浅谈深基坑降排水施工技术

廖辉

（中铁二局第六工程有限公司四川成都　610306）

浅谈深基坑降排水施工技术

廖辉

（中铁二局第六工程有限公司四川成都610306）

基坑是为了进行建筑物的基础或地下室施工时开挖面以下的地下空间，深基坑为开挖深度超过5m的基坑工程。深基坑开挖施工中往往会深受地下水的影响，根据埋藏条件，地下水有包气带水、潜水、承压水三种类型。深基坑施工中往往因为降排水问题造成边坡坍塌、地面沉降、建筑物损坏、施工人员被掩埋等恶性事故。地下水丰富且地下水位高的深基坑工程有必要进行降排水施工，以排除地下水对建筑物基础或地下室施工的影响。本文以某市“快速公交工程一号线车辆基地”深基坑工程为例，浅谈深基坑降排水施工技术。

深基坑工程；地下水；降水井；轻型井点

1　工程简介

1.1工程概况

某市“快速公交工程一号线车辆基地”地处长江东岸曼滩，建筑面积48000m2，为地下1层钢筋混凝土框架结构。基坑长512m，宽度190m，深度11m，采用明挖法施工。基坑采用24m深三轴搅拌桩作为止水帷幕。

1.2地质水文概况

场地地貌单元为长江漫滩，根据野外勘探结果，结合原位测试和室内土工试验成果综合分析，本场区勘察深度范围内，地基土按成因年代、物理力学性质等自上而下分为如下5层（12个亚层）。场区地下水主要为潜水和弱承压水，②-4粉砂夹粉土层以上主要为潜水以下主要为弱承压水，承压水水头标高约为2.80～ 3.66m（如表1）。

2　降水的目的

本基坑降水主要是针对基坑内地层的②-2层淤泥质粉质粘土层以及②-3层淤泥质粉质粘土夹粉土粉砂层的疏干降水以及②-4层粉砂承压含水层的减压降水。

（1）为基坑顺利开挖创造条件。

（2）为避免基坑底突涌，确保基坑安全。

（3）控制坑内坑底土体变形，减小支护结构产生附加应力。

为达到上述目的，基坑降水设计应分为疏干降水和降水设计，同时应考虑放坡开挖边坡稳定的降水。

3　降水对策

针对本工程特点，与本工程水文地质条件或围护特征、开挖工况等较为类似的专业降水设计及地下水控制经验，采用以下措施解决本基坑降水工程中的难点：

（1）对于浅部潜水，考虑其与弱承压水水力联系不明显，需对其进行疏干处理。采取混合井，起疏干和降压的作用。

（2）为指导降水运行，在基坑内布置一定水位观测井。

（3）降水运行过程中，必须遵循“按需降水”原则，控制弱承压水的水位满足开挖时的安全要求，不得超降，减少降水对周边环境的不利影响。

（4）地下挖土作业人员视野受限，挖机容易碰触或者挖断坑内降水井，因此必须加强对降水井采取切实有效的保护措施。

表1　地基岩土工程地质特征一览表

4　降水井试验及设计

选择基坑内具备成井施工条件区域布置抽水井4口，井号HJ57，HJ81，HJ68，HJ70；观测井5口，井号HJ56、HJ58、HJ69、HJ80和HJ82，群井抽水历时达18h，各观测井水位基本稳定。井位布置图及水位变化表如图1、表2。

根据本工程的群井抽水试验结果，对抽水井的实测资料进行整理，在三维计算模型中设置抽水井，将抽水井涌水量代入三维数值模型中，进行群井抽水试验的数值模拟计算。

图1　井位布置图

表2　水位变化表

根据分块计算结果，正常坑内共布置降水井250口（含25口备用井），井深18m。可将基坑内水位控制在满足安全范围内。

因基坑内局部有深坑，所以深坑区域降水井另行考虑，井深加深4m，深度为22m，每只深坑增加布置4口降水井。

基坑内降水时水位观测比较重要，所以基坑内布置一定数量的水位观测井，初步考虑布置8口水位观测井。

根据抽水试验，经过计算本工程一期布置274口混合管井，起疏干和降压的作用。

表3　混合井数量表

合计布井：274口

降水井在土方开挖前就开始抽水，保证地下水位在开挖面以下1m，地下室施工完毕，根据抗浮设计分析结构是否能提供足够的抗浮力，决定是否停止抽水。

底板浇筑时应埋设好止水翼环，管井停止抽水后，应做好管井的封堵和止水，封堵材料用底板的同标号混凝土。

5　管井施工方法

5.1成井工艺流程图（如图2）

5.2成井施工控制表（如表4）

6　轻型井点降水

基坑外放坡，坡面设有一圈轻型井点，设置截水沟和集水井排走坡面雨水，根据计算，坑外坡段周长约912m，轻型井点按50m一套井点计算，暂考虑布置18套轻型井点（具体数量根据现场条件确定）。

图2　成井工艺流程图

表4　降水施工控制表

在基坑一级放坡平台上按一定间距布设井点管，井点管底部设置滤水管插入透水层中，上部接软管与集水总管连接，集水总管为φ150钢管，设置与井点管间距1～1.5m相同的φ40吸水管口，然后通过真空吸水泵将集水管内水抽出，从而达到降低基坑内地下水位的效果。

图3　轻型井点施工立面图

轻型井点施工顺序：

放线定位→冲孔→安装井点管→铺设总管→井点管与总管相接→安装真空泵→开动真空泵抽水。

7　降水安全运行保障措施

7.1连续供电

采用两路供电，一路市电，一路发电机组供电。负载为抽水泵，电源切换时间尽可能短，切换时间尽量控制在5min以内。在市电断电后，启动发电机组，发电机组启动完毕并送出电力时，双电源迅速投切至发电机侧，当市电恢复后，能迅速切回至市电供电。切换时间约等于发电机启动时间。

本工程降水井数量为274口，分区分块施工，按60口井同时抽水最不利情况考虑，每口井所用水泵的功率平均按3.5kW计，共需210kW。所有降水井抽水设备能够由发电机供电，若配备225kW的发电机组，则共需1台发电机组。

7.2排水保证

本工程排水量较大，最高峰时，按每口井出水量平均150m3/h考虑，分区分块时估计60口井同时运行，单日最大排水量约9000m3。因此须在外侧设置为宽600mm，深800mm排水沟，排水沟坡度设为2.5‰，确保地下水能够顺利进行下水道；排水口则要求直径大于600mm，数量应保证4～5只。

由于本工程采用中心岛盆式开挖，因此排水沟布置应和开挖方式、土方车行车线路相结合，确保排水沟安全、畅通。

7.3井管保护

基坑开挖时因管材强度降水井管保护至关重要，除了降水单位必须保证井管连接的焊接质量以外，在基坑开挖过程中，挖掘机等严禁碰撞井管，周边500mm范围内的土采用人工扦土，并要有专人指挥。

基坑所有降水井的孔位需避让基坑桩位、结构梁、柱等位置。首层土方开挖之前，所有的降水井顶部必须插上小红旗以示警戒，对可能受车辆行走影响的电缆线以及管路加以防护，并且抽水人员加强对现场的巡视力度。

8　降水效果及评价

某市“快速公交一号线车辆基地”基坑工程通过采用群井降排水工艺进行施工取得了良好的效果。基坑周边边坡稳定状况良好，未发生边坡坍塌及基坑外地面现象。降水均匀彻底，个别降水井失效后并没有对整体降水效果产生影响，降水完全满足基坑开挖时对地下水位控制的需求。

[1]建设部综合勘察研究设计院.《建筑与市政降水工程技术规范》（JGJ/T111-98）.中国建筑工业出版社，1999.

[2]张永波，孙新忠，基坑降水工程.地震出版社，2000.

[3]陈浩涛.真空井点降水法在深基坑支护中的应用.中国给水排水，2003，12.

[4]符敏，刘新龙.深基坑降水理论研究及方案设计.山西建筑，2004.

[5]某工程岩土工程详细勘察报告.某设计研究院，2012.

TU753

A

1673-0038（2015）09-0068-03

2015-2-8

廖辉（1974-），男，工程师，本科，主要从事项目管理等相关工作。