淺談建筑施工中基坑降水技術(shù)

蔡敬儉

（徐州漢源建設(shè)集團(tuán)有限公司 江蘇徐州 221600）

作為建筑工程的重要組成部分，基坑是建筑主體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和可靠性的重要保障。在開挖基坑的過程中，如果沒有及時排除基坑內(nèi)的地表水和地下水，那么就會使基坑施工環(huán)境逐漸惡化，降低地基承載力，甚至可能會誘發(fā)基坑土壁坍塌問題。因此，為了確?；邮┕さ馁|(zhì)量，需要做好相應(yīng)的降水施工工作。

1 “明溝+集水井”降水技術(shù)及其應(yīng)用要點

“明溝+集水井”降水技術(shù)，包括集水明排和集水井這兩種排水方式，分別安置在基坑內(nèi)部適合的位置，之后通過抽水機(jī)設(shè)備將基坑中的地下水或地表水排放到所開挖的基坑外部（一般設(shè)置有專門的排水溝，以便確?；觾?nèi)部所排出的水可以順利排出），借此來降低開挖基坑內(nèi)部含水量，確保后續(xù)基坑施工等施工工作的有序開展，具體施工結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。該種基坑降水具有降水效果好，操作便捷等優(yōu)勢，但是該種降水技術(shù)不適合于深度比較大的基坑。

圖1 “明溝+集水井”降水結(jié)構(gòu)示意圖

為了確保該種降水技術(shù)的順利應(yīng)用，必須科學(xué)、合理地布置集水井和排水溝，具體布置要點如下：①在布置集水井和排水溝時，適宜將其設(shè)置在建筑結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)邊凈距0.4m以外位置處；②所設(shè)置排水溝邊緣位置處和邊坡坡腳之間的距離不可小于0.3m；③每隔30～40m間距或在開挖基坑的四個角的位置處，要科學(xué)地設(shè)置集水井；④相較于挖土面，所開挖排水溝底面要適當(dāng)?shù)氐?.3～0.4m；相較于排水溝底面，集水井底面要適當(dāng)?shù)氐?.5m及以上。在確定排水溝和集水井截面時，需要結(jié)合排水量進(jìn)行確定，具體可以參照《建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程》中的計算公式和要求進(jìn)行計算；選擇抽水設(shè)備時，結(jié)合基坑開挖的深度以及排水量大小情況進(jìn)行合理確定。如果所開挖建筑基坑側(cè)壁發(fā)生了分層滲水問題，那么按照不同高程科學(xué)設(shè)置導(dǎo)水溝和導(dǎo)水管；在無法設(shè)置分層明排系統(tǒng)或具有比較大的坑壁滲水量的條件下，要科學(xué)地設(shè)置導(dǎo)水降水方法；在設(shè)置基坑明排系統(tǒng)期間，如果發(fā)現(xiàn)地表水嚴(yán)重沖刷基坑側(cè)壁，那么可以采用基坑外應(yīng)用導(dǎo)流、封堵和截水等手段保證所應(yīng)用“明溝+集水井”降水技術(shù)應(yīng)用的質(zhì)量。

2 井點降水技術(shù)及應(yīng)用要點

2.1 井點降水技術(shù)簡介

井點降水技術(shù)是通過科學(xué)、合理地設(shè)置井點管裝置進(jìn)行排水，可以避免基坑出現(xiàn)涌水問題、管涌和流砂等病害，有助于減少基坑橫向荷載，穩(wěn)定基坑開挖邊坡，具體如圖2所示。

根據(jù)實際施工條件的差異性，可以將井點降水技術(shù)中的井點類型及適用范圍劃分成單級/多級輕型井點、點滲井點、引滲井點、噴射井點、深井井點和管井井點等。不同井點類降水技術(shù)存在一些差異，具體需要結(jié)合實際施工情況進(jìn)行靈活選擇。

圖2 井點降水技術(shù)應(yīng)用作用示意圖

2.2 井點降水技術(shù)中常見類型的應(yīng)用要點

根據(jù)管井井點降水技術(shù)類型的不同，可以將其劃分成管井井點、輕型井點等形式，具體技術(shù)應(yīng)用要點如下：

（1）管井井點降水技術(shù)。主要包括抽水機(jī)、吸水管以及濾水井管三個部分所構(gòu)成。在確定管井埋設(shè)距離與深度的過程中，綜合考慮滲透系數(shù)、深度以及降水面積等進(jìn)行確定，一般管井的最大埋置深度可以達(dá)到10m，間距適宜控制在10～50m，開挖基坑邊緣和管井之間的距離結(jié)合實際鉆孔工藝的差異性合理確定（鉆孔法成孔工藝，相應(yīng)的距離不可小于3m；沖擊鉆成孔工藝，相應(yīng)距離不可小于1.5m）。該種降水技術(shù)具有很強(qiáng)的經(jīng)濟(jì)性和實用性，設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單，維護(hù)也非常便捷，主要適用于滲透系數(shù)為20～200m/d，降水深度處于3～5m條件下的基坑排水。如果基坑需要比較大的降水深度，適宜應(yīng)用深井井點，適用于10～250m/d滲透系數(shù)，降水深度大于15m的施工條件下，就是所謂的“深井泵法”。在施工準(zhǔn)備工作完畢后，結(jié)合管井井點降水技術(shù)的類型和施工工藝流程，依次開展井點定位放線、泥漿池開挖、鉆機(jī)就位、護(hù)筒設(shè)置、砸井、鉆孔清掃與換漿、井管吊放、濾料填充和洗井等操作。

（2）輕型井點降水技術(shù)。該種類型的井點降水是將井點管沿著基坑四周的蓄水層內(nèi)進(jìn)行埋置，之后使用抽水設(shè)備和井點管持續(xù)抽出地下水，確保將該位置處的地下水逐漸降低到開挖基坑底部以下。該種井點降水技術(shù)主要適用于滲透系數(shù)控制在0.1～50m/d的土層中，具體的施工全貌圖如圖3所示。根據(jù)降水深度的不同，可以將其劃分成單級井點（深度范圍為3～6m）和多級井點（深度范圍為6～12m）。

圖3 輕型井點降水全貌圖

輕型井點降水技術(shù)關(guān)鍵設(shè)備主要是由抽水設(shè)備（水分離器、離心泵和真空泵）和管路系統(tǒng)（彎聯(lián)管、井點管、濾管和總管等）所構(gòu)成，相應(yīng)的平面布置要點體現(xiàn)在如下幾點：①單排布置，主要適用于基坑降水深度不大于5m，基坑寬度小于6m條件下，且要在地下水上游一側(cè)位置處布置井點管，且兩端延伸長度不適宜比坑槽寬度??；②雙排布置，主要適用于基坑寬度大于6m條件；③U型或環(huán)型布置，主要適用于比較大基坑面積，結(jié)合施工機(jī)械進(jìn)出的便捷性進(jìn)行確定。如果采用U型布置方式，那么對于不封閉段的井點管布置適宜擱置在地下水的下游一側(cè)。

此外，輕型井點降水深度一般不大于6m，具體結(jié)合相關(guān)計算標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范進(jìn)行確定。比如，在一級井點不滿足降水深度要求時，可以適當(dāng)?shù)卦O(shè)置二級井點；濾管適宜設(shè)置在透水層中，且井點管埋置深度需要適當(dāng)?shù)馗叱龅孛?.2～0.3m。在輕型井點管埋置的過程中，可以靈活地應(yīng)用鉆孔法（沖擊鉆、正/反循環(huán)鉆等）、振動水沖法和水沖法（沖孔、埋管）。從安置順序角度來講，主要控制為：一般先進(jìn)行排放總管安裝，之后依次進(jìn)行井點管埋設(shè)，并借助彎聯(lián)管接通總管和井點管，最后再進(jìn)行抽水設(shè)備安裝，從而保證輕型井點埋設(shè)的整體質(zhì)量。在安裝完輕型井點管道后，及時開展抽水試驗，如果發(fā)現(xiàn)存在漏水、漏氣等問題，就要及時加以處理。比如，發(fā)現(xiàn)所設(shè)置的濾管被泥沙堵塞，造成“死井”問題，那么就需要拔出重新沉沒或用高壓水按照逐根順序進(jìn)行反向沖洗。抽水試驗檢測合格后，借助粘土對孔進(jìn)行填塞，避免出現(xiàn)地表水下滲和漏氣問題，保持在不堵塞的情況下進(jìn)行連續(xù)抽水。

（3）噴射井點降水技術(shù)。主要是將特定的噴射器設(shè)置于井點管內(nèi)，之后借助空氣壓縮機(jī)和高壓水泵向噴射器內(nèi)部輸入壓縮空氣或高壓水，以便可以借助所形成的的水汽射流來排出地下水，相應(yīng)的降水深度可以達(dá)到 8～20m。

（4）電滲井點降水技術(shù)。主要是以井點管作負(fù)極，將在其中打入的鋼筋作為正極，之后在通入直流電之后，可以使基坑中的土顆粒逐步由負(fù)極位置處向正極方向移動，而基坑中的水移動方向則正好相反，由負(fù)極方向進(jìn)行集中排出。該種降水技術(shù)一般不單獨使用，常常需要和輕型井點降水技術(shù)或噴射井點降水技術(shù)結(jié)合起使用。

3 小結(jié)

基坑開挖是建筑施工的重要組成部分，其非常容易因為基坑內(nèi)部存在地下水而使基坑施工環(huán)境逐漸惡化，降低地基承載力，甚至可能會誘發(fā)基坑土壁坍塌問題。而基坑降水技術(shù)眾多，包括“明溝+集水井”降水技術(shù)和井管降水技術(shù)等等，具體需要結(jié)合實際的基坑施工需求，科學(xué)制定施工方案，充分利用基坑降水技術(shù)保證后續(xù)基坑施工工作有序開展，防范安全事故的出現(xiàn)。