淺析深基坑降水方案設計

摘要：基坑重大事故大部分都與地下水控制不當有關，因此合理降低地下水位是深基坑工程成功的關鍵。在深基坑的處理過程中，應當重點做好降水施工，本文淺要地對深基坑的降水方案進行了分析，對現(xiàn)實施工具有一定的指導意義。

關鍵詞：深基坑；支護；問題對策

隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展，城市建設速度不斷加快，建設水平不斷提升，大深度已成為基坑工程發(fā)展的必然趨勢，但在現(xiàn)實工程建設當中，基坑工程突發(fā)事故也偶有發(fā)生，尤其是對于受地下水影響嚴重的沿?；蛘吲R江區(qū)域，為了滿足基坑工程安全穩(wěn)定及施工工期的要求，必須正確地分析和設計基坑支護與降水方案，強化施工工藝和水平。

一、深基坑降水設計原則

在地下工程開挖施工中，基坑降水往往是決定深基坑工程成敗的一個重要因素，基坑降水的方法很多，在對建設工程進行深基坑降水方案的設計中，一般都會采用坑外大直徑井管降水，用降水井的優(yōu)點在于可以確保深基坑在開挖的過程中不會出現(xiàn)明水，此外施工過程中需要及時降低基坑下部承壓含水層的承壓水水頭，防止基坑底部突涌的發(fā)生。

在具體設計時，依照勘察結果一般將40m深度范圍內劃為兩個含水層：第一層含水成分主要由潛水構成，地層主要由粉砂和粉土組成；第二層的地下水主要是承壓水含水層，，地層主要由粉砂及局部位置的粉土組成。其中第一層潛水主要來自大氣降水和生活用水的滲漏補給，水量不大，可以采用截水與堵水相結合的方法進行降水處理，承壓水含水層厚度大，水量大，可以根據(jù)不同降水方法的適用范圍進行降水設計。

在進行降水設計時，需要根據(jù)勘察報告的鉆孔位置，選取控制性鉆孔進行坑底的抗突涌驗算，并對降水井的井點涌水量加以計算，其計算公式如下：

其中：為承壓水頭高度；為水的重度；D為基坑開挖底部至含水層頂板的距離；為地基土的重度；該計算公式可以進行坑底抗突涌驗算。

其中，s位含水層水頭降深值；R位井點系統(tǒng)的影響半徑；M為含水層厚度。通過該公式可以計算不同含水層的基坑出水量。

在滿足有關規(guī)范和理論計算的前提下，結合工程實際地質及水文條件，在不同開挖階段對基坑降水做出不同的要求，并可以選擇使用不同的降水井，比如疏干井、減壓井、混合井等。

二、全封閉深基坑降水模式

2.1全封閉深基坑

基坑封閉降水通過在基坑周邊增加滲透系數(shù)較小的封閉結構，從而達到有效地阻止地下水向基坑內部滲流的目的，再抽取開挖范圍內的少量地下水，從而杜絕地下水的浪費?；臃忾]降水技術由于抽水量少、對周邊環(huán)境影響小、造價低等優(yōu)點被納為新的綠色施工技術之一?；臃忾]降水分為兩種模式，一種是在隔水層插入止水樁，稱之為全封閉降水，如圖1左側所示；二是止水樁沒有插入隔水層，稱之為非全封閉降水，如圖1右側所示。

基坑封閉降水技術采用基坑側壁帷幕或基坑側壁帷幕+基坑底封底的截水措施對地下水進行阻擋，同時采用抽取或引滲對基坑開挖范圍內的現(xiàn)存地下水進行降水。側壁止水帷幕常采用深層攪拌樁、高壓擺噴墻、旋噴樁、地下連續(xù)墻等。基坑封閉降水的一個明顯優(yōu)勢是地下水還可回收利用，用于現(xiàn)場文明施工、沖刷廁所等場所。

2.2降水量公式建立

在使用全封閉深基坑降水模式時，應綜合考慮土層性質、基坑開挖深度、封閉深度和基坑內井深度，尤其應注意公式的選取全封閉深基坑降水計算，只需疏干基坑內一定深度的靜態(tài)水，不應套用常規(guī)降水設計中的涌水量計算公式，全封閉的降水量應結合止水樁內土體的給水度計算，但是采用止水樁內部整個土體的給水量計算又無必要，因為全封閉降水并不需要把帷幕內的水全部疏干，只需疏干基坑內一定深度以上的靜態(tài)水。因此保守估計，我們考慮的給水土體為地下水位到井管末端（不包括濾管）范圍內土體。

全封閉基坑降水量公式為：

其中：Q為基坑內降水量；A為基坑的平面面積；S為水位降低值；i為降水的坡度；r為降水半徑；為基坑內土體的給水度。如若地下水位到井管末端有不同土層，則計算降水量時要分層考慮每一土層給水量。

在實際應用中，福州某建筑工程實例平面尺寸為80*100m，止水帷幕采用深層攪拌樁，測得該施工場地滲透系數(shù)K為5m/d，基坑深6m，潛水水位離地面1m，含水層厚11m，施工要求降水深度在基坑底以下1m，基坑內土層給水度為0.08，則水位降低量S=6-1+1=6m

基坑的假設半徑

基坑內降水量為

假設過濾器半徑，其進水部分長度為，則一口井的出水量可得：

由此可得，如果提前3天進行降水，則

提前挖4～5口井進行降水即可梳干基坑內靜態(tài)水。

2.3全封閉降水的注意事項

在實踐中發(fā)現(xiàn)，相比較于一般的井點，全封閉的降水方案不僅可以防止基坑周邊地下水向基坑內滲入，減少基坑內排水量，而且能有效地控制由于基坑內降水引起的基坑周邊地面沉降，有效杜絕對地下水的浪費，在運用全封閉降水方案時，要注意降水井深度必須小于帷幕深度，這樣帷幕降水井才能起到應有的作用。

一般而言，基坑降水具有一定的時間效應，在降水井抽水的初期，水位下降并不是很明顯，但隨著抽水時間不斷增加，水位會迅速下降，并在最后觀測井中的水位區(qū)域平滑并逐漸穩(wěn)定。隨著抽水量的逐漸減小，在穩(wěn)定階段基坑內水位不斷增加，且水位變化較大，近似呈現(xiàn)比例直線關系，由此可知抽水量的選取，對基坑降水效果影響明顯。此外，有止水帷幕存在的時候，基坑內外水位差較大，基坑內部水位較低，實踐發(fā)現(xiàn)，一般以降水井深度為帷幕深度的4/5—9/10 為宜。

三、結束語

深基坑降水工程是整個建筑的重要一環(huán)，其質量的好壞直接影響到整個建筑的質量，所以要嚴格控制基坑降水工程的質量。首先在深基坑降水方案的設計上需要結合工程項目的實際地表及地底情況，設計出科學合理的降水策略，此外，為倡導綠色施工，在選擇降水方案的時候，應該選擇對環(huán)境較為友好的設計方案，最后，深基坑降水工程需要處理較多的工程數(shù)據(jù)，因此扎實的理論基礎和豐富的實踐經(jīng)驗是處理好深基坑降水的必要保障。

參考文獻

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