關鍵詞:管涌;人工淺井;調節水量;濾芯。
0 引言。
隨著我國城市高層建筑物的發展,深基坑越來越多,地下水引起的深基坑開挖安全問題日益突出。特別在地下水源豐富,承壓水水頭高的基坑場地,坑內管涌時有發生。由此導致地下水從基坑底部滲入,降低地基土的強度,這不僅直接影響該基坑的開挖與后續工程的施工,更嚴重影響周邊建筑物及地下管線的安全。因此在基坑開挖中一旦發生管涌現象,要及時采取合理、有效措施進行治理。然而常用的注漿、高壓旋噴等措施有時效果不盡人意,且成本高昂。文章通過介紹某基坑開挖過程發生的管涌現象及措施提出的可調水量淺井可快速有效治理基坑管涌,且經濟合理。
1 工程簡介。
南京河西某公園位于南京市河西地區,工程占地面積近 78 000 m2,為南京市平戰結合的人防工程。工程設二層地下室,戰時作為人防工程,平時作為地下商鋪;地面綠化,作為市民休閑廣場。該工程主體開挖深度為 12.5 m.開挖區地下水分兩層,淺部為潛水,埋深為 1 m 左右。深部為弱承壓水,主要受地下水徑流補給。賦存于下部粉土、砂性土、卵礫石中。地層自上而下情況如下:①-1 雜填土:層厚 1.5~6.5 m;①-2 素填土,局部;②-1 淤泥質粉質黏土:層厚 8.60~23.5 m;②-2 粉質黏土:層厚 0.8~9.7 m;②-3 粉土-粉砂,層厚 0.70~7.2 m;②-4 粉細砂:層厚 0.9~22.1 m;②-5粉細砂,局部中砂夾:層厚 10.9 m.設計采用中心盆式開挖,上段放坡,下段支護樁擋土,三軸深攪止水,管井降水的止降結合。共設降水管井 120 口。
2 基坑管涌情況及方案提出背景。
該工程前期施工非常順利,但是由于施工單位過多,協調困難,尤其是土方開挖單位施工不當,對成品保護意識淡薄,造成東南角 10 口降水井損壞,完全失去降水功能?;娱_挖到底后,被損壞的 26 號管井濾料處發生管涌,并隨時間推移伴隨大量沼氣產生,氣水相互作用導致涌水量不斷加大,達到流量 2~3 t/h、含砂量 8%~10%的程度,情況十分嚴重。項目部立即采取在管涌點四周雙液注漿的辦法,但由于管涌通道已形成,漿液從管涌點流出,補救失敗。繼而在距管涌點10 m 補井,因管涌形成流沙,無法成井。遠離 20 m 鉆井成功,但不見水,再次失敗。最終決定采取人工成井方式,在管涌處施工人工淺井,以保障管涌泥水從井內涌出,不至于因泥水沖涮而變本加厲地涌出。但根據該位置工程勘察報告及涌水情況,人工淺井水量較大,需進行人工控制水量,否則后續工作難以開展,因此,該工程設計了可調節水量水井。
3 方案設計。
3.1 設計原則。
(1)原地成井必須具有足夠的出水量,以完全釋放地下水頭壓力,使地下承壓水不至于肆無忌憚從坑底涌流,同時又要嚴格控制水量,不至于使地下流沙通道越來越大。因此要能適當調節水量。
(2)要方便封井,不至影響后續主體底板施工。
(3)操作簡單,成本低廉。
3.2 具體方案。
根據管涌情況和該處工勘報告,確定該處基坑底面為 2.0 m 的隔水層,隔水層下伏中砂-粉細砂含水層。通過現場積水實驗測定,在無阻力情況下管涌處水流速度為 0.7~1.0 m/s,如采用 Φ286 鋼管,管內涌水約 8 t/h.人工成井穿過隔水層進入含水層 1.5~2.0m 左右,控制井管濾水段長度和水泵抽水速度可使水量在 10 t/h 以上。
3.3 材料準備。
井管采用長 3.8 mΦ286 鐵管,壁厚 2 mm,底端割成鋸齒,并在 1.8 m 范圍內切割若干 Φ40 圓孔作為透水孔。頂端每隔 50 cm 割 Φ50 對穿孔,如圖 1 所示。由于直接采用井管自身鉆進,無法加包濾網,因此采用濾芯過濾泥沙。濾芯制作采用 0.5 mm 普通彩鋼板,切割若干 Φ20 小孔作為透水孔,卷成長 2.0 mΦ286 開口圓筒,并設拉繩,方便控制安裝位置,外包 170 目濾網,如圖 2 所示。