深基坑井點(diǎn)降水施工技術(shù)

張登平

（山西一建集團(tuán)有限公司，山西太原 030001）

0 前言

隨著我國高層建筑規(guī)模不斷擴(kuò)大，深基坑工程越挖越深，地下水位降水成為深基坑工程施工的首要問題。井點(diǎn)降水是主要的深基坑降水方法，即在基坑底部設(shè)置水平集水井和豎井，利用水平集水井將基坑底部水流向豎井，然后將豎井水泵送出去達(dá)到降水目的。深基坑保持穩(wěn)定和干燥的狀態(tài)是其開挖的首要條件。近年來，很多深基坑工程降水處理不當(dāng)導(dǎo)致基坑坍塌和坑底變形等問題出現(xiàn)，不僅造成重大經(jīng)濟(jì)損失還危害工人生命安全。因此，深基坑降水成為深基坑工程施工的首要技術(shù)難題。由于井點(diǎn)降水方法能夠適用各類地質(zhì)條件且適用于不同形狀的基坑，加上其施工便捷、降水深度較大、排水量也大，能夠很好的增加基坑土體強(qiáng)度，提高深基坑降水效率和安全性，因此，在各大深基坑降水施工中應(yīng)用廣泛。本文以柳州市某商業(yè)樓深基坑井點(diǎn)降水工程為例分析了井點(diǎn)降水施工技術(shù)要點(diǎn)和關(guān)鍵工序[1-2]。

1 井點(diǎn)降水施工技術(shù)方案

1.1 工程概況

某大型商業(yè)建筑的深基坑為井點(diǎn)降水。地下兩層，基礎(chǔ)類型為樁基礎(chǔ)和筏板基礎(chǔ)，基坑開挖深度為12.5m，開挖面積為7500m2，深基坑地質(zhì)土壤為黃土、粘性土和風(fēng)化巖。筏板基礎(chǔ)在地下水位4.6m處，且地下水含量多，需要降水才能施工。

圖1 基坑井點(diǎn)降水平面布置

1.2 井點(diǎn)降水技術(shù)方案

井點(diǎn)降水法是指在基坑底部設(shè)置水平集水井和豎井，利用水平集水井將基坑底部水流向豎井，然后將豎井水泵送出去達(dá)到降水目的。在本案例中采用盲溝排水+井點(diǎn)自動(dòng)降水系統(tǒng)進(jìn)行降水。該基坑井點(diǎn)降水平面布置圖如圖1所示。

該基坑井點(diǎn)降水第一步是設(shè)置明溝。明溝沿著筏板底部外沿設(shè)置，明溝深度比筏板底部低至少30cm，明溝的坡度為0.5%，在靠近筏板底部的一層砌成花磚形成滲水通道，使得筏板底部的地下水能夠通過通道流入明溝中。第二步是設(shè)置筏板內(nèi)部、外部集水井。筏板外部的集水井設(shè)置在明溝內(nèi)，集水井間距不超30m。筏板內(nèi)的集水井設(shè)置在電梯井和地下室等建筑的底板上，集水井深度要比盲溝深度深1m以上，用紅磚砌筑井壁。第三步是設(shè)置盲溝。盲溝設(shè)置在地基涌水點(diǎn)近的地方且在筏板底部，這樣更有利于將筏板底部的水引入明溝。盲溝間距10m左右。盲溝使用反濾層多孔盲管組成。第四步是設(shè)置自動(dòng)降水系統(tǒng)。根據(jù)該基坑的最高水位和最低水位計(jì)算自動(dòng)降水排水量，然后選擇合適的水泵抽水。集水井抽水總量計(jì)算公式如下：

式中：Q-單位時(shí)間內(nèi)匯入集水井的總水量（m3/h）；S-基坑底面積（m2）；H-水頭（m）；q-滲透流量，在 1m 水頭作用下（m3/h）；采用數(shù)值：細(xì)砂 0.15m3/h，中砂 0.23m3/h，粗砂 0.3～1.5m3/h，含淤泥黏土0.1m3/h。

2 深基坑井點(diǎn)降水施工關(guān)鍵工序

2.1 集水井點(diǎn)降水及地下水為以下土方開挖

井點(diǎn)降水施工要先開挖明溝和集水井。明溝開挖的深度要比土方開挖深度深1m，集水井的深度要比明溝開挖深度深1m。在開外明溝和集水井前要先降低基礎(chǔ)周圍的地下水位達(dá)到能夠開挖的深度以下，降完水后采用鉆機(jī)來設(shè)置集水井并埋設(shè)井點(diǎn)管，通過集水井將基礎(chǔ)周圍的水位再降至基礎(chǔ)筏板下0.5m左右，再在筏板內(nèi)設(shè)置集水井。經(jīng)過一系列降水，確保土方開挖時(shí)無地下水。施工方法如下：

首先，設(shè)置臨時(shí)集水井點(diǎn)降水。排水明溝挖到設(shè)計(jì)深度后，再往深處挖1m左右。然后將油桶在上下鉆孔，并覆蓋一層濾水層做成集水井壁，井壁與周圍的土體用級(jí)配碎石填充，在井底做150mm厚的級(jí)配碎石來過濾掉地下水中的雜質(zhì)。

其次，設(shè)置集水井點(diǎn)和明溝。土方開挖后期需要開挖明溝，用紅磚砌成溝壁，在靠近筏板底部的一側(cè)用紅磚砌成滲水通道，明溝溝底用C20混凝土澆筑，坡度為0.5%。集水井點(diǎn)的平面尺寸根據(jù)抽水設(shè)備的尺寸確定，一般采用1m×1m的正方形尺寸進(jìn)行設(shè)計(jì)。集水井的構(gòu)造分別如圖2所示。

圖2 集水井構(gòu)造

最后，降水設(shè)備及降水要求。降水設(shè)備包括自吸式水泵、水管、過濾網(wǎng)、水位探頭等，安裝前將水泵吸水管安裝濾網(wǎng)和水位探頭，將水位上限設(shè)置在筏板下250mm處，并預(yù)留一段空間，防止水泵吸入空氣，影響水泵工作。水位控制參數(shù)根據(jù)施工環(huán)境和抗浮荷載來確定。

2.2 筏板盲溝設(shè)置

土體開挖到筏板底部是會(huì)出現(xiàn)涌水點(diǎn)，為了將筏板底部的地下水排干凈，減少地下水對(duì)底板土體的破壞，應(yīng)該將盲溝設(shè)置在涌水點(diǎn)處，根據(jù)板底土質(zhì)類別和滲透系數(shù)，設(shè)置間距為10m左右的盲溝，在底板下形成盲溝排水系統(tǒng)。盲溝排出的水要引入明溝，最后流入集水井由水泵抽出。盲溝采用反濾層鏤空盲管制作。

2.3 拆除板內(nèi)集水井點(diǎn)

由于該工程的基坑面積很大，且電梯井和地下室等結(jié)構(gòu)都比筏板基礎(chǔ)低2～3m，地基滲水量很大，為了提高降水效率，集水井應(yīng)該設(shè)置在筏板深處。在對(duì)筏板進(jìn)行混凝土澆筑和振搗時(shí)，需要預(yù)留集水井洞口，等到全部降水作業(yè)完畢，再用混凝土澆筑集水井洞口。由于地下水存在較大水壓力，集水井洞口混凝土澆筑比較困難，因此需要通過《地下水壓過大的集水井口混凝土底板恢復(fù)技術(shù)》中的技術(shù)指導(dǎo)進(jìn)行施工。

2.4 施工階段水位控制

當(dāng)深基坑井點(diǎn)降水作業(yè)完畢后，可以撤除一部分降水井點(diǎn)，在施工荷載沒有達(dá)到抗浮荷載時(shí)，需要對(duì)深基坑下的地下水位進(jìn)行定期觀測(cè)，如果超過上限水位就要及時(shí)降水，避免抗浮力不足導(dǎo)致土體失穩(wěn)變形。

2.5 井點(diǎn)降水保障措施

首先要將降水作業(yè)施工方案報(bào)監(jiān)理工程師審批，審批合格后方可實(shí)施。其次要制定專人負(fù)責(zé)井點(diǎn)降水的抽水和水位的全天候觀測(cè)，做好觀測(cè)記錄，如果出現(xiàn)問題及時(shí)向項(xiàng)目部反饋。最后是井點(diǎn)施工過程中要嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)圖紙上的井口直徑、井深、井管配置和建筑材料等來施工。

井點(diǎn)降水還可能會(huì)對(duì)周圍建筑物和地表造成沉降開裂等危害，為了防止此類問題發(fā)生，要做好以下保障措施：

首先要加強(qiáng)對(duì)周圍建筑物和地表沉降量的觀測(cè)，確保沉降量在合理范圍內(nèi)，如果當(dāng)天沉降量超過正常范圍，就要采取措施減少沉降量，例如進(jìn)行地下水回灌，地下水回灌一般采用機(jī)械加壓的方式回灌，抽出的地下水再送回到地下。這就涉及回灌井點(diǎn)的布置與施工。其次要圍繞降水井設(shè)置回灌井，回灌井與降水井的間距不小于5m?；毓嗑闹凭に嚺c集水井的制井工藝相同?；毓嗨恳鶕?jù)沉降量和地下水位來確定，確保抽水和灌水量平衡，回灌水壓力應(yīng)該大于0.05MPa?；毓嗨瞬捎们逅?，避免使用泥漿水導(dǎo)致回灌井管發(fā)生堵塞。回灌井點(diǎn)要在降水井點(diǎn)抽水前或抽水中進(jìn)行回灌，邊抽邊灌，中途不停。如果必須要停止回灌，則也要停止抽水。

因?yàn)樵撋罨咏邓こ掏临|(zhì)有黏性土，黏性土透水性不強(qiáng)，會(huì)影響降水效果，需要在井點(diǎn)周圍用套管和水槍打孔，與集水井相同的制井工藝來制作砂樁，這樣在抽水過程中下部分的水容易抽走，在重力和被抽走的水的真空壓力下，上層水更容易樓下去被抽走。這樣就可以打通黏性土層，使黏性土下面的地下水順著砂樁滲透到明溝和集水井中去。

3 施工監(jiān)測(cè)與效果評(píng)價(jià)

通過采用筏板底部盲溝排水和集水井降水系統(tǒng)來控制該基坑的地下水位，使得該基坑在降水期間并無基底積水和管涌問題發(fā)生，地下室四角沉降不超3mm，消除了地下水流失導(dǎo)致的對(duì)周圍建筑的不利影響，確保了基礎(chǔ)工程能夠在干燥、穩(wěn)定的地基上施工，進(jìn)而確保了整個(gè)建筑的施工質(zhì)量和安全。

4 結(jié)論

井點(diǎn)降水是深基坑最常用的降水方法，本文通過對(duì)柳州市某大型商業(yè)建筑的深基坑井點(diǎn)降水施工技術(shù)要點(diǎn)和關(guān)鍵工序分析，本深基坑降水工程按照設(shè)計(jì)要求布置降水井點(diǎn)，通過動(dòng)態(tài)監(jiān)控測(cè)量地表、建筑下沉量和地下水位來確保降水質(zhì)量和安全。通過監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)可以得出，該深基坑降水方案符合該深基坑降水工程實(shí)際需求，取得了預(yù)期的降水效果，表明盲溝排水+井點(diǎn)自動(dòng)降水系統(tǒng)能大幅提高深基坑降水質(zhì)量和效率，可以廣泛應(yīng)用于各類深基坑降水工程。