深基坑卵石与砂岩交接层二次降水技术

摘要：甘肃省地质构造十分复杂，甘肃某深基坑降水项目由于水位赋存于卵石层与砂岩层中，其部分主楼筏板、集水坑、电梯井等部分基础标高低于卵石与砂岩交接层标高，且现场部分强分化砂质泥岩中含砂量较大，局部含砂量较大区域为全分化砂岩，薄层状构造，泥质胶结。泥质砂岩顶部均分布有较厚约2-3.5米的全分化砂岩。卵石层渗透系数大，全分化砂岩层渗透系数较低，单纯依靠管井降水无法满足降水设计要求，根据现场实际情况，采用外围管井降水将卵石层中水降至砂岩层面后，通过外围截水、内部布置轻型井点等措施有组织疏排基坑内渗出的地下水，解决卵石层与砂岩层交接面坑底二次降水问题，保证该项目的基坑施工干作业。

关键词：深基坑、卵石与砂岩交接层、二次降水

中图分类号：U655.54+3

0、引言

依据当地水文地质与专业的地勘报告，在地下水位高于建筑物地基基础时，则需提前对该地下水位进行降水措施，以保证坑内水位低于基坑坑底，保证正常的施工干作业。甘肃省地质构造十分复杂，在建筑基坑开挖过程中，经常遇到卵石、砂岩层同时存在情况下的降水问题，卵石层渗透系数大，砂岩层渗透系数较低，普通的管井降水无法降砂岩层中渗水，故一般在卵石层与砂岩层交接面需采取二次降水措施，解决交接层二次降水。为相同地层且遇到同样施工难题的项目提供技术支持。

一、工程概况

本工程由1#楼～7#楼（26F）、8#楼（23F）、9#楼～10#楼（25F）十栋高层住宅、11#楼（幼儿园）、12#楼（社区综合服务中心）两栋多层公共建筑及地下车库组成。1#～10#楼单体在地下部分由车库连为一个整体，地面以上分为独立的结构单元。该项目开挖基底标高1862.6m-1864.6m，基坑平面總图如图1所示：

二、地质概况

依据该项目地勘报告从上至下土层分布为：

①层，杂填土（Q4ml）

该层分布于整个场地， 该层层厚0.2～3.4m，层顶面高程为1868.87～1874.33m。杂色，主要成分为回填卵石、细砂及粉土，混有大量砖块、砼块等建筑垃圾，局部含植物根系，均匀性差，稍湿，稍密。

②层，粉土（Q 4al+pl ）

该层分布较连续，黄褐色，土质较均匀，局部夹条带状细砂薄层，孔隙较发育，无光泽，切面粗糙，摇振反应迅速，干强度低，韧性低，稍密，稍湿。该层层厚为0.2～1.6m，层面埋深0.2～2.1m，层顶面高程为1868.39～1874.01m。

③层，卵石（Q 4al+pl ）

分布于整个场地，层厚为4.0～11.0m，层面埋深0.2～3.4m，层顶面高程为1867.40～1873.83m。青灰色，骨架颗粒粒径以 2～8cm 为主，大于 2cm 的颗粒约占总重量的60%～75%，含有大量的漂石，粗颗粒母岩成分以花岗岩、砂岩及变质岩等为主，颗粒级配一般，磨圆度较好，多呈亚圆形，颗粒之间无胶结，充填物以砾石颗粒及细砂为主，含少量的粉质粘土充填物，回转取芯钻进困难，钻孔孔壁较易坍塌，稍密～中密，以稍密为主。

④砂质泥岩（N）

褐色或棕红色，原岩成分主要为粉细砂及粗砂，岩芯呈短柱状或碎块，泥质胶结，胶结程度一般，暴露在空气中易风化崩解该层最大勘察层厚为11.1m（未揭穿），层面埋深4.7～12.0m，层顶面高程为1861.65～1866.73m。

场场地地下水属孔隙潜水类型，主要赋存于卵石层与强风化砂岩层中，主要受大夏河、红水河侧向渗流和大气降水补给。流向东北，在勘探深度范围内场地所有勘探孔均出露地下水，测得勘探孔内水位埋深2.8-9.3m，相应水位高程1863.69-1868.29m。

三、二次降水措施

按照本工程主体设计及JGJ120-2012《建筑基坑支护技术规程》要求，现场水位降至坑底0.5m，即本次降水后设计水位标高为1862.6-0.5=1862.1m。该项目现状水位标高为1863.69m～1865.4m，高于坑底标高1862.6m～1864.6m，采用基坑周边布置降水管井+坑底设置截排水明沟、降水井进行降水。

场场地地下水属孔隙潜水类型，主要赋存于卵石层与全风化、强风化砂岩层中，降水分为大量抽排基坑内卵石层中的地下水和有组织疏排基坑内渗出的地下水。大量抽排基坑内卵石层中的地下水：采用沿基坑四周按照设计要求布置一定数量的管井井点降水，在每个井点降水井内设置潜水泵抽水，使地下水位降至全分化、强分化砂岩层面以下一定深度，对卵石层与砂岩层交接面采取坑底二次降水措施如下：

1、有组织疏排基坑内渗出的地下水：由于管井井点降水存在一定的间距，砂岩层面存在起伏以及砂岩层具有一定的隔水性，基坑周边分布的降水井无法排干净砂岩内及砂岩层面降水井渗出的地下水，为防止渗出的地下水浸泡基坑底板下的地基砂岩，在卵石层底与砂质泥岩层交接面设置泄水孔，疏排地下渗水，然后有组织收集并集中疏排至基坑外。

2、泄水孔采用管径不小于25mm的PVC管或DN40钢管，泄水孔依据实际渗水量间隔一定距离（暂定为2.0m）在桩间设置，降水井区域可不设或适当调整距离，基坑开挖至砂岩时，开始设置泄水孔，边实施泄水孔，边实施桩间土封闭措施。

泄水孔流出的地下水收集在支护桩上挂设的PVC排水管中汇集后疏排出基坑。泄水孔大样图如图2所示：

3、由于目前现场水位基本在卵石层以下，存于下部砂质泥岩夹层中，依据现场情况，对该细砂层中渗水暂考虑以下措施：

基坑四周支护完成具备开挖条件后尽快挖到基坑底，延基坑坑底周边和建筑外墙外挖连通的排水明沟或盲沟（宽0.3m，沟深0.3m），将水从外部截断，外部渗水全部截至排水沟后按坡度10%坡向集水坑（间距40m设置一个，深度低于基坑底板-1.0m），再用排污泵将水排出;

待外部将水隔断后，此时基坑内则为少量积存水，可在基 坑内挖数道小沟将水引至周边排水沟，再行排出。

考虑现场施工的先后顺序或工期要求，可在实施外围截水沟的同时，先实施哪栋楼就在该楼周边开挖一圈截排水沟，将水慢慢渗入排水沟，考虑细砂渗透性较低，排水效率与排水沟数量基本成正比，考虑尽量避免基坑基础原地层的扰动，故也不宜增设过多。

因现场泥质泥岩层面层顶高程为1861.65～1866.73m，泥岩起伏较大，高差约5.1m，局部卵石层或细砂层中水被泥岩隔断在凹型槽内无法靠坡度排出，故只能根据现场开挖情况，发现一处处理一处，无法一次性排净。施工完成后对坑内影响范围内基底下排水沟实施C20 素混凝土浇筑填充，以保证原有基层承载力。

4、为防止丰水期到来地下渗水的二次回灌，具备筏板基础施工条件后，应调整计划工期，尽快实施基础筏板并在基坑周边实施外墙砖模，进一步阻止地下水的渗入。

5、对局部泥岩层中裂隙水确实无法靠排水沟及时排出的情况则根据基坑开挖情况，在泥岩层设置轻型井点，间距为1.5*1.5m正方形布置，开挖深度控制3.0m范围内，井深不大于 4.0m，轻型井点降水施工可采用分区施工，分区开挖，真空泵控制数量暂按 40-50 口井设置一个真空泵，真空泵控制轻型井点数量待现场抽水过程中根据 抽水情况各方现场确认。真空泵外部接入总管，井管采用? 25mmPVC 软管，井管与总管连接，总管采用? 50mm 焊管，总管与真空泵之间用? 50mm 钢丝波纹管或钢管连接，轻型井点管抽出的水经真空泵排入基坑内沉淀池，再从基坑内沉淀池排入基坑上口沉淀池。

轻型井点分层、分段、分区域施工，土方开挖应配合施工，必须保证抽出的水有组织收集，直接排出坑外，不得落入坑底。井管底端包裹3层滤网，轻型井点成孔采用钻机引孔或采用水冲法进行施工。集水坑、电梯井部位轻型井点降水如图3所示：

四、其他措施

1、基坑顶部防排水

沿基坑周边布置直径不小于200mm的钢管作为主排水管，经三级沉淀池沉淀处理后，有组织排入临近且相关部门批准的城市下水管网。

三级沉淀池不得少于2个，可为钢板制作，也可用37砖墙砌筑防水砂浆抹面，长3m，宽1.5m，高1.5m。沉淀池具体位置根据市政下水口位置确定。

基坑四周支护坡顶范围内与场地周全混凝土硬化地面结合，并在结合处设置适宜的坡度形成倒坡，增加排水措施，避免地表雨水向下浸入基坑周围土体，影响基坑土质力学性质从而影响基坑安全。

2、预防措施

基坑开挖前提前施工降水管井进行降水，降水井按照规范要求运行一段时间，待出水稳定后，核对降水井单井出水量是否满足设计要求，降水井单井出水量不满足合计要求时可在基坑中部根据主体集水坑、电梯井等位置增加适当降水井，增加基坑总涌水量以满足设计要求。

降水井降水运行初期，部分大量的砂岩颗粒会随水泵抽水流出坑外，应通过测量水质含砂量分析数据，采取增加过滤网厚度、孔目或减小水泵功率、降低抽水速度等措施减小泥沙含量满足相关要求，避免大量泥沙带出导致周边环境影响。

五、结语

现场管理人员根据现场施工的先后顺序或工期要求，根据现场实际定人定责任，落实以上措施，自2020年5月15日开始基坑筏板以及主楼基础开始施工，保证了操作面的干燥，避免了强风化砂岩层的浸泡，2021年5月该项目现场车库筏板全部完成。

本次通过在卵石层与砂岩层交接面实施通过外围截水、内部布置轻型井点等措施有组织疏排基坑内渗出的地下水，解决卵石层与砂岩层交接面坑底二次降水问题，保证该项目的基坑施工干作业，现场的工作面一直保持干燥，避免砂岩要到地下水浸泡，可以有效的解决深基坑卵石层与下部砂质泥岩夹层二次降水的难题。为相同地层且遇到同样施工难题的项目提供技术支持。

参考文献

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论文题目：浅谈深基坑卵石与砂巖交接层二次降水技术

姓名：张红强（1987-8-10），男，大学本科，工程师，主要从事项目管理工作，

邸永健（1992-10-28），男，大学本科，助理工程师，主要从事项目管理工作，

单位：甘肃省建筑科学研究院有限公司