大型深基坑分區(qū)封閉降排水施工技術

周俊 丁虹 李游 張學平

摘要：由于城市不同地區(qū)的基坑深度和地質(zhì)條件不同，導致其在施工過程時所使用的方法也不盡相同，因而在進行降排水施工時，應根據(jù)工程設計和基坑深度進行合理分類，并通過使用管井井點降水和明溝降水等方法對大型深基坑進行排水施工。本文主要從基坑分區(qū)封閉降排水的概念、深基坑的承壓水、全封閉的分區(qū)降水模式和大型深基坑分區(qū)封閉降排水施工的方法這四個方面進行具體論述。

關鍵詞：深基坑分區(qū) 排水施工 基坑圍護

在筆者看來，評價一個工程成敗的主要因素就是看其能否順利完成基坑降排水?；咏蹬潘姆椒ㄓ卸喾N，傳統(tǒng)基坑降水的方法對于地下水的浪費很大，而且常常會造成地面塌陷的不良結(jié)果，為了節(jié)約水資源的使用和基坑周邊建筑物的安全，常常對深基坑采用分區(qū)封閉的降排水方法，在基坑外圍止水，并阻止或者減少基坑地下水和基坑側(cè)壁水流入基坑，這不僅會節(jié)省水資源的使用，也將節(jié)省成本的使用。言而總之，在進行降排水施工過程時，要綜合多方面條件，選擇合理且節(jié)約的降排水方式。

一、深基坑分區(qū)封閉降排水的概念

顧名思義，基坑分區(qū)封閉降水就是指根據(jù)不同的地質(zhì)條件對深基坑的不同位置進行分類，然后在基坑圍護過程中在基坑側(cè)壁以及基坑底部增加止水帷幕（其深度可以根據(jù)地下水的水位來判斷），阻斷地下水和基坑側(cè)壁水的流入，促使降排水過程中的抽水量減少，進而保留了大部分地下水，降低了對周邊環(huán)境的影響。在基坑分區(qū)封閉降排水時，首先應該確定注漿孔位和樁位的位置，通過確定過的位置打入鋼筋或者短棍，然后樁機對其所在地點進行鉆孔處理，并制作鋼筋籠，灌注混凝土，使其形成支撐灌注樁，進而使注漿孔成孔，最后向注漿孔內(nèi)灌注漿液，形成注水帷幕。在基坑記性分區(qū)封閉降排水時，可以利用三液注漿形成側(cè)壁止水帷幕，這樣不僅增加了樁體的強度，也提高了樁背的土層結(jié)構(gòu)。進而促使基坑降排水施工過程更加安全可靠。

二、防范深基坑承壓水噴涌的方法

（1）探查建址的承壓水水質(zhì)

承壓水即是在兩個隔水層的含水層中的地下水，隨著基坑深度的加大，假若不加以防護，可能會發(fā)生地下承壓水噴涌現(xiàn)象的出現(xiàn)，這就可能對周邊居民的生命財產(chǎn)造成一定的傷害。在施工之前應該詳細研究建址位置的水質(zhì)。在目前的降排水施工中常出現(xiàn)有效應力喪失的模式，這都是由于坑內(nèi)外深度相差過多的緣故，因此在進行承壓水水質(zhì)的調(diào)查時可以運用靜力進行觸探的方法，也可以在現(xiàn)場進行降排水的實驗模擬，依此來探查建址處的水質(zhì)情況，徹底防范噴涌現(xiàn)象的發(fā)生

（2）圍護結(jié)構(gòu)與降排水一體化

在降水時，插入將水層的止水帷幕可以使圍護內(nèi)外產(chǎn)生水頭差，圍護結(jié)構(gòu)與降水一體化就是利用這一現(xiàn)象來完成的。將地面的沉降控制在一定范圍內(nèi)，并慢慢調(diào)整圍護插入深度和井點深度，據(jù)此計算出坑外水頭的降落深度，進而計算因降水所引起的地層下降深度，直到其結(jié)果在沉降允許值范圍之內(nèi)。具調(diào)查顯示，當水層在一個指定的井點濾管深度時，假若想要達到這個深度，坑外水頭的深度并不是固定的，而是在一個范圍之內(nèi)，超過范圍值，則性價比相應下降。

三、封閉的分區(qū)降水模式

封閉的深基坑分區(qū)降水模式即是將基坑分區(qū)后，采用基坑側(cè)壁止水帷幕加基坑底封底的方法，利用此方法不僅能有效阻截低下水的流入，也能有效防護承壓水噴涌現(xiàn)象的出現(xiàn)，同時也能夠利用抽取可允許范圍內(nèi)的地下水進行有效利用，將其運用到高壓擺噴墻和深層攪拌樁等方面。封閉分區(qū)降排水模式主要分為兩方面，第一種為全封閉降排水，即是止水樁完全插入到止水層之中；第二種為非全封閉降排水，即是止水樁未插入到止水層。在不透水層埋置不深時，常將止水樁埋在基坑底部的隔水層之中，這樣就形成了全封閉降排水的深基坑，這時只需要抽取在坑底之下一定深度的地下水。

四、大型深基坑分區(qū)封閉降排水施工的方法

（1）建立封閉基坑降水量公式

在使用分區(qū)封閉的方式進行降水時，應將封閉深度和基坑內(nèi)的水質(zhì)質(zhì)量作為首要考慮元素，并根據(jù)這兩個元素選取相應的公式進行計算。封閉基坑的降水計算只需要將其當作靜態(tài)水進行計算，不需要按照常規(guī)涌水量的計算方法。封閉基坑的降水量應結(jié)合土體的質(zhì)量，但是假若采用止水樁進行降水量的計算時，并不需要結(jié)合土體質(zhì)量，這是因為分區(qū)封閉降排水不需要將止水帷幕內(nèi)的水分全部抽干，它僅僅需要抽取在基層之上一定深度的靜態(tài)水，據(jù)常規(guī)計算，只需要將水位降低到坑底以下0.6-1m之間，因為被降低的水位會形成弧度曲線，所以在進行分區(qū)封閉降排水時需要考慮基坑的平面面積、降水坡度、降水半徑和基坑內(nèi)的土體給水度等基本公式。假若基層地下水到井管的末端有不同的土質(zhì)結(jié)構(gòu)層，那么在計算時就需要考慮每一層土體結(jié)構(gòu)所要下降的水位，最后將其疊加就是分區(qū)封閉時產(chǎn)生的降水量。

（2）基坑內(nèi)外降排水

基坑內(nèi)施工用水、雨水和基坑壁上可能出現(xiàn)大量滲漏現(xiàn)象，所以在人工基底完成后要及時對混凝土澆筑墊層進行封閉，進而減少坑底的暴露時間。在底板施工完成時，將底板混凝土澆筑到圍護樁邊緣地帶，使其形成傳力帶，并在其表面設置臨時集水井。深井應在澆筑基礎底板混凝土之前進行拆除，這是因為簡易井管為非結(jié)構(gòu)抗浮。

總結(jié)

綜上所述，本文從多種角度描述了深基坑分區(qū)封閉降排水技術，也說明了封閉基坑降排水時，承壓水的危害及防護方法。在筆者看來假若想要在基坑降排水中，真正的取得成功，就必須考慮建址的土質(zhì)和水質(zhì)特點等多方面因素，并通過這些因素制定合理且有效的基坑降排水方案，這樣不僅能控制工程的完成時間，也能保護施工人員的安全問題，進而確保其工程能夠順利完成。深基坑的封閉降排水不僅節(jié)約了資源，也減少了施工成本，因其環(huán)保效益，值得去推崇此方法的使用。

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（作者單位：1光大環(huán)保技術裝備（常州）有限公司；2光大環(huán)保技術研究院（南京）有限公司）