建筑工程深基坑降排水施工技术

黄伟棠

摘要：在建筑工程中，对于一些地下水位较高的深基坑，由于在开挖深基坑时切断了含水层，地下水在压差作用下将会不断地往基坑内渗流，如果不及时对基坑进行降排水施工，基坑积水将越来越深，从而使现场施工条件变差，严重的还会导致边坡失稳、管涌、流砂等现象。因此，为了确保深基坑施工的安全、顺利进行，必须采取各种行之有效的降排水施工技術对基坑水进行处理。本文在分析深基坑地下水特性及建筑工程深基坑降排水重要意义的基础上，对一些比较常用的深基坑降排水施工技术进行了探讨。

关键词：建筑工程;深基坑;降排水;施工技术

1 建筑工程深基坑降排水的重要意义

1.1建筑工程深基坑地下水的特性[1]

从广义上讲，地下水指的是积聚于地面下部岩石缝隙中的水，在狭义上则是指地下水面以下饱和含水层中的水，而在我国的《水文地质术语》中规定，贮存于地表以下的各种形式的重力水统称为地下水。

按照埋藏条件的不同，一般将重力水分为上层滞水、潜水和承压水。

⑴上层滞水

所谓上层滞水，指的是积聚在离地表较浅、包气带中局部隔水层之上的重力水。在建筑工程深基坑中，上层滞水位于第一层含水层，其特点是埋藏部位浅、埋藏水量少，故而对建筑工程深基坑施工的影响较小。

⑵潜水

潜水是指积聚在包气带中第一个具有自由水面的含水层中的重力水，通常积聚于基岩风化壳的溶洞及裂隙内，其特点是透水性较强，在建筑工程基坑施工中可通过多种措施进行处理，对深基坑施工的影响也不大。

⑶承压水

承压水指的是积聚且充满于两个稳定隔水层中间含水层中的重力水，其水量主要由含水层的渗透性和性质所决定。由于承压水具有埋藏较深、水量较大等特点，对整个深基坑工程的施工都具有非常大的影响。

1.2建筑工程深基坑降排水的重要意义[2]

建筑工程深基坑的降排水施工，主要是以抽排水的方法来降低深基坑底层的地下水位，以降低基坑土体中的含水量，促使土层的坚固程度得到有效提高，从而增强地基的抗剪韧性及基坑土体的各项物理力学性能。一方面，在深基坑工程中进行降排水施工能够更好地预防基坑的基地和基坡的渗水，使基坑的坑底部位变得更加干燥，不但有效提高了基坑底和边坡的稳定性，也减少了流砂及管涌现象的发生。另一方面，在深基坑的开挖施工过程中，基坑土体的干燥程度越高，对深基坑的开挖施工就越有利，基坑支护体系的强度和稳定性也就越好。由此可见，在建筑工程中对深基坑进行降排水施工，对于深基坑的后续工程施工乃至整个工程施工都具有非常重大的意义。

2 建筑工程深基坑降排水施工技术

2.1明沟排水施工技术

明沟排水施工技术是指先在深基坑护壁桩的围檀之上布置明沟，使积水自行通过明沟排出基坑外，或是通过水泵把深基坑中的积水抽排到围檀上部的集水池或集水箱中，然后再通过排水沟向外排放出积水。明沟排水施工技术多数应用于深基坑的积水初期或是积水含量较小的深基坑中，排水的沟渠多数使用混凝土管道或是用砖砌成。

在采用明沟排水施工技术时，应当认真分析深基坑的积水类型，尽可能地使积水自行排出，以节省降排水施工的人力和物力，节约施工成本。在开挖明沟时，一般应当以“从高到低”为原则，以便更好地对积水进行引流;对于自行排水难度较高的深基坑，则要将基坑的线路作为排水的依据，通常可将明沟设置在基坑的等高线位置上，并通过抽水泵等外力进行排水，这样不但能够顺利排出基坑积水，也有效确保了基坑的稳定性。

明沟排水施工技术属于深基坑工程中最基本的降排水施工技术，通常可分为以下三种：

⑴明沟与集水井排水施工技术

施工时，一般将排水的明沟设置在基坑的四周或一侧，集水井则设置在基坑的四角，或是按20～30m的间隔进行设置。一般情况下，排水沟要确保低于基坑的开挖面0.4～0.5m，而集水井则要低于排水沟0.5～1.0m，抽水泵则通常安装在集水井内。

⑵分层明沟排水施工技术

对于由多种土层所组成的深基坑，如果中间夹有较强透水性的砂类土，为了避免上层的地下水对基坑的下部边坡造成冲刷，可将明沟和集水井分层设置在基坑的边坡上，这就是分层明沟排水施工技术。分层明沟排水施工技术主要适用于具有较高地下水位且上部土层透水性较强的深基坑工程中。

⑶深层明沟排水施工技术

在相互连通的地下深基坑中，当土层的渗水量和排水面积都比较大时，为了避免排水沟的设置过于复杂，这时可以采取“主沟+支沟+盲沟”的方式来设置排水沟，这就是深层明沟排水施工技术。施工时，一般将主沟设置在基坑内的深基础部位或其他合适部位，其余部位则设置为支沟并与主沟相互连通，对于通过基础部位则以砂子、碎石等铺成盲沟。深层明沟排水施工技术主要适用于具有较大深度的箱基深基坑工程中。

2.2井点法降水施工技术

井点法降水施工技术主要是通过在深基坑的底部挖设深度、大小、数量均为特定的滤水管作为“井点”，以促使深基坑内部的地下水不断流入其内，然后再利用潜水泵等抽水设备把流入井内的地下水抽出，这样不但降低了基坑内部土体的含水量及地下水位，同时也使基坑土体的稳定性得到了进一步的增强。

在采用井点法降水施工技术时，必须确保抽水工作持续进行，尤其是在初始抽水阶段，如果抽水断断续续进行，很容易造成井点管出现堵塞现象。另外，如果停止抽水的时间较长，基坑内的地下水位上升还会造成边坡出现土方坍塌事故。

比较常用的井点法降水施工技术主要包括轻型井点、管井井点、深井井点、电渗井点和喷射井点五种。

⑴轻型井点降水施工技术

施工时，先将井点管沿着基坑的四周按照一定的间隔埋入到基坑的蓄水层内，同时把井管上部连接到总管，然后再通过安装在总管部位的抽水设备不断地把地下水从井管内抽出，从而使地下水位降到基坑底以下。

轻型井点降水施工技术通常用于土层渗透系数在0.1～80m/d的深基坑中，单级井点的降水的深度为3～6m，多级井点则为6～12m。

⑵管井井点降水施工技术

施工时，先沿着基坑按照一定的间隔（10～50m）设置一根管井，并且每根管井都通过一台独立的抽水泵来不断抽走地下水，从而达到降低基坑地下水位的目的。管井井点降水施工技术的特点是排水效果好、排水量较大，其降水深度通常在3～10m范围内。

管井井点降水施工技术通常应用于以下情况：基坑土层为地下水丰富的砂层或土层;用明沟排水施工技术会导致土粒大量流失、边坡坍塌;轻型井点降水施工技术无法满足降水要求。

⑶深井井点降水施工技术

当深基坑的降水深度大于15m时，在管井井点使用普通的潜水泵或离心泵已经远远无法满足基坑降水的需求，这时可以采用深井井点降水施工技术来加以解决。深井井点降水施工技术类似于管井井点降水施工技术，只需在加粗管井直径的基础上使用深井泵来进行抽水，其降水深度通常为30～40m，最深可超过100m。

深井井点降水施工技术的特点是工作效率较高，但对土质的要求也非常高，不适合在平原土质的深基坑中使用，多用于具有较大渗透系数、降水深度及降水面积的砂类土中[3]。

⑷电渗井点降水施工技术

施工时，将打入的钢筋和井点管分别作为电渗井的正负极，当接入直流电后，在电荷作用下，土颗粒由负极往正极运动，而土体中的水分则由于从正极往负极运动而集中被排出。

电渗井点降水施工技术一般适用于具有很小渗透系数（K<0.1m/d）的淤泥、淤泥质土及饱和粘性土等土质的深基坑工程中。由于电渗井点降水施工技术需要耗费大量的电，通常只在特殊情况下与喷射井点、轻型井点等降水施工技术结合使用。

⑸喷射井点降水施工技术

当深基坑的降水深度在8m以上时，如果采取轻型井点降水施工技术，则必须要使用多级井点，势必会使深基坑施工的挖土量增加、工期延长、施工设备数量增加，实施起来很不经济，这时可以用喷射井点降水施工技术来代替。施工时，先将特制的喷射器设置在井点管内，然后再利用空气压缩机或高压水泵将压缩空气或高压水输入到喷射器内，以形成水气射流来抽出并排走地下水。

喷射井点降水施工技术通常用在土层渗透系数在0.1～3m/d范围内的粉质粘土、淤泥质土、粉砂，或是土层渗透系数在3～50m/d范围内的砂土等场合，其降水深度一般在8～20m。

3 结论

综上所述，在建筑工程深基坑降排水施工过程中，必须根据工程的实际情况，来综合、灵活地应用各种降排水施工技术，才能确保深基坑施工的安全、顺利进行。

参考文献：

[1]许索娜.建筑工程深基坑降排水施工技術控制要点分析[J].城市建设理论研究，2014（32）.

[2]莫永文.关于深基坑开挖降排水技术的探讨[J].建筑遗产，2013（24）.

[3]王辉生.超大型深基坑综合降排水施工技术的应用探讨[J].建筑与文化，2012（5）.