大面積深基坑封閉降水施工技術(shù)

邱桂坪 閆星青

（中國核工業(yè)二四建設有限公司）

大面積深基坑封閉降水施工技術(shù)

邱桂坪 閆星青

（中國核工業(yè)二四建設有限公司）

城市建筑降水因占地面積和基坑深度，周圍地下水文條件等不同，采取的方式也多種多樣。本文介紹了一種大面積深基坑封閉降水井封堵施工技術(shù)，闡述了在周邊采用止水帷幕，將基坑四周封閉，再進行管井降水的工藝應用。通過上述施工技術(shù)的應用，工程施工效果良好。

大面積深基坑；封閉圍護；降水；封堵

隨著城市建設建筑的不斷發(fā)展，高層、超高層等結(jié)構(gòu)形式如雨后春筍應運而生，而這些建筑往往以群體方式共用一個基坑，這無疑對地下水的處理，尤其是地下水豐富地區(qū)的地下施工，帶來很大的麻煩。本工程就是這種典型的代表，施工時先對基坑周邊做圍護，形成一個封閉式的基坑，再采用管井降水的方式，取得了很好的效果。

1 工程概況

本工程是江蘇海安一個保障房住宅小區(qū)項目，總計13棟建筑高層建筑。

工程基坑占地面積為3.5萬m2，基坑周長750m，±0.0標高相當于國家85高程5.00m，本標段自然地面標高為4.4～4.80m（絕對標高）；基坑開挖深度在5.8m左右。

2 地質(zhì)條件

根據(jù)地質(zhì)勘察報告：地下水為潛水，水位較高，地下室基礎承臺、電梯井、車庫處于第三層粉砂土，地下室處于地下水位以下，因此在地下室及上部結(jié)構(gòu)施工過程中，必須綜合考慮采用降排水的施工技術(shù)措施，確保地下室施工安全和抗浮要求。

根據(jù)工程地質(zhì)勘察報告，工程施工地塊土層分布為五層：

第1層為雜填土，稍密；第2層為灰黃色粉土，中密；第3層為青灰色粉砂土，中密；第4層為青灰色粉砂土，密實；第5層為黃褐色粘土，可硬塑。

第2層土的水平滲透系數(shù)為6×10-4cm/s，第3、4層土的水平滲透系數(shù)為5×10-3cm/s，垂直滲透系數(shù)為2×10-3cm/s，土層的滲透系數(shù)較大；第5層土滲透系數(shù)較小，為隔水層；基坑圍護止水樁長13.5m，樁底至第5層土頂間距約為3～4m。

3 基坑封閉圍護

由于本工程地下室開挖深度大于5m，屬于深基坑工程，且加上基坑面積過大，建設單位請專業(yè)設計單位進行了地下室基坑圍護工程的專項設計，采用水泥攪拌樁做止水帷幕，將基坑四周封閉起來。

具體為：

基坑東、西兩側(cè)為φ600雙排門架式鋼筋混凝土灌注樁，內(nèi)側(cè)樁@1000，外側(cè)樁@3000；兩排樁之間設置雙軸φ700@500的水泥攪拌樁，作為基坑止水帷幕；灌注樁頂設置鋼筋混凝土壓頂梁和鋼筋混凝土壓板。

基坑南側(cè)采用6～8排雙軸φ700@500的水泥攪拌樁重力式擋土墻圍護，內(nèi)外排樁內(nèi)設置6～9m@1000的MG48×3.0鋼管；中間樁頂設φ14@1000L=1200的錨固鋼筋，樁頂澆筑鋼筋混凝土壓板。

基坑北側(cè)采用1排雙軸φ700@500的水泥攪拌樁止水、二級放坡的形式；坡面為50厚鋼絲網(wǎng)混凝土護坡。

4 降水方案選定

根據(jù)工程周邊實際情況和本地區(qū)的施工經(jīng)驗，在基坑中間按后澆帶的位置均勻設置深井井點降水，基坑外設置一定數(shù)量的回灌深井，確?；又苓叺缆?、管線、建筑物的安全。

對于雨水及明水，采取沿基坑四周設置排水溝和集水井，通過排水管道，將地表明水排至坑外，防止地面雨水進入基坑，確保基坑施工期間無積水。

4.1 管井設計參數(shù)

管徑：400mm；

間距：20～25m；

深度：16.0m（自然地坪）；

井數(shù)量：50；

坑內(nèi)最邊側(cè)降水井距離基坑圍護樁的距離為10～15m。

4.2 深井降水方案計算

在計算中，為了簡化計算把布井輪廓概化為一個干擾群，即“大井”，流量就可以按裘布依公式進行計算，地下水向基坑流動時，把基坑折算成一種具有引用半徑的虛構(gòu)井進行計算：

為了計算方便，本工程的基坑計算總面積為35000m2，虛構(gòu)并引用半徑為r0=0.29（a+b）=0.29×750/2=108m。

用大井法計算群井涌水量，以上計算引用半徑為r，利用經(jīng)驗數(shù)值降水曲線坡度取0.10，井中水泵頂端設置深度為：

式中：H——水泵設置深度；

H1——基坑深度；

h——降水后水面距基坑底的深度（m），一般取0.5，此處取0.7；

I——降水區(qū)內(nèi)的水力坡度；

r0——為基坑等效半徑（m）。

既要求井內(nèi)水面下降達到該高度，考慮沙土在降水過程中會在井底沉淀要求水泵底距井底2.0m，在加上水泵自長1m，井深為16.1m（按16.0m計）。

按照潛水無壓完整井的計算公式：

式中：K——土層水平滲透系數(shù)為4.32m/d；

H——潛水層含水深度按16m計；

S——水位降深按7.0m計；

R——降水影響半徑R=2S×（KH）1/2=2×7×（4.32×16）1/2= 116.0m；

Q——基坑涌水量。

采用中等流量的潛水泵，按照4m3/h出水量進行計算基坑內(nèi)需設置40口深井；根據(jù)基坑尺寸及考慮部分電梯井坑部位降水深度更深等實際情況，現(xiàn)場設置深井50口。

為防止坑外水位降低，基坑外設置14口回灌深井，確?；又苓叺缆贰⒐芫€、建筑物的安全。

5 施工方法

5.1 鉆井施工

根據(jù)現(xiàn)場管井布置圖，將無砂水泥管運至現(xiàn)場，在深井點人工開挖鉆井口，直徑φ700，深1m左右，至老土層；開挖蓄水池、排水溝和沉淀池；蓄水池的存水量約40m3。

搭設三角架，安裝成井鉆頭，連接高壓水管和水泵，開動水泵，采用正循環(huán)成孔法，通過高壓水頭沖擊土層形成泥漿由排水溝流至沉淀池，表面水再流置蓄水池，循環(huán)利用。

當成孔深度超過兩節(jié)井管時，放入無砂水泥管，兩節(jié)管的接頭處用60目尼龍布包裹兩層，用鐵絲綁扎牢固，底管下端封閉；然后高壓沖槍頭在井管外側(cè)繼續(xù)沖水成孔，每沖深1m就接一節(jié)井管，重復該工作直至井管深度達到設計深度；最上一節(jié)井管應高出自然地面500左右。

成孔達到設計深度后，遮蓋井口，關(guān)閉高壓水泵，拔出水槍，在井管周邊填入粗砂。待管井內(nèi)泥漿水完全沉淀后放入潛水泵，接好排水管和電源，進行降水。為防水井內(nèi)水泵被沉淀的砂土掩埋，潛水泵必須用尼龍繩吊在井中，水泵離井底距離約2m。

5.2 技術(shù)要求

根據(jù)現(xiàn)場的布井設置情況，工程技術(shù)要求有如下幾項：

（1）下入的水泥無砂管管壁周圍過濾層填充足夠的濾料；

（2）當發(fā)現(xiàn)單井的涌水量較大時，考慮采用排水量較大的潛水泵，以有效的降低地下水位；

（3）基坑內(nèi)深井位置間距為距離坑邊10～15m，坑中深井中心間距為20～25m。局部深基坑處根據(jù)實際情況采用輕型井點配合深井降水；

（4）深井抽水期間，必須有專人值班，負責巡回檢查用電線路、抽水情況和出水量；對井內(nèi)的水位必須定時觀察和測量，并做好井內(nèi)的水位測量記錄。

5.3 明排水施工

在基坑圍護梁板外側(cè)周邊設排水溝300×300，溝底縱向坡度一般不小于3%。集水井沿基坑周邊設置，集水井底應比排水溝底低500，抽出的水最后排至市政管網(wǎng)。

6 深井封堵要求

地下室按后澆帶劃分區(qū)域，每一區(qū)域的土方開挖結(jié)束后按最短的布線距離將深井排水管重新布設到位，且不得影響基礎墊層混凝土、防水層、底板鋼筋、和底板混凝土的施工。

應逐個對深井進行封堵；在封堵其中一個時，該井周邊的深井應連續(xù)降水，確保封堵井內(nèi)的水位不會升高；封堵井內(nèi)的積水必須全部抽干，然后用粗砂或瓜子片填實至管口下2～3m處，直接澆筑抗?jié)B混凝土，混凝土必須振搗密實；在井管內(nèi)混凝土完全硬化后，才可對周邊的管井進行停泵封堵。

因后澆帶封堵逐段進行，故深井封堵同樣分段分區(qū)域進行，但必須堅持先中間后四周的原則。

7 降水注意事項

（1）基坑周圍深井應對稱、同時抽水，使水位差控制在要求限度內(nèi)。

（2）靠近建筑物的深井，要加強水位觀察，當水位差過大時，應采取相應措施，以免造成建筑物的不均勻沉降。

（3）施工過程中應隨時注意天氣預報。

（4）土方開挖期間，在地面每個井的位置設置醒目標記，防止破壞堵塞形成廢井。

（5）土方開挖期間嚴禁應施工困難而多個大面積停泵；必須逐個停止進行拆管調(diào)整；確?；咏邓Ч?，不影響土方的順利施工。

[1]王海超，朱擁國，王運平，喬愛龍.工程降水施工技術(shù).中國水運（下半月），2013（8）.

[2]胡煥榮，鄧林，姚建兵，楊斌.大面積環(huán)狀基坑降水設計與施工技術(shù).建筑技術(shù)，2013（1）.

[3]雷振華.深基坑工程降水技術(shù)淺析.隧道建設，2006，26（4）.

TU753

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1673-0038（2015）37-0135-02

2015-8-25