深基坑支护中降水设计的运用浅析

（辽宁省有色地质一〇五队有限责任公司，辽宁 葫芦岛 125000）

1 基坑降水的类型

基坑工程施工中，为增加边坡和坑底的稳定性，减少被开挖土体含水量，便于挖土，或防止突涌发生，需要对基坑进行降水，其分为疏干降水和减压降水。

1.1 疏干降水

1.1.1 疏干降水目的

为了提高边坡稳定性，增加基坑中土壤的固结强度，便于机械开挖等基坑内干作业施工条件，需要对开挖深度范围内的地下水位标高和被开挖土体含水量进行降低。

1.1.2 疏干降水运行控制

1）在正式开始降水之前，为确保整个降水系统的正常运行，应先对抽水排水系统及电路进行检查，并准确测量每个井口和地面高度，测定静止水位后进行试运行。

2）对于基坑周围环保要求严格，基坑周围含水层与基坑外部地下水之间水源连接牢固的基坑工程，应严格执行“按需排水”原则，避免过度降低地下水位。

3）降水作业应与基坑开挖协调进行。通常，在开挖前必须保证约2 周的预降水时间。在基坑开挖过程中，由于降雨或其他因素造成的坑内积水应及时排出坑外，以最大程度减少大气降水和坑内积水的渗透。

4）基坑内外均应对地下水位进行监测。在条件允许的情况下，建议采用自动监测地下水位的方法对地下水位进行全程跟踪和监测。

5）为避免抽出的地下水就地回渗影响降水效果，应降刚抽出的地下水接入场地外的市政管道或其他排水设施中。

6）在降水运行阶段，应及时更换损坏的抽水泵。随着挖掘的进行，可以逐渐将疏干井管割除。

7）基坑开挖至设计深度后，应根据地下水的补给条件或基坑的水位恢复特性，采用适当的封闭措施，有效地封闭疏干排水井。

1.2 减压降水

1.2.1 减压降水目的

及时降低承压含水层承压水头的高度，防止基坑底部涌动突发，确保施工期间基坑底板的稳定性。

1.2.2 减压降水运行控制方法

1）应制定详细的减压降水作业计划，严格遵守“按需减压降水”的原则，综合考虑环境因素，安全承压水位埋深与基坑施工条件之间的关系，确定各施工阶段的承压水位分阶段控制标准。

2）减压井建设完成，现场排水系统安装完毕后，应进行群井抽水试验或减压降水试验作业。对电力系统（包括备用电源），排水系统，井中的抽水泵，测量系统以及自动监控系统进行全面检查等。

3）在降水作业运行过程中，应按照减压降水运行方案严格执行。若遇基坑施工条件发生变化，应及时对降水运行方案进行调整。

4）应对每个减压井的水泵出口安装水量计量装置和单向阀，从减压井抽取的所有水都应排到基坑影响区域之外或附近的天然水体中。计算现场排水能力时应当考虑到所有减压井（包括备用井）完全启用时的排水量。

5）在降水运行过程中应进行不间断的连续监测。对于大型深基坑工程，应考虑采用水位自动监测系统来实现对承压水位的全过程跟踪监测，以保证降水过程中基坑内外承压水位的变化随时受到监控。

6）环境背景值应在正式开始降水作业之前的1 周内确定。监测内容包括基坑内部和外部的初始承压水位，基坑周围地面沉降的初始值，保护对象的初始变形和基坑围护结构的变形等。在降水过程中，应及时对监测数据进行整理，绘制相关曲线，并及时预测和处理可能出现的问题。

7）当环境条件复杂且降水引起的基坑外地面沉降量大于环境控制标准时，可以采取人工补给地下水回灌或其他有效的环境保护措施以控制降水幅度。

2 常用基坑降水方法

2.1 集水明排

通过在基坑外部挖集水井，让潜水，建筑用水，降水等进入集水井，然后使用泵将其泵出基坑。

2.2 轻型井点

用直径较小的井管沿着基坑或围绕基坑沉入基坑底下含水层中，井管的上部与链接抽水设备的主管连接，使地下水通过管网不断地从井管中抽出，从而降低地下水位。

2.3 喷射井点

喷射井点降水是在井点管内安装专用的喷射器，并使用高压水泵或空气压缩机通过内管输入高压水（喷水井点）或压缩空气（喷气井点）形成水气射流，使地下水通过井点外管和内管之间的间隙抽出。

2.4 电渗井点

使用井点管（轻型或喷射井点管）作为阴极，并沿基坑的外围排列，以钢管（φ50-75mm）或钢筋（φ25mm 或以上）为阳极，垂直埋在井点内部，阴极和阳极分别使用导线连接成一条路径，并向阳极施加强大的直流电。

2.5 管井（深井）

通过成孔将管井埋置要设计深度，再在管井内放置抽水泵，将地下水排出坑外的降水方法。

3 案例分析

3.1 本案背景

受中国石油锦州石化公司委托，辽宁有色基础工程公司承担了锦州石化公司水体污染应急事故池-01 基坑支护抗拔桩及降水工程的施工任务。事故池-01 位于锦州石化公司院内，占地4800 平方米，容积3 万立方米，开挖深度7.3 米（垫层底）。

3.2 本案工程地质及水文地质条件

根据辽宁工程勘察院提供的《岩土工程勘察报告》（2006.4.29），本场地地层主要由杂填土0.5～2.1 米，粉土0.7～6.7 米，细砂0.4～3.0 米，圆砾0.4～5.4米，砾岩7.2～10.5 米等组成。该场地地下水类型为第四系松散岩类孔隙潜水，主要赋存在圆砾层中，勘察期间测得地下稳定水位埋深5.57～5.95 米。主要受大气降水、厂区管道污水渗入补给、小凌河水侧向径流补给，以地下径流方式排泄，地下水总体由北东向南西径流。本区地下水位年变化幅度为1～2米。本区主要含水层的圆砾，厚度变化较大，总体上北部最厚，向南渐薄，东南角最薄。渗透系数44～156m/d，单井出水量267～766 m3/d。

3.3 本案降水方案

3.3.1 降水方案

1）通过计算基坑总涌水量为：9696m3/d，在基坑四周设计28 眼降水管井，井间距按12～15 米均匀布设，由于地下水由北东向南西径流，所以在北东侧降水井间距适当加密，设计井深为11 米，如遇见岩石进入基岩不少于2 米。设计成孔直径600mm，成井直径400mm，采用冲积方式成孔，成孔过程采用清水钻进。

2）施工时由于降水井进入基岩早，局部形不成降水漏斗，基坑开挖时个别段应采用管井降水和盲沟排水相结合的措施。

3）井壁管采用内径为400mm 钢筋滤水管，外包60 目滤网二层，滤管制成下井后，外填6-8mm 碎石或卵石滤料。

3.3.2 排水系统

1）采用扬程35 米，排量40～80m3/h 的潜水泵。

2）降水井的排水管路采用Φ219 钢管做汇水总管向排水沟排放。

3）排水管沿基坑放坡坡顶布设，北东侧沿排洪沟布设或直接排入排洪沟。

3.4 降水效果评估

基坑原始静止水位在22.82～23.29 之间(J10 由于上部有上层滞水水位在25.65 左右)，基坑开挖后显示基坑内水位在-7.3 m(20.63m)左右，整体降深在2.5 左右，降水效果明显，达到了井点降水的目的。

设计降水标高约为-7.9 m，与实际降水标高相差0.6 m，分析原因如下：

1)根据现场工程水文地质条件，含水层主要为第四系冲洪积的卵石层，粘性土含量在25～30%之间，地下水连通性较差。

2)场地基岩面较高，南侧半部在-7.0 m ～-8.0 m，北侧约在-8.0 m ～-10.0 m 之间，含水层厚度南半部约2.0m 左右，北侧半部约在3.0～4.0 m 左右。这样导致井内水位已经低于隔水底板，使井点降水影响半径较小，无法形成大的降落漏斗。因此采取了井点降水与坑内明排相结合的方法。

本次基坑降水获得圆满成功，保证了工程顺利施工，并且在井点降水效果不佳的情况下，采用井点降水与坑内明排相结合的方法解决了基岩面（相对隔水底板）较高而开挖深度较大的问题，是具有实际的推广意义的宝贵经验。