厦门某研究基地工程基坑降水施工技术

黄源成

厦门市嘉颐建筑工程股份有限公司

厦门大部分地方，有的地下水位比较丰富且水位较高时，高层建筑的施工一般都有设计抗浮。当建筑物主体还没有施工到设计抗浮要求的层数时，就会存在整体基础底板上浮的危险。所以，在完成地下室结构施工后进行基坑回填土，在地下室的外缘至基槽的边之间设置降水井降水，保证地下水位维持在设计的控制水位以下，才能确保地下室底板的安全。传统的做法是在地下室的外缘填至基槽的边缘之间砖砌降水井。此法对于本基坑工程来说，由于基坑较深，且填土与降水井砌砖的交叉作业，即不安全又浪费工料。所以，该方法不宜采用。如果采用波纹管成井降水的方式，不仅节约成本又便于施工操作，且可以大大缩短总工期。

1 工程概况

厦门某研究基地工程项目地下室 2 层，裙房 5 层，主楼24 层，框剪结构，其基础采用钢筋混凝土筏板基础，地下室底板下的高程是 -10.8 米，设计抗浮水位 11.30 米，（相对标高），潜水水位埋深 0.7-3.1 米,平均 2.06 米左右，黄海标高▽8.30－5.90 米,总体平均黄海标高 ▽6.94 米。

设计抗浮要求是裙楼施工到 5 层、塔楼施工到 10 层时，结构就可以满足设计抗浮要求。在此之前必须将地下水位控制在设计标高以下。根据本工程的实际情况，决定采用波纹管成井降水技术，拟定采用内径为 300mm 波纹管，具体降水井的孔数按实际计算确定。

2 降水井的设置

2.1 降水井的选择

该工程地下水有基岩潜水、裂隙水。由于基坑较深，东面是一块高地，南面是倾斜走向的裂隙基岩，其它两面隔一条大马路便是填海滩地，在开挖基槽土方时是采用二级降水，基坑的边坡采用旋喷桩加钢丝网喷护细石混凝土。如果继续延用轻型井降水，是无法满足建筑物的抗浮要求。而采用波纹管成井降水，其施工快速、安装便捷、流水通畅、完全可以满足建筑物结构的抗浮要求。波纹管直径的选择，可以参照厦门地区其他类似工程的基坑降水D=300 （毫米），其实能满足建筑物抗浮的排水量即可。

2.2 基坑总涌水量

公式：q--基坑总涌水量；H--潜水含水层厚度，H=17.6 m；k--渗透系数k =4.00m/d； S--基坑水位降深，S=11.3m；R--降水影响半径，潜水含水层R=2s ； r0--基坑等效半径，本工程矩形状基坑 r0=0.29（a+b）米, a=168m、b=70m ；a、b——分别为基坑的长边和短边。

基坑总涌水量 q = 2572 M3/d

2.3 波纹管成井数量

降水井数量 n = 1.1 总涌水量 / 降水井排水量

公式：取π=3.14 rS--为过滤器半径（m），rs =150mm；k--含水层渗透系数(m/d) 吗， k =4.00m/d

L-过滤器进水部分长度(m)，L =1.50m；

降水井数量 n =1.1×2572 M3/d ÷134 M3/d = 21 （孔）

共取 21 口井，即基坑外缘平均（168+70）m×2 侧/ 21孔= 22.7m） 按每 22.7m 延长米考虑一个降水井。

2.4 波纹管降水井布置

按照 22.7m 的距离布置波纹管降水井，延基坑四周按22.7m 间距依次布置 22 个成井（实际布置可灵活，转角处要布置）

3 降水井过滤管制作

（1） 参照本地区基坑涌水量和其它工程的实例，拟选直径D=300 （毫米）波纹管作为成井管材。

（2） 在波纹管底部包裹 3 层过滤网，在管壁上每300mm距离为一道用 20 号铁丝拧紧。为了过水流畅，在波纹管外壁上打孔，取直径6mm，除去接头外全长都打孔，水平向孔距为 100mm，竖向孔距为 200mm，平面为梅花状。在接口处 1000mm 内不打孔，确保波纹管的结构强度。

（3）在波纹管竖向对接的处要包裹 2 层大于 500mm 宽密目纱网，且该处要扎 3 根 1000mm×100mm×50mm 方木加捆 4 道 12 号铁丝。所有密目网包扎时要有 100mm 搭接宽度，才不会有砂土杂质不流入井管。

4 降水井的安装

（1）降水井的工艺顺序：波纹管过滤节的制作→固定第1 节过滤管→套上套筒、筒内填砂、筒外填土方固定→安装第2 节过滤管→套上套筒、筒内填砂、筒外填土方固定→最终成井→井口防护→安装水泵、降水。

（2）安装过程细部措施：

① 在固定第 1 节过滤管时在管底部用水泥砂浆找平，始终保持管身垂直，外壁四周采用 3 根钢管斜撑，边回填土边移动斜撑。

② 波纹管的下口安装要在设计控制水位线以下 1.2m，波纹管与地下室结构外缘的水平距离应大于 1.5m。

③ 降水井波纹管的设置承插式端，对接时要留出 1.5mm的空隙作为伸缩缝，波纹管对接要顺畅挺直。

④ 回填土时，用 L=1.2m、D=900mm 铁套筒套住管井，在套筒与井壁之间填粗砂 1.1m，待土回填至同样高度时用葫芦吊起套筒。在管井外形成完整的粗砂过滤层，让水流顺畅进入井内且保护管井壁。

⑤ 在波纹管降水井的顶部，用 Ф48×3.5mm 钢管做成一个三角架固定来支撑，可用铁丝固定也可用电焊固定。

⑥ 波纹管顶部周围可用 250mm 透水性较差的土质回填，且要高出周围填土面 ≥150mm，用钢筋格拦栅封口防护。再做找坡与排水沟。

5 安装和运行的细部要求

（1）基坑回填以要前定好降水井位置，然后按施工工艺要求安井、填回填土。井管外壁粗砂过滤层以外的填土宜选用透水性较强的土质，以便地下水更有效地渗入管井。

（2）回填土时要检查管身滤水密目纱网和井管接头是否脱落，波纹管滤水部分管段是否变形，管身有无保持垂直等等，否则应及时调整。

（3）波纹管降水井机组开机 24h 内应该抽出清水。否则，要逐一检查管井，如果抽出混水，可以判断降水井是否失效，考虑重新打井。

（4）施工用的波纹管要有质量保证的产品，要检查产品的合格证和出厂检验报告，若不合格严禁使用。

（5）施工到设计抗浮层数要停机拆井时，须做抗浮验算，达到设计要求方可拆井。

6 降水井日常管理

（1）检查潜水泵及机组电器设备、管路等的运行是否正常，出水量是否正常等。

（2）检查井内水位标高，其井内水位是否处在设计要求的抗浮水位标高以下。

（3）降水设备运行、井内水位标高、出水量、水质是否浑浊、井内有无泥沙等情况，要做好排水运行记录、资料要保存。

（4）做好周边建筑物、地面的沉降观测，对运行记录和沉降观测记录要进行分析，定期提出沉降变化情况的分析报告。

7 成本核算

（1）将砖砌降水井与波纹管降水井相比较：波纹管井安装一节就有 3 米长，并且井管强度高、材质轻、便于施工操作，省掉砖料二次运输、砌砖、抹灰、养护期等等，单这些就可省掉单项造价 36580 元。

（2）波纹管降水井节省大型调运机械投入费用。

（3）不影响回填土施工，不会产生交叉施工；波纹管降水井大大节省能源，减少砖头垃圾废料，也节省劳动力。

（4）通过对该工程项目的经济对比分析，波纹管降水井大大缩短总工期可降低整个工程总造价 927655 元。

8 结束语

（1）厦门某研究基地工程基坑降水，大胆采用波纹管成井取代砖砌成井的降水新技术、新工艺，并且精确的计算基坑总涌水量及管井的排水量，科学安排降水井的数量和位置，排水效果非常好。新型降水即提高基坑降水的效率，又加快基坑回填土的速度；即节省能源和工程成本，又加快工程施工的总进度。

（2）波纹管材质轻，成井施工方便，为地下室基槽回填土施工缩短工期。

（3）我们聘请检测单位对地下室和基坑周围土体的沉降观测，观测数据表明，波纹管降水井降水的新技术，可有效地控制地下水在设计标高以下，完全可以保证地下室及主体结构的安全。

（4）本工程基坑波纹管降水，其中 19 孔井出水量正常，剩下 2 口井远离高地靠近基岩，发现降水井只有比较少的地下水渗入，19 孔管井降水量平均为 178 m3/d 左右，满足地下室结构的抗浮要求。