基坑降水工程設(shè)計(jì)方案及施工技術(shù)分析

朱建翔

（江蘇盛凡建設(shè)工程有限公司，南京212000）

1 工程概況

本工程項(xiàng)目位于南京市浦口國(guó)企研發(fā)園內(nèi)，浦濱路—谷慧路（東西）與網(wǎng)賢街—西江路（南北）之間，基坑四周地下結(jié)構(gòu)外墻距用地紅線約5～5.5m，施工空間較為緊張，向下設(shè)置3層地下室，基坑開挖深度為15.4～16.3m。地下室外墻與各側(cè)用地紅線間距離為7.5~10.0m。從地質(zhì)水文條件來看，工程所在區(qū)域土壤主要由素填土、粉質(zhì)黏土、淤泥質(zhì)粉質(zhì)黏土、粉砂、粉細(xì)砂、含礫中粗砂幾種組成，其中素填土、粉質(zhì)黏土、淤泥質(zhì)粉質(zhì)黏土位于1 層和2 層，為潛水含水層，地下水位埋深為0.3~0.6m，相應(yīng)標(biāo)高為6.46~7.00m，年變幅為0.5~1.0m。而粉砂、粉細(xì)砂、含礫中粗砂則為承壓水層，弱承壓水水位相應(yīng)標(biāo)高4.53~4.57m，補(bǔ)給主要來自長(zhǎng)江。

2 基坑降水工程設(shè)計(jì)

2.1 明確降水目的

根據(jù)工程施工現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際條件及基坑開挖、基礎(chǔ)底板結(jié)構(gòu)的施工要求，設(shè)計(jì)階段針對(duì)基坑降水工程作用特點(diǎn)設(shè)立了4 點(diǎn)降水目的：（1）要降低基坑內(nèi)開挖土體的含水量，將淺層地下水降低至開挖底板下方1m 以上，以免出現(xiàn)基坑滲水情況；（2）要對(duì)基坑邊坡與坑底進(jìn)行加固，以免邊坡、坑底土層流失或出現(xiàn)坍塌事故；（3）要密切觀測(cè)基坑水位，并制訂針對(duì)性的基坑降水施工方案，以保證基坑降水施工的安全性；（4）要降低基坑承壓含水層的承壓水水位，減少坑底隆起和圍護(hù)結(jié)構(gòu)的變形量，以避免基坑底部的承壓水突涌。

2.2 資料收集與現(xiàn)場(chǎng)勘查

基坑降水工程的設(shè)計(jì)需要以詳細(xì)的深基坑工程相關(guān)施工信息數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，因此，本項(xiàng)目設(shè)計(jì)階段對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量參數(shù)、輪廓、管線分布情況以及工程軸線、外墻線、邊坡開挖線、基坑開挖深度、排水位置、周邊建筑物基礎(chǔ)等數(shù)據(jù)參數(shù)及建設(shè)要求進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)勘查與資料收集整理，并通過對(duì)比分析得出相關(guān)參數(shù)，最后據(jù)此對(duì)基坑降水施工的各項(xiàng)影響因素進(jìn)行了全面考慮[1]。

2.3 降水設(shè)計(jì)計(jì)算

基坑降水的具體方法有集水井降水、輕型井點(diǎn)降水、噴射井點(diǎn)降水等很多種，本項(xiàng)目通過對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境條件及建設(shè)要求等因素的綜合分析，決定采用集水井降水方法進(jìn)行降水施工。設(shè)計(jì)過程中結(jié)合工程地質(zhì)勘察報(bào)告，確定了降水井井深、濾水管長(zhǎng)度等多項(xiàng)數(shù)據(jù)參數(shù)，同時(shí)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際施工情況及施工降水技術(shù)要求建立了降水設(shè)計(jì)計(jì)算模型。最后，還根據(jù)相關(guān)計(jì)算公式，將基坑涌水量、降水井設(shè)計(jì)參數(shù)、降水井個(gè)數(shù)、井間距、干擾井群?jiǎn)尉鏊康扔?jì)算出來。

2.4 降水設(shè)計(jì)方案確定

經(jīng)過降水設(shè)計(jì)計(jì)算，確定本工程坑內(nèi)共布設(shè)疏干井50口、降壓井7 口，其中疏干井井深取24m，孔徑600mm，濾管采用外徑273mm，厚度3mm 的鐵管，外包80 目錦綸濾網(wǎng)，濾料為中粗砂，回填至濾管頂部以上2m，其上采用優(yōu)質(zhì)黏土回填，而降壓井井深則為45m，孔徑、濾管內(nèi)徑、壁厚、外包等均與降水井相同，但濾管材質(zhì)為焊接鋼管，開挖底板面時(shí)上下1.5m為鋼管實(shí)管，濾料為中粗砂，回填至濾管頂部以上2m，其上采用優(yōu)質(zhì)黏土回填。井口高度、成孔偏差、井管偏差、井內(nèi)水位、出水含砂量等技術(shù)要求同樣在降水設(shè)計(jì)方案中得到明確。

3 基坑降水工程施工技術(shù)要點(diǎn)

3.1 施工流程

本工程基坑降水施工規(guī)模相對(duì)較小，但施工流程同樣比較復(fù)雜，本文選取測(cè)量定位等關(guān)鍵環(huán)節(jié)對(duì)施工技術(shù)要點(diǎn)展開分析。

3.2 測(cè)量定位

在正式施工之前，施工人員需要根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙確定降水井的具體位置，并在井位測(cè)放完畢后做好明顯標(biāo)記，如布設(shè)井點(diǎn)處存在障礙物，則還要提前將障礙物清除或與甲方進(jìn)行溝通，如障礙物無法清除則應(yīng)適當(dāng)調(diào)整井位，之后再進(jìn)行護(hù)口管的埋設(shè)。護(hù)口管埋設(shè)需要注意控制好護(hù)口管內(nèi)徑與頂部高度，本工程中護(hù)口管設(shè)計(jì)內(nèi)徑800mm，護(hù)口管頂部與地面間距離的設(shè)計(jì)要求則為0.10～0.30m，埋設(shè)過程中需要將護(hù)口管底口應(yīng)插入原狀土層中，并用黏性土或草辮子在外部進(jìn)行密封，以避免管外返漿。

3.3 清孔換漿

待完成鉆機(jī)安裝、復(fù)核、定位并利用專業(yè)鉆機(jī)在規(guī)定位置鉆進(jìn)成孔后，應(yīng)檢查鉆孔鉆進(jìn)深度，如達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)高，則應(yīng)將鉆桿提至離孔底0.50m，之后通過沖孔的方式將孔內(nèi)雜物清除干凈，并檢測(cè)孔內(nèi)泥漿密度，如泥漿中無泥塊，密度達(dá)到1.08g/cm3，且孔底沉淤在30cm 以下，則可停止清孔換漿，將換出的泥漿運(yùn)出場(chǎng)地處理。

3.4 井管安放

清孔換漿結(jié)束后可開始安放井管，但安放前必須要對(duì)井管及鉆孔進(jìn)行嚴(yán)格檢查，其中井管主要是檢查過濾器縫隙是否符合設(shè)計(jì)要求，濾水管規(guī)格是否達(dá)標(biāo)，而鉆孔則主要是檢查孔深參數(shù)[2]。檢查完畢后要將沉淀管底部用厚度在3mm 以上的鐵板封堵好。另外，井管焊接質(zhì)量與基坑降水施工質(zhì)量密切相關(guān)，因此，安放的井管必須要保證焊接接頭為套接型，且各項(xiàng)相關(guān)參數(shù)符合設(shè)計(jì)要求，本工程規(guī)定井管焊接接頭的套接接箍長(zhǎng)應(yīng)為20mm，套入上下井管各10mm，套管接箍與井管焊接應(yīng)保證焊接牢固、焊縫均勻且無砂眼，焊縫堆高不小于6mm。焊接檢查接受后方可開始下井管，下管時(shí)要在濾水管上下兩端各設(shè)一套直徑小于孔徑5cm 的扶正器（找正器），以保證濾水管位置的準(zhǔn)確，扶正器采用梯形鐵環(huán)，上下部扶正器鐵環(huán)應(yīng)1/2 錯(cuò)開，不在同一直線上[2]。

3.5 回填濾料

回填濾料是基坑降水施工的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，在開始回填之前，施工人員需要將鉆桿下入到井管內(nèi)部，待鉆桿底部與孔底達(dá)到0.3~0.5m 后，應(yīng)及時(shí)為井管上口加上悶頭密封，并從鉆桿內(nèi)部開始泵送泥漿。注入泥漿時(shí)需要采取邊沖孔邊逐步調(diào)漿的策略，這樣才能夠保證孔內(nèi)泥漿可以從濾水管內(nèi)向外由井管與孔壁的環(huán)狀間隙內(nèi)返漿，待鉆孔內(nèi)泥漿密度達(dá)到1.05g/cm3后，可將泵量調(diào)小，并按照降水井構(gòu)造設(shè)計(jì)要求填入濾料。填料的同時(shí)一方面要記錄好濾料的高度，直至濾料下至地面以下1.5m的位置，另一方面則需要根據(jù)孔口返水情況調(diào)整泵量。

3.6 洗井排水

降水井成井后施工人員需要將護(hù)筒管拔出，換上空壓機(jī)進(jìn)行洗井，洗井主要是對(duì)濾管進(jìn)行清洗，清洗時(shí)應(yīng)按照從上到下的順序進(jìn)行，并保證井內(nèi)水位淹沒洗井頭，如因特殊情況無法淹沒井頭，則要加水沖洗，為清除孔壁上的泥漿以及管底沉淤，還要采用空壓機(jī)進(jìn)行清理，待洗井水清澈不含砂后停止清洗，開始排水工作。降水井排水前為保證降水井抽水效果，還需先進(jìn)行試抽水，試抽水主要是將抽水泵下入到降水井之中，連接配電箱、布設(shè)排水管道等配件全部安裝完畢并檢查好安裝效果后，開始試抽，如試抽成功，則可直接投入使用，否則應(yīng)查明原因并進(jìn)行調(diào)試處理。洗井及降水運(yùn)行時(shí)，需要將排出的水通過三級(jí)沉淀池排入場(chǎng)外市政管道中，鉆孔泥漿則要排至泥漿池內(nèi)后進(jìn)行外運(yùn)處理。

4 結(jié)語

隨著地下工程及高層建筑工程的建設(shè)規(guī)模不斷擴(kuò)大，深基坑降水施工雖然已經(jīng)十分普遍，但要想保證基坑降水工程的施工質(zhì)量，仍需要結(jié)合實(shí)際施工情況及建設(shè)要求進(jìn)行合理的降水設(shè)計(jì)，并把握好清孔換漿、安放井管等環(huán)節(jié)的施工技術(shù)要點(diǎn)。