降水技術(shù)在建筑深基坑施工中的運(yùn)用

金 磊

（甘肅建投蘭州新區(qū)建設(shè)管理有限公司，甘肅 蘭州 730070）

對于建筑工程來說，在深基坑工程施工過程中往往會受到地下水位和土質(zhì)等因素的影響，所以不同深基坑工程的開挖方法有所區(qū)別。對于無水或者地下水位相對較淺的條件來說，開挖過程控制相對簡單，操作過程安全性較高。一旦地下水位相對較高并且土質(zhì)情況相對較差，如果開挖過程中控制不當(dāng)就容易引發(fā)坍塌問題，從而對工作人員安全造成較大影響，也會對企業(yè)造成非常大的經(jīng)濟(jì)損失。特別是對于深基坑工程來說，施工過程中更容易受到地下水的影響，控制不利的情況下也容易產(chǎn)生更大的損害，因此一定要采取針對性措施對其進(jìn)行控制，需要采取合理的降水技術(shù)來確保深基坑開挖的安全性。降水技術(shù)已經(jīng)成為了目前深基坑工程施工中控制地下水位最為有效的措施，應(yīng)用范圍逐漸廣泛，取得了比較好的效果。

1 案例基本概況

某城市的建筑工程為住宅區(qū)，總體建筑面積超過22 萬 m2，整體建筑面積約8 000 m2。該建筑采取的是混凝土結(jié)構(gòu)，建筑基坑相關(guān)指標(biāo)如下：室外地坪標(biāo)高為-0.6 m；坑底標(biāo)高為-6.6 m，基坑實際開挖深度6 m。按照工程的具體情況，此深基坑邊坡支護(hù)主要采取錨噴支護(hù)的方式。

2 深基坑降水的基本概述

2.1 基坑降水的意義

對于建筑深基坑來說，在進(jìn)行開挖過程中一旦控制不利非常容易出現(xiàn)流沙、管涌等問題，從而引發(fā)基坑壁的坍塌事故，對于深基坑施工質(zhì)量造成非常大的影響，嚴(yán)重情況下會對施工人員的生命安全產(chǎn)生威脅，所以一定要嚴(yán)格控制開挖過程，防止出現(xiàn)水下作業(yè)的情況。但是在具體工程施工過程中，往往出現(xiàn)地下水位超過基坑面的情況，此種情況對于施工是非常不利的，需要進(jìn)行基坑降水處理，最終要實現(xiàn)如下幾方面的目的：①要確保坑底具有足夠的干燥性，形成比較好的作業(yè)環(huán)境；②進(jìn)一步提升深基坑坑底的穩(wěn)定性；③要進(jìn)一步增強(qiáng)深基坑內(nèi)土體的物理性能指標(biāo)，確保其滿足施工標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范；④要增強(qiáng)深基坑內(nèi)土體的固結(jié)程度，從而提升建筑地基的抗剪強(qiáng)度。

2.2 深基坑施工過程中降水技術(shù)的類型

從目前來看，深基坑施工過程中可以應(yīng)用到多種降水技術(shù)，最為常用的主要包括如下幾種類型：

第一，管井井點降水技術(shù)。此種降水技術(shù)更多應(yīng)用在碎石土層、分圖層等地質(zhì)條件下，此技術(shù)主要就是指在深基坑周邊實施定點、鉆孔以及成井，之后按照20~50 m 的距離進(jìn)行管井的設(shè)置，每一個管井都通過單獨的水泵進(jìn)行抽水來降低地下水。

第二，輕型井點降水技術(shù)。此技術(shù)主要是發(fā)揮真空所具有的吸力作用來確保深基坑內(nèi)部水分與空氣進(jìn)行混合，從而形成水氣混合液，利用真空吸力將此混合液從基坑內(nèi)部吸到外部，將吸出的混合液經(jīng)過分離器以及離心泵的雙重作用將其排出。此種降水技術(shù)操作相對簡單，成本消耗較低，特別適合應(yīng)用在那些深基坑面積相對較大、基坑內(nèi)部水位相對較淺的情況下，其在建筑工程中應(yīng)用非常廣泛。在應(yīng)用此降水技術(shù)時，若是工程所在地地質(zhì)滲透系數(shù)相對較低，必然會對降水效果造成影響，此種情況下要通過必要的氣密性措施來提升降水效果。

第三，噴射井點降水技術(shù)。此種技術(shù)更多應(yīng)用在那些工程施工區(qū)域較為狹窄、降水深度在6 m 以上、不容易應(yīng)用輕型井點降水技術(shù)的場合。從地質(zhì)情況來看，此種降水技術(shù)更多應(yīng)用在含水層為砂土以及粉土，并且滲透系數(shù)在0.1~50 m/d、降水深度在6~20 m的情況下。

第四，綜合井點降水技術(shù)。此種技術(shù)更多應(yīng)用在環(huán)境非常復(fù)雜的深基坑施工情況，綜合井點降水技術(shù)的綜合性較強(qiáng)，此種技術(shù)的施工成本相對較低，其有效應(yīng)用能夠提升施工效率，但是需要較好的施工設(shè)備支撐，所以在深基坑降水施工過程中需要按照工程具體情況進(jìn)行合理的選擇。

第五，深井井點降水技術(shù)。此種降水技術(shù)更多應(yīng)用在那些深基坑內(nèi)水位比較深、管井深度較大的情況下，常規(guī)性水泵在此種情況下無法發(fā)揮作用，此時可以應(yīng)用此技術(shù)。此種降水技術(shù)更多應(yīng)用在降水量較大、土質(zhì)滲透系數(shù)較大的情況下，應(yīng)用范圍較廣。此種降水技術(shù)最為核心的優(yōu)勢在于其可以在施工場地外設(shè)置，這是其他降水技術(shù)所不具備的。

3 降水技術(shù)在深基坑施工中的應(yīng)用

3.1 降水施工技術(shù)的選定

從以上對此建筑工程地質(zhì)情況的勘測分析可知，深基坑施工時具有較高的地下水位，并且土層都是砂類土，需要進(jìn)行較大面積的降水處理。在充分考慮到降水成果、投入、收益等因素的基礎(chǔ)上，選定此工程采用深井點降水技術(shù)進(jìn)行降水。

3.2 深井井點降水施工技術(shù)分析

第一，成孔處理。首先要通過專業(yè)性測量設(shè)備對孔進(jìn)行定位，要按照最終所測控制點以及設(shè)定的降水方案來確定最終的井位，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行鉆孔。為了確保鉆孔的質(zhì)量，在鉆孔過程中務(wù)必要確保機(jī)架始終處于水平狀態(tài)，同時要保證鉆頭的焦點和孔位中心線始終處在同線上，要控制井位誤差≤10 cm。要按照此工程主體所具有的性能參數(shù)來確定最終的轉(zhuǎn)速、鉆壓等相應(yīng)指標(biāo)，要按照孔段的具體情況選定針對性的護(hù)壁材料以及方式。

第二，清孔處理。在對深井井管進(jìn)行放置之前，可以利用對吊筒的多次循環(huán)往復(fù)來實施清孔處理。

第三，下管。在下管過程中一定要最大程度確保其垂直性，要保持井管的過濾部分控制在含水層的合適區(qū)域范圍內(nèi)。

第四，填礫處理。為了保證井管的垂直性，要通過砂礫濾料對井管和土壁之間的孔隙進(jìn)行填充，為了確保其效果要保證所填高度和孔口的平齊性。填充可以采用管外返水快投法來進(jìn)行，就是指將井口封閉之后，在井管內(nèi)充入清水，在清水從孔內(nèi)返回情況下順著井管周邊快速均勻地投入預(yù)制砂礫濾料。通過此種操作能夠保證礫料內(nèi)細(xì)礫以及雜質(zhì)被循環(huán)槽排出。

第五，在設(shè)置潛水泵之前需要按照遵照相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范對于過濾井實施清洗。要嚴(yán)格控制洗井和下管填礫之間的間隔時間，最大程度避免泥漿與砂土、礫料混合固定到一起，從而降低洗井的困難度，洗井時一定要采用清水來進(jìn)行。對于主體建筑來說，為了最大程度降低施工過程中對于周邊圍護(hù)樁造成的影響，在進(jìn)行第一層土體開挖時盡量不采用真空抽水的方式，可以通過水泵進(jìn)行抽水。首層土體被挖出之后要通過黏土對孔口1 m 深度范圍內(nèi)進(jìn)行填充，并將其壓實，避免出現(xiàn)漏氣的情況，從而保證后續(xù)土層開挖可以取得比較好的降水效果。

4 井點設(shè)置和具體應(yīng)用過程中的注意內(nèi)容

（1）若是采用鋼筋籠外包尼龍網(wǎng)作為井管時，一定要保證井底部尼龍網(wǎng)與鋼筋籠周邊尼龍網(wǎng)連接的緊密性和牢固性，一定要避免有砂礫等雜物掉入到鋼筋籠內(nèi)部。

（2）為了提升施工效果，在對井管和土壁之間的間隙進(jìn)行填充時，盡可能采用豆粒砂，盡量不要采用風(fēng)化料或者石渣料來進(jìn)行，特別要注意的是，不能采用質(zhì)地較軟的砂巖來進(jìn)行填充。

（3）在洗井過程中一定要秉持謹(jǐn)慎的態(tài)度來進(jìn)行，一定要保證泥沙完全被排出。完成潛水泵的設(shè)置之后需要對其實施單井試抽試驗，正常情況下試抽的水量一定要超出設(shè)計額定的排水量，從而保證降水的效果。在抽水過程中需要對抽水量、水位下降的數(shù)值進(jìn)行較為詳盡的記錄，同時將所得數(shù)值和降水標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范進(jìn)行比對，一旦發(fā)現(xiàn)存在不符合規(guī)定的情況就要立即對降水方案進(jìn)行調(diào)整優(yōu)化。

（4）對于此深基坑工程來說，其排水量比較大，所以為了保證良好的排水效果，要提前實施排水工作以及井點施工，同時確保抽水的連續(xù)性，防止排水量不匹配施工進(jìn)程而造成深基坑施工無法順利實施。

（5）在進(jìn)行深基坑降水施工過程中，為了能夠明確土質(zhì)是否符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，需要定期對土質(zhì)進(jìn)行抽檢，明確含砂量的情況，務(wù)必要保證含砂量控制在0.5‰之內(nèi)。

（6）降水井施工完成之后需要采取相應(yīng)措施對其進(jìn)行保護(hù)，避免在基坑開挖時造成降水井的破壞，同時也要防止有雜物掉入到降水井內(nèi)部。

（7）需要進(jìn)一步提升對深基坑支護(hù)、地下水位監(jiān)控力度和頻次，一定要保證深基坑邊坡支護(hù)的穩(wěn)定性和牢固性，也要確保周邊環(huán)境的干燥性。

（8）所采取的安全措施。深井井點降水施工過程中一定要嚴(yán)格遵照標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范來進(jìn)行，要嚴(yán)格遵照標(biāo)準(zhǔn)施工流程進(jìn)行操作。工作人員進(jìn)入到施工現(xiàn)場后需要按照規(guī)定佩戴安全帽、穿工作服，在進(jìn)行鉆孔時嚴(yán)禁在鉆機(jī)下站人。施工人員進(jìn)入到井管之后，一定不能將工作時應(yīng)用的扳手、管鉗等相應(yīng)工具放置在底部區(qū)域，施工過程中所用電力一定要安排相應(yīng)專業(yè)人員進(jìn)行操作，同時要委派專人對其進(jìn)行監(jiān)管。另外，為了避免受到水的影響，要確保自動控制箱和地面的距離在1.2 m 之上，同時要保證其和地線連接的絕緣性，要通過防水膠布將電纜接頭等容易受到水影響的區(qū)域包裹嚴(yán)密。

5 結(jié)束語

總的來說，在建筑深基坑施工過程中應(yīng)用有效的降水技術(shù)是非常必要的，其有效應(yīng)用不但能夠避免土質(zhì)發(fā)生較大改變而造成塌方的問題，確保施工過程中基坑和人員的安全性，同時也能夠保證深基坑施工的質(zhì)量，從而推動建筑工程質(zhì)量的進(jìn)一步提升。所以需要按照工程的實際情況選定合適的降水技術(shù)，通過較低的成本消耗來得到較好的降水效果，提升建筑工程的經(jīng)濟(jì)效益。另外，隨著建筑工程復(fù)雜性不斷增加，相應(yīng)機(jī)構(gòu)也要不斷加強(qiáng)降水技術(shù)的分析研究，進(jìn)一步優(yōu)化施工工藝，創(chuàng)新發(fā)展，使其能夠滿足不斷發(fā)展的建筑工程需要，進(jìn)一步推動建筑行業(yè)的進(jìn)步。