性和稳定性。

参考文献:

[1]刘翌晨,牛鑫.富水地质条件下地铁车站深基坑轻型井点降水施工技术研究[J].重庆建筑,2025,24(01):69-71.

[2]李秀荣.高层住宅建筑深基坑开挖井点降水施工技术研究[J].重庆建筑,2024,23(10):61-63+78.

[3]白太耀,高勋辉.南疆地区高地下水位深基坑真空井点降水施工技术的实践[J].四川水泥,2023,(04):151-153.