深基坑井点降水施工技术

张登平

（山西一建集团有限公司，山西太原 030001）

0 前言

随着我国高层建筑规模不断扩大，深基坑工程越挖越深，地下水位降水成为深基坑工程施工的首要问题。井点降水是主要的深基坑降水方法，即在基坑底部设置水平集水井和竖井，利用水平集水井将基坑底部水流向竖井，然后将竖井水泵送出去达到降水目的。深基坑保持稳定和干燥的状态是其开挖的首要条件。近年来，很多深基坑工程降水处理不当导致基坑坍塌和坑底变形等问题出现，不仅造成重大经济损失还危害工人生命安全。因此，深基坑降水成为深基坑工程施工的首要技术难题。由于井点降水方法能够适用各类地质条件且适用于不同形状的基坑，加上其施工便捷、降水深度较大、排水量也大，能够很好的增加基坑土体强度，提高深基坑降水效率和安全性，因此，在各大深基坑降水施工中应用广泛。本文以柳州市某商业楼深基坑井点降水工程为例分析了井点降水施工技术要点和关键工序[1-2]。

1 井点降水施工技术方案

1.1 工程概况

某大型商业建筑的深基坑为井点降水。地下两层，基础类型为桩基础和筏板基础，基坑开挖深度为12.5m，开挖面积为7500m2，深基坑地质土壤为黄土、粘性土和风化岩。筏板基础在地下水位4.6m处，且地下水含量多，需要降水才能施工。

图1 基坑井点降水平面布置

1.2 井点降水技术方案

井点降水法是指在基坑底部设置水平集水井和竖井，利用水平集水井将基坑底部水流向竖井，然后将竖井水泵送出去达到降水目的。在本案例中采用盲沟排水+井点自动降水系统进行降水。该基坑井点降水平面布置图如图1所示。

该基坑井点降水第一步是设置明沟。明沟沿着筏板底部外沿设置，明沟深度比筏板底部低至少30cm，明沟的坡度为0.5%，在靠近筏板底部的一层砌成花砖形成渗水通道，使得筏板底部的地下水能够通过通道流入明沟中。第二步是设置筏板内部、外部集水井。筏板外部的集水井设置在明沟内，集水井间距不超30m。筏板内的集水井设置在电梯井和地下室等建筑的底板上，集水井深度要比盲沟深度深1m以上，用红砖砌筑井壁。第三步是设置盲沟。盲沟设置在地基涌水点近的地方且在筏板底部，这样更有利于将筏板底部的水引入明沟。盲沟间距10m左右。盲沟使用反滤层多孔盲管组成。第四步是设置自动降水系统。根据该基坑的最高水位和最低水位计算自动降水排水量，然后选择合适的水泵抽水。集水井抽水总量计算公式如下：

式中：Q-单位时间内汇入集水井的总水量（m3/h）；S-基坑底面积（m2）；H-水头（m）；q-渗透流量，在 1m 水头作用下（m3/h）；采用数值：细砂 0.15m3/h，中砂 0.23m3/h，粗砂 0.3～1.5m3/h，含淤泥黏土0.1m3/h。

2 深基坑井点降水施工关键工序

2.1 集水井点降水及地下水为以下土方开挖

井点降水施工要先开挖明沟和集水井。明沟开挖的深度要比土方开挖深度深1m，集水井的深度要比明沟开挖深度深1m。在开外明沟和集水井前要先降低基础周围的地下水位达到能够开挖的深度以下，降完水后采用钻机来设置集水井并埋设井点管，通过集水井将基础周围的水位再降至基础筏板下0.5m左右，再在筏板内设置集水井。经过一系列降水，确保土方开挖时无地下水。施工方法如下：

首先，设置临时集水井点降水。排水明沟挖到设计深度后，再往深处挖1m左右。然后将油桶在上下钻孔，并覆盖一层滤水层做成集水井壁，井壁与周围的土体用级配碎石填充，在井底做150mm厚的级配碎石来过滤掉地下水中的杂质。

其次，设置集水井点和明沟。土方开挖后期需要开挖明沟，用红砖砌成沟壁，在靠近筏板底部的一侧用红砖砌成渗水通道，明沟沟底用C20混凝土浇筑，坡度为0.5%。集水井点的平面尺寸根据抽水设备的尺寸确定，一般采用1m×1m的正方形尺寸进行设计。集水井的构造分别如图2所示。

图2 集水井构造

最后，降水设备及降水要求。降水设备包括自吸式水泵、水管、过滤网、水位探头等，安装前将水泵吸水管安装滤网和水位探头，将水位上限设置在筏板下250mm处，并预留一段空间，防止水泵吸入空气，影响水泵工作。水位控制参数根据施工环境和抗浮荷载来确定。

2.2 筏板盲沟设置

土体开挖到筏板底部是会出现涌水点，为了将筏板底部的地下水排干净，减少地下水对底板土体的破坏，应该将盲沟设置在涌水点处，根据板底土质类别和渗透系数，设置间距为10m左右的盲沟，在底板下形成盲沟排水系统。盲沟排出的水要引入明沟，最后流入集水井由水泵抽出。盲沟采用反滤层镂空盲管制作。

2.3 拆除板内集水井点

由于该工程的基坑面积很大，且电梯井和地下室等结构都比筏板基础低2～3m，地基渗水量很大，为了提高降水效率，集水井应该设置在筏板深处。在对筏板进行混凝土浇筑和振捣时，需要预留集水井洞口，等到全部降水作业完毕，再用混凝土浇筑集水井洞口。由于地下水存在较大水压力，集水井洞口混凝土浇筑比较困难，因此需要通过《地下水压过大的集水井口混凝土底板恢复技术》中的技术指导进行施工。

2.4 施工阶段水位控制

当深基坑井点降水作业完毕后，可以撤除一部分降水井点，在施工荷载没有达到抗浮荷载时，需要对深基坑下的地下水位进行定期观测，如果超过上限水位就要及时降水，避免抗浮力不足导致土体失稳变形。

2.5 井点降水保障措施

首先要将降水作业施工方案报监理工程师审批，审批合格后方可实施。其次要制定专人负责井点降水的抽水和水位的全天候观测，做好观测记录，如果出现问题及时向项目部反馈。最后是井点施工过程中要严格按照设计图纸上的井口直径、井深、井管配置和建筑材料等来施工。

井点降水还可能会对周围建筑物和地表造成沉降开裂等危害，为了防止此类问题发生，要做好以下保障措施：

首先要加强对周围建筑物和地表沉降量的观测，确保沉降量在合理范围内，如果当天沉降量超过正常范围，就要采取措施减少沉降量，例如进行地下水回灌，地下水回灌一般采用机械加压的方式回灌，抽出的地下水再送回到地下。这就涉及回灌井点的布置与施工。其次要围绕降水井设置回灌井，回灌井与降水井的间距不小于5m。回灌井的制井工艺与集水井的制井工艺相同。回灌水量要根据沉降量和地下水位来确定，确保抽水和灌水量平衡，回灌水压力应该大于0.05MPa。回灌水宜采用清水，避免使用泥浆水导致回灌井管发生堵塞。回灌井点要在降水井点抽水前或抽水中进行回灌，边抽边灌，中途不停。如果必须要停止回灌，则也要停止抽水。

因为该深基坑降水工程土质有黏性土，黏性土透水性不强，会影响降水效果，需要在井点周围用套管和水枪打孔，与集水井相同的制井工艺来制作砂桩，这样在抽水过程中下部分的水容易抽走，在重力和被抽走的水的真空压力下，上层水更容易楼下去被抽走。这样就可以打通黏性土层，使黏性土下面的地下水顺着砂桩渗透到明沟和集水井中去。

3 施工监测与效果评价

通过采用筏板底部盲沟排水和集水井降水系统来控制该基坑的地下水位，使得该基坑在降水期间并无基底积水和管涌问题发生，地下室四角沉降不超3mm，消除了地下水流失导致的对周围建筑的不利影响，确保了基础工程能够在干燥、稳定的地基上施工，进而确保了整个建筑的施工质量和安全。

4 结论

井点降水是深基坑最常用的降水方法，本文通过对柳州市某大型商业建筑的深基坑井点降水施工技术要点和关键工序分析，本深基坑降水工程按照设计要求布置降水井点，通过动态监控测量地表、建筑下沉量和地下水位来确保降水质量和安全。通过监测数据可以得出，该深基坑降水方案符合该深基坑降水工程实际需求，取得了预期的降水效果，表明盲沟排水+井点自动降水系统能大幅提高深基坑降水质量和效率，可以广泛应用于各类深基坑降水工程。