临江深基坑降水施工技术优化与分析

李健强，杨 勋，程 谦，滕洪园，谭江蜀

（中建三局集团有限公司工程总承包公司，湖北 武汉 430000）

0 引言

随着国民经济的发展，大型建筑工程的施工越来越多地在社会上呈现，逐步成为政府、社会的重点关注对象。近年来，临江深基坑工程由于降水措施不当的缘故频出安全事故，本文从施工技术的角度阐述临江深基坑降水工作。

1 工程概况

1.1 基坑工程概况

武汉长江中心项目 B1 地块基坑开挖面积约为 2.72 万 m2，普遍区域开挖度约为 17.7 m，塔楼坑中坑局部区开挖深度最深约为 29.2 m。竖向大面共设置三道钢筋混凝土支撑系统，坑中坑设置一道钢支撑。

1.2 工程地质、水文条件概况

根据勘察的野外钻探、原位测试及室内试验资料，项目位于长江一级阶地，地层岩土特征典型，其中杂填土厚度 6.2 m，淤泥质粉质黏土厚度 7.4 m，粉质黏土厚度 5.5 m，以下部分为砂层以及基岩层［1］。基底位于粉质黏土层，三轴止水帷幕进入砂层，地下连续墙、等厚水泥土搅拌墙进入强风化泥岩层，工程地质条件剖面示意图如图 1 所示。

图1 工程地质条件剖面示意图

场地分布的地下水有上层滞水和孔隙承压水，上层滞水赋存于杂填土层，承压水赋存于下部砂层。上层滞水稳定水位埋深 1.0～2.7 m，承压水埋深 11.5 m。地下水埋深较浅，地下水交换条件良好，本场地地下水及地基土对建筑材料具微腐蚀性。长江近年水位绝对标高示意图如图 2 所示。

图2 长江近年水位绝对标高示意图

1.3 降水概况

基坑止降水采用“降隔结合”方式进行地下承压水处理，即采用多井点深井降水，使得地下水承压水头降低到设计要求的深度，以确保基坑开挖和地下室结构施工的顺利进行。本工程 A1、B1、J1、J2，4 个地块组成一个核心组团，周边采用超深落底地下连续墙围护，内部临时隔断超塔区域采用地下连续墙，核心组团围护示意图如图 3 所示。设置中深管井作为降水井，在基坑内布设管井，并在坑外布设观测井，坑外观测井兼作备用井。

图3 核心组团围护示意图

2 降水施工技术难点及优化应对策略

2.1 降水井数量优化

武汉长江中心项目 B1 地块原降水井方案中，平面布置原则为：裙楼区域每隔 20 m 设置一口降水井，塔楼区域每 10 m 布置一口降水井，共计 80 口。根据武汉市类似项目施工经验，采用落底式地连墙或水泥土搅拌墙作为封底帷幕时，基坑内降水井数量可明显减少，项目实际施工降水井施工数量为 35 口。原方案降水井平面布置如图 4 所示，项目实际降水井平面布置如图 5 所示。

图4 原方案降水井布置平面示意图

图5 项目实际降水井布置平面示意图

2.2 降水井平面布置优化

进行降水井的平面布置，应在施工初期做好降水井避让优化。降水井定位分别避让工程桩、立柱桩，其次避让内支撑，最后应避让后续施工主体结构，如图 6～图 8 所示。前期做好布置优化，将极大减少后续拆改工作，节约工期和施工成本，同时也避免了拆改过程中基坑存在的降水隐患。

除避让外，降水井平面布置不宜设置在坑中坑内部，对于超高层塔楼底板施工尤为重要，因其底板钢筋一般存在多层，将降水井设置在坑中坑外侧，便于结构施工的同时，也能有效地将地下水截于坑中坑之外。

图6 降水井与工程桩避让示意图

图7 降水井与内支撑避让示意图

图8 降水井与结构避让示意图

2.3 坑中坑降水井加密

对于临江深基坑，存在坑中坑支护形式时应特别注意降水井的布置，在降水井平面布置优化中需在坑中坑周边额外加密降水井，避免大面开挖深度水位降深满足要求时，坑中坑水位无法降至基底。以上现象在超高层建筑基础施工中极易出现。

在本工程中，大面开挖深度约 18 m，而坑中坑开挖深度约 29 m。为确保坑中坑水位降深，保障塔楼电梯基础能正常施工，考虑在降水井施工后期，在坑中坑周边额外补打 9 口降水井。

2.4 降水井运营

降水井运营一般分为 3 个阶段。①土方开挖阶段全力降水，降水井数量最多；②底板施工完毕，具备局部封井条件，可根据水位和底板抗浮力封闭少量降水井；③地上结构施工完毕，地下室后浇带封闭，可全数封闭降水井。对于临江工程，在降水井运营期间还需考虑降水井留存富余量，以应对汛期水位上涨。

3 降水效果及分析

1）A1、B1、J1、J2，4 个地块组成一个核心组团，周边采用超深落底地下连续墙围护，内部临时隔断超塔区域采用地下连续墙。基坑采用落底式止水帷幕时，原则上不需要设置大量的坑内外降水井，只需要基坑内部设置少量降水井，即可满足降水要求。

2）对比原降水方案与项目实际降水井布置情况分析可知，布置 35 口降水井已可满足武汉长江中心 B1 地块 2.72 万 m2基坑除超塔坑中坑区域的降水需求。原方案计算中降水井单井出水量≥60 m3/h，该出水量未考虑周边超深落底式隔水帷幕及临时隔断止水帷幕，考虑到实际情况后，布置 35 口降水井可满足降水需求。

3）对于坑中坑区域加密降水井布置，考虑到坑中坑内部支撑及结构较复杂，为避免降水管与支撑及结构冲突，选择在坑中坑周边增设降水井，依据现场实际情况，在增设降水井的同时，对基坑内、外的承压水头保持监测，对周边环境变形、围护变形等其他基坑围护监测项目分析，及时判断承压水的降水情况并确定增设降水井的数量。

4）降水井的运维对降水效果也有较大的影响。在降水过程中施工单位应加强管理，确保管路畅通和井点正常工作，若出现降水井损坏情况，应及时要求降水单位进行维修或更换。降水井的封闭应考虑现场施工实际降水情况并根据施工进度与设计协商确定［2］。

4 基坑监测

监测仪器的选型在基坑监测中尤为重要，应用满足安全监测要求、合适的仪器确保基坑监测的准确性。根据方案及埋设要求在安装和埋设前做好检验和率定工作，并绘制监测点安装埋设图。监测数据要求做到及时、准确和完整，如发现异常现象，应及时上报相关单位，并加强监测，准备应急措施。降水过程中，加强对基坑的监测，如发现问题及时调整抽水措施。

基坑监测主要包括周边环境检测及围护结构检测。基坑周边管线沉降随基坑开挖持续增加，在基坑大面开挖施工阶段，沉降变化量较大。基坑周边管线沉降量相比武汉地区其他非落底式帷幕基坑外构筑物沉降小，说明落底式止水帷幕在富水水文地质条件下对周边环境起一定的保护作用。落底式地下连续墙止水帷幕在富水水文地质条件下总体止水隔水效果较好，在基坑坑内降水时，对周边环境影响较小［3］。

5 结语

结合武汉长江中心 B1 地块基坑工程止降水施工及类似工程分析得出可供临江深基坑降水施工的技术优化与分析。在类似于武汉长江一级阶地的临江富水水文地质条件下，采用落底式止水帷幕可达到有效的降水效果，在基坑降水设计时，大面降水井数量可按 45 % 折减，同时需在坑中坑周边另增设降水井。在降水工程施工中，合理地优化平面位置不仅能够提高降水效果，而且极大地提高了施工效率及安全性，同时做好降水井的运维工作能够为临江深基坑施工做好安全保障。Q