沿江超深淤泥地质基坑降水施工技术

沿江超深淤泥地质基坑降水施工技术

陈里光 1 符基伟 2 陈鹏 2 谢定 2 田剑 2

温州荣悦置业有限公司，浙江 温州， 325000； 中建八局西南建设工程有限公司，四川 成都 610041

[摘要]沿江超深淤泥地质基坑降水施工技术，通过对现场场地的分析，采用合适的降水施工工艺，确保基坑支护工程及地下室结构正常顺利的进行作业。首先确保降水井的布置数量能满足施工进度计划的需求，并且不能与结构桩基、与内支撑系统冲突等，同时降水井的滤管段孔隙率需经过精确计算，满足渗水速率v₁≥抽水速率v₂，目的是再降水的同时仍能维持基坑内外地下水系的平衡。结果表明，通过本施工技术进行沿江超深淤泥地质基坑降水工程的设计，降低了人员、机械设备投入，节约了施工成本，极大地缩短了工期，对类似地质的建筑工程基坑降水方法提供一种借鉴和参考方法。

[关键词]沿江 淤泥地质 超深基坑 降水井 孔隙率

0 引言

本文介绍了在城市沿江超高层建筑超深淤泥地质基坑的施工中如何进行基坑降水。本工程地下室4层，基坑开挖最深达20.45m，地处瓯江边距离江边明水仅不到200m，基坑降水对基坑安全、施工进度尤为重要。降水井施工前需经过理论计算降水井的布置数量以满足基坑土方开挖的需求。本项目周边存在市政道路以及一栋高层建筑，所以本施工技术不仅仅需要将围护系统基坑内的水抽排出，还需要对地下水位进行观测以及采取回灌措施，形成完整的地下水位监测与控制系统，施工难度较大。

1 工程概况

温州金融保险产业（滨江商务区16-01-05/06地块建设项目）工程总占地面积为2.36万m²，总建筑面积为14.57万m²。项目地处浙江省温州市瓯江边，地下水位高程极高约为2.0m，地下水水系丰富众多并伴有潮汐现象。根据地勘报告显示有10m厚的杂填土及40m厚的淤泥层，鉴于如此软弱、复杂的地质条件，基坑降水的作用尤为重要，且本项目施工工期紧张，降水井施工工期仅有21天，对于工期的控制和降水的实时性、有效性成为本工程降水施工的重难点。

图1 地块总平面图及卫星定位图

Fig 1 The master plan and aerial photos of the plot

2 工艺原理

依照 JGJ120-2012《建筑基坑支护技术规程》、GB 50300-2013《建筑工程施工质量验收统一标准》、GB 50202-2018《建筑地基基础工程施工质量验收标准》等相关规定进行设计及施工，并根据温州金融保险产业项目场地特性及工程要求，因地制宜，制定降水井专项施工方案。本工程地下水位较高，为保证基坑能在干燥条件下施工，防止边坡失稳、基础流砂、坑底隆起、坑底管涌和地基承载力下降，本工程采用深井井点降水的方法，通过机械打井、成孔、放入水泵抽排的一系列施工工艺完成地下高水位降水的目标，此方法的关键在于通过对基坑内水压力的计算与水量，合理的布置降水井数量及设置滤管段长度以及滤管的孔隙率，防止水位抽排过快水位骤降而影响基坑安全性。

2 工艺流程及操作要点

2.1 工艺流程

图2 工艺流程

Fig 2 Process flow

2.2 操作要点

1、降水井的平面布置

根据基坑面积计算，基坑含水量约V=dS=（15-2）×2.36×10⁴×30%（含水率）=9.204×10⁴m³，根据总进度计划安排，考虑基坑开挖速度，需提前2天将水位降到施工作业面以下，一层降水量为23010m³，每口井的抽水量约为350m³，则需要设置33口基坑内降水井。根据项目总体进度计划，首先施工坑内降水井，确保坑内降水不影响土方开挖，其次施工控制性降水井（回灌井），避免在坑内降水的过程中，水位急剧下降引起的坑外变形，及时回灌。最后施工观测井，随时观测坑内水位情况。施工坑内降水井的时候，也需要注意施工先后顺序，首先施工靠近冠梁的降水井，然后施工栈桥板下方的降水井，避开关键工期线路，合理做好施工组织，提高生产效率。

2、降水井钻井成孔作业

降水井的施工与桩基施工工艺类似，不同点在于一般江浙沿海地区桩基施工采用旋挖机、回旋钻机一类的钻孔机械，钻井作业采用较小的钻井钻机，钻头较小。

3、降水井的构造

基坑内降水井的构造为PVC管+钢管。滤管井管段采用内径300mm的钢管，井管的连接采用PVC双通管。降水井的深度均在筏板垫层底以下3m，且设置1m的沉砂段，目的是将漏到滤管内的细沙进行沉淀，避免造成堵塞，设计立面图及效果图如下所示。

图3 降水井设计图

Fig 3 Dewatering well design drawing

沿江超深淤泥地基基坑降水井构造的关键在于滤管段处于淤泥层中，根据地勘报告内容显示，降水井的滤管段所在位置为中砂夹淤泥层，该土层具有微承压性，中等透水性和中等含水性。中等透水的②

₂层中砂夹淤泥（其渗透系数约在10^-3m/s数量级）。根据渗透系数与渗透率的关系κ=kρg/η，2000×10^-3×0.025÷9.8÷17.4×10³×100%≈30%，孔隙率需大于或等于30%。滤管段长度设计为5m，管径为DN300,V=πR²L×30%，即可满足渗水速率v₁≥抽水速率v₂，理论可行。

4、正循环压注清水洗井

采用φ100mm的PVC管接入降水井底，将清水池的水压入降水井，将孔底泥沙清洗压出降水井，降水井井口需高出地面30公分。避免泥沙倒流；清洗至泥浆比重小于1.05，即可停止清孔。

5、降水运行

将降水井抽出的水排入基坑周圈的排水系统内，并经沉淀后排入市政管网。坑内外排水如下图8所示。抽水需要24h派人值班，并做好抽水记录，记录内容包括降压深井涌水量Q和水头降s，并在现场绘制s～t曲线，以掌握抽水动态，指导降水运行达到最优。 降水工人熟悉水泵开启、电路切换，以确保降水连续进行，避免因供电原因造成井底突水。为避免电源供电不正常造成基坑坑底突涌，整个降水过程中应备有双电源，以确保降水继续进行。降水维持期间，将加强坑外土体沉降监测，若坑外土体出现塌陷、裂缝等情况，应及时检查围护结构是否有渗漏出现，并及时进行封堵。降水工作应在地下构筑物施工至上覆压力和地下水头的上浮力平衡后才能停止降水。停止降水的时间根据上覆压力与上浮力的平衡计算结果应报送设计并取得设计的认可后，施工现场才能停止降水。降水结束提泵，为保证整个基坑的安全，降水井必须彻底封井。

4 质量标准及控制措施

降水井质量标准：成孔规格、垂直度、泥浆指标及孔底沉渣等质量控制指标符合降水设计方案和规范规定的要求；成井质量（井管深度、滤水管长度、孔隙率及其布置位置、管外填滤料的规格、数量、粘土封孔、洗井等关键工序质量）符合成井工艺技术要求；

质量控制措施：针对本工程的特点，选择适合本工程施工条件及能满足本次降水要求的成井、洗井、降水的机械设备。必须坚持“三检”制度，即操作人员自检，班与班之间互检，质量员和监理专检，检查内容必须有记录和整改措施。未经监理验收合格，不得进入下一道工序施工。

5 结论

通过对基坑降水方法的分析与探讨，以及本施工技术在上述工程中的实践应用，确保了该工程建设的顺利进行，有效的节省了时间，降低了工程造价，减少了施工成本，提高了基坑施工的安全性，解决了在沿江超深淤泥地质基坑的工程中如何进行基坑降水，保证基坑结构施工的安全性、开源节流的诸多难题。本文所述施工技术对类似建筑工程中基坑降水施工有重要意义和指导作用。

参考文献

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