无止水帷幕地下水位暴涨后的降排水技术研究

张景煜，宋维康，周海强，吴良音

（1.中建二局第二建筑工程有限公司，山东 青岛 266590；2.通用技术集团工程设计有限公司，山东 济南 250031)

由于地下水位高、降排水技术不成熟，筏板上浮、车库地下水上反以及框架柱压断等现象时有发生。为保证楼体底板的防水质量，对无止水帷幕地下水位暴涨后的降排水技术进行了阐述。

1 工程概况

本项目包括20 栋单体及连体车库，总建筑面积约182 976.79m2。住宅为剪力墙结构，车库为框架结构。项目建设位置临河且常年水位较高但水位稳定，根据现场实际情况降水措施未设计止水帷幕。2021 年夏季降雨量暴增，导致地下水位暴涨且水量较大，降排止水质量难以控制。因此对水位的控制成为无止水帷幕地下水位暴涨后的降排水技术中的关键所在。而且基坑周边存在建筑物及道路，过度降水反而会对周边建筑物及道路造成影响，因此，对于无止水帷幕地下水位暴涨后的降排水方式有很高的要求[1]。

2 降排水方案的选择

止水降水措施一般有井点降水、帷幕止水防砂、坑内降水等[2]。传统的降水模式存在降水量无法精确控制的问题，若基坑周边存在建筑物及道路，过度降水反而会对周边建筑物及道路造成影响，无止水帷幕地下水位暴涨后的降排水技术能较为准确地确定降水量大小，避免出现因高水位导致的筏板上浮、构造柱压断的现象，有效保证了施工质量及降水效果[3-4]。

3 无止水帷幕条件下降排水技术要点

3.1 轻型井点施工技术

通过研究工程土质土层的分布、挖土深度及基坑内的水位，研究小组发现降水质量的好坏又与轻型井点的种类、位置、下管深度等息息相关[5]。研究小组对轻型井点种类进行了研究结合不同轻型井点方式的优缺点及工程实况和周边建筑物的分布特点，确定在近黄河区域的黏土层采用真空泵轻型井点降水最为合理、也最为有效。轻型井点种类确定后，研究小组对轻型井点的下井深度、井点布设位置进行了比对、试验，明确了在降水漏斗范围20m2内、下井深度15m 左右时，真空泵轻型井点可以在短时间内得到更好的止水、降水效果。

3.2 降水井施工技术

通过对降水井的大小、数量、布设原则的研究，发现如何准确的确定打井深度及降水井间距来保证降水量适中是一个难点[6]。研究小组通过地质勘查报告、现场实际情况以及临河距离综合考虑，对降水井布置的位置、大小、数量以及形式进行了研究试验，对比了不同降水井形式的优缺点，然后对它们的单位降水量进行了正交试验，最终研究出能满足降水需求的降水井形式，从而达到更好的降水效果。

经研究试验发现在钻进成孔的过程中孔径为∅800mm 时降水效果最佳，但是会有小型坍塌，所以深度要宜多钻0.3～0.5m以保证降水井深度。下井管过程中由于滤水管无固定装置，滤水管位置容易发生改变导致不居中，因此，在滤水管的两侧加装扶正器，使得滤水管在作业过程中始终保持居中的位置，可以有效避免钻孔坍塌。

在井管完成连接沉放后，应立即在井管四周填入滤料，且使滤料均匀填充在井管与土壁之间。为保证填充效果，滤料填充过程需人工作业并保证一次完成，填充至距井口下1.5m处，方为完成一次填充滤料工作[7]。为保障出水畅通，填充料要足量且充足，最终确定95%是滤料量的下限值，否则会影响水泵降水。

3.3 集水坑施工技术

通过对集水坑的尺寸、数量及布设形式的研究，发现排水量的不确定会导致成本浪费。针对以上问题对集水坑尺寸、集水坑的有效容积、集水坑排水泵种类及数量的选择方面进行了试验，最终达到了既能加快排水，又能节约成本的目的。

3.4 排水盲沟施工技术

通过对现场排水沟数量及布置形式的研究，发现仅依靠边坡底部的排水明沟无法满足排水的要求，因此，根据施工场地的面积设置贯穿降排止水区域的盲沟，对盲沟的布置位置进行了深化设计，降低了后续排水不畅的风险，达到了节约成本、缩短施工工期的目的。根据排水路线的水量研究了盲沟的大小及形式，使盲沟加快了排水，既能够快速顺利地排入集水坑或者排水明沟，又能保证地下水不上返至垫层面。

3.5 降水二次利用技术

通过对降水二次利用技术的研究，结合现场实际条件，在现场合适位置布设三级沉淀池以及基坑降水二次利用回路。基坑降排水先排入三级沉淀池，经沉淀合格后进入基坑降水二次利用回路，研究试验过程中发现基坑降水单独设置二次利用回路时会导致水压不足，因此，基坑降水二次利用回路需在合适位置适时的分别并入临时用水管道。同时，研究还发现基坑排水量远大于二次利用的用水量，在三级沉淀池与基坑降水二次利用回路处设置溢流通道，使多余的基坑降排水通过液位浮球阀启动的水泵排至市政雨水井。

4 社会效益及推广前景

1)经济效益分析 通过对无止水帷幕地下水位暴涨后的降排水技术研究，运用可能得到的各项研究成果，预计可以提高降排水的效果，降低施工过程中的安全风险及质量风险，大大提高了建筑物底板防水及混凝土的施工质量，能够避免后期的二次维修及拆改的同时有助于加快施工进度。以隆兴泰和园住宅项目为例，具体效益计算过程：若本项目使用降水井技术进行主楼降水，共需43 口降水井才能满足主楼降水要求，需8 440 900 元；现本项目使用轻型井点技术进行主楼降水，根据主楼降水需求使用280天，共需120组，需6 720 000 元。

综合效益分析：8440900-6720000=1720900元，节省172.09 万元。

2)环境效益 本项目在现场合适位置布设三级沉淀池以及基坑降水二次利用回路。基坑降排水先排入三级沉淀池，经沉淀合格后进入基坑降水二次利用回路，形成地下水二次循环利用。通过对新技术新工艺的使用，相比之下能更好地保护环境，减少对周围建筑物及道路的影响，并且在降排水过程中，控制降水量、充分二次利用水资源，具有明显的环境效益。

5 结语

传统的降排水模式相比，无止水帷幕地下水位暴涨后的降排水技术在现场实际施工均取得了良好的效果，从绿色施工、节能减排、提高施工效率和施工质量等方面阐释了对于无止水帷幕地下水位暴涨后的降排水的施工技术要领，符合设计、施工要求，可得到施工质量好、施工成本低、施工效率高、性能优质的基坑降排水效果。实践证明，该技术方案可广泛应用于无止水帷幕地下水位暴涨后的降排水的住宅项目，同时对相似工程项目技术方案的拟定具有重要的指导意义。