基坑工程中降水方案的选择与施工

基坑工程中降水方案的选择与施工

章天伟

浙江省东海建设有限公司章天伟

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ZhejiangeastChinaseaconstructionCo.,LTD.Chapterdaywei

前言

基坑工程的安全与否不仅关系到工程能否正常施工，还关系到周围建(构)筑物的安全，在支护加固以及变形控制不当的情况下，常会因边缘地面沉降量超出设计值而危及周围各种建(构)筑物的正常使用：如地下市政管线的破裂，周围建筑物的倾斜、开裂甚至倒塌，道路开裂、下沉而影响正常使用等。近年来这方面的问题引起了人们的广泛关注，但是有关基坑开挖降水对周围建筑物沉降影响的研究还不是很系统。

许多基坑工程中,由于地下水问题处理不当,出现基坑的倒塌或其它工程问题的事件屡见不鲜，因此,对地下水是否正确处理,是基坑工程安全施工的关键。城市建筑物密集,在深基坑施工中是采用降水处理还是采用防水处理,应通过抽水实验与地面沉降观测等资料进行全面分析,对水的处理,它不仅指地下水也包括土层中滞水、地下管道渗漏水、施工期间雨水和地面无组织排水等。当然,如果全按不利因素考虑施工,势必造成工程经费的浪费。所以对水问题的处理一定要深入分析,因地制宜,采用合理的措施,做到经济、安全。

1基坑降水方法

1．1表面排水法

最简单的表面排水法一般在基坑坡脚处做成集水沟，使集水沟中的水流向集水坑，再用集水泵将水抽出。此法的缺点是：地下水沿坡面或坡脚或坑底冒出，使坑底软化或泥泞，若土中有粉土或细砂的透镜体时，则将有潜水冒出，形成地下潜蚀而使附近地面沉降或边坡塌陷；由于等待边坡和土的渗水排出，使挖掘速度减缓。若坡度不陡或渗流水不多，则边坡基坑底的反滤层是有效的。

1．2井点降水法

在地下水位以下的含水层施工时，常采用井点排水的方法。井点降水法是在基坑开挖前，在基坑四周埋设一定数量的滤水管（井），利用抽水设备抽水使所挖的土始终保持干燥状态的方法。井点降水法所采用的井点类型有：轻型井点、喷射井点、电渗井点、管井井点、深井井点等。

（1）轻型井点：轻型井点是沿基坑四周每隔一定距离埋入井点管（直径38--51MM，长5--7M的钢管）至蓄水层内，利用抽水设备将地下水从井点管内不停抽出，使原有地下水降至坑底以下。在施工过程中要不断的抽水，直至施工完毕。

（2）喷射井点：当基坑较深而地下水位又较高时，采用轻型井点要采用多级井点，这样，会增加基坑挖土两、延长工期并增加设备数量，显然不经济的。因此，当降水深度超过8m时，宜采用喷射井点，降水深度可达8--20m。喷射井点的设备，主要由喷射井管、高压水泵和管路系统组成。

（3）电渗井点：对于渗透系数很小的土（K小于0.1m/d），因土粒间微小空隙的毛细血管作用，可以采用的方法。电渗井点是井点管作阴极，在其内侧相应地插入钢筋或钢管做阳极，通入直流电后，在电场的作用下，使土中的水流加速向阴极渗透，流向井点管。这种方法耗电多，只在特殊情况下使用。

（4）管井井点：管井井点就是沿基坑每隔一定距离设置一个管井，每个管井单独用一台水泵不断抽水来降低水位。这在地下水量大的情况下比较适用。

（5）深井井点：当降水超过15m时，在管井井点采用一般的潜水泵和离心泵满足不了降水的要求，可加大管井深度，改采用深井泵即深井井点来解决。深井井点一般可降低水位30--40m，有的甚至可以达到100m以上。常见的深井泵有两种类型：电动机在地面上的深井泵及深井潜水泵（沉没式深井泵）。

2实际工程中的应用

2.1工程概况及地质情况

某工程基坑开挖土质主要为粘性土，开挖边坡为l：3，根据施工现场以上实际情况，开挖边坡不进行支护。基坑的降排水为基坑开挖关键，开挖前，应降低地下水位，使其低于开挖面0．5m，严禁扰动天然地基。基坑底部预留30cm厚度保护层。基坑降水主要采用明沟排水及管井降水。

工程地质分为上中下3层：上部以人工堆积填土为主，中部为砖红色网纹状粘土，下部基岩以砂砾岩为主。

2.2管井降水布置

井管采用砼井管，井管内径书300mm，管壁厚度50mm，其下部为1．0m的沉淀管，上部为无砂砼滤管。

抽降管井沿基坑周围距基坑外缘1．5m布置，在基坑左右侧各布置一排管井。每侧布置3口井，管井布置数量根据降水的效果增加或减少。井中心距离建筑物边线1．5m，井间距为7m，井口直径为600mm，井管分节安装，随基坑开挖逐节拆除至开挖面以上30em，结构施一1-期间井内常水位高程控制在48．0m以下，以保证土体地下水位低于基坑底面0．5m。

2.3施工方法

为确保降水井的施工质量，采用的施工程序如下：

管井测量定位→挖井口、安设护筒→钻孔→回填井底砂砾垫层→吊放管井→回填井管与孔壁间的砂砾过滤层→洗井→安装深井泵→安装抽水→控制电路→试抽水→降水井正常工作。

2.3.1成孔

孔径按设计要求选用直径600mm三叶或四锥形钻头，一次成孔。配套水泵为BWT450／12泥浆泵。最大工作压力不低于1．2MPa，输浆量不低于5L／S，可钻性控制在2．5~4m／h，在粘土层可自造浆，进入砂性土层采用泥浆池合格泥浆。严格控制泥浆比重1．1至1．2，经高位池沉淀滤后入低位池，经检测合格方可泵送到钻孔循环。

2.3.2深井系统设备

井管：采用砼井管，井管内径由300mm，管壁厚度50mm，其下部为1．0m的沉淀管，上部为无砂砼滤管。

水泵：每121深井内配置l台150QJ20—26／4型深井泵，每台水泵配置一个控制开关。

2.3.3吊放井管

为保持钻孔与井管同心，井外壁绑扎导向木块，钻架不移动，用原钻架吊装混凝土管，在复量孔底高程无误后，填写记录。底端先配置一节混凝土肓管。用硬木托盘用钢丝绳揽吊，徐徐下落孔内，直至预定深度。

2.3.4洗孔、抽水

井管安装好后，应立即进行洗孔，不可拖延。洗井后，出水量达到要求，即开始正式抽水，并且通过观测孔观察，并记录地下水位。边成井边测量边分析边改进边加井，直到基坑水位降到要求水位。

2.3.5封井

本工程在基础结构施工完成以后．经监理工程师批准，开始有序地停抽封井，确保质量，不留隐患。为了保证封堵安全，在拆封前先用砂砾回填，上部0．5m填粘土夯实。

结束语

通过本工程的成功实施得到以下结论：

（1）开始降水7d之后进行土方开挖，根据水位监测及分层开挖的土方情况看，降水效果明显。

（2）降水方案的合理确定以及注重是是保障基坑工程安全施工的重要一环。

（3）施工技术是管井降水顺利实施的保证。

(4)降水工程应在满足降深和周边环境保护需要下，尽可能降低地下水的抽水量，综合利用抽排的地下水，在工程实施的同时践行节约、绿色、减排节能的和谐社会理念。