廈門某研究基地工程基坑降水施工技術

黃源成

廈門市嘉頤建筑工程股份有限公司

廈門大部分地方，有的地下水位比較豐富且水位較高時，高層建筑的施工一般都有設計抗浮。當建筑物主體還沒有施工到設計抗浮要求的層數時，就會存在整體基礎底板上浮的危險。所以，在完成地下室結構施工后進行基坑回填土，在地下室的外緣至基槽的邊之間設置降水井降水，保證地下水位維持在設計的控制水位以下，才能確保地下室底板的安全。傳統的做法是在地下室的外緣填至基槽的邊緣之間磚砌降水井。此法對于本基坑工程來說，由于基坑較深，且填土與降水井砌磚的交叉作業，即不安全又浪費工料。所以，該方法不宜采用。如果采用波紋管成井降水的方式，不僅節約成本又便于施工操作，且可以大大縮短總工期。

1 工程概況

廈門某研究基地工程項目地下室 2 層，裙房 5 層，主樓24 層，框剪結構，其基礎采用鋼筋混凝土筏板基礎，地下室底板下的高程是 -10.8 米，設計抗浮水位 11.30 米，（相對標高），潛水水位埋深 0.7-3.1 米,平均 2.06 米左右，黃海標高▽8.30－5.90 米,總體平均黃海標高 ▽6.94 米。

設計抗浮要求是裙樓施工到 5 層、塔樓施工到 10 層時，結構就可以滿足設計抗浮要求。在此之前必須將地下水位控制在設計標高以下。根據本工程的實際情況，決定采用波紋管成井降水技術，擬定采用內徑為 300mm 波紋管，具體降水井的孔數按實際計算確定。

2 降水井的設置

2.1 降水井的選擇

該工程地下水有基巖潛水、裂隙水。由于基坑較深，東面是一塊高地，南面是傾斜走向的裂隙基巖，其它兩面隔一條大馬路便是填海灘地，在開挖基槽土方時是采用二級降水，基坑的邊坡采用旋噴樁加鋼絲網噴護細石混凝土。如果繼續延用輕型井降水，是無法滿足建筑物的抗浮要求。而采用波紋管成井降水，其施工快速、安裝便捷、流水通暢、完全可以滿足建筑物結構的抗浮要求。波紋管直徑的選擇，可以參照廈門地區其他類似工程的基坑降水D=300 （毫米），其實能滿足建筑物抗浮的排水量即可。

2.2 基坑總涌水量

公式：q--基坑總涌水量；H--潛水含水層厚度，H=17.6 m；k--滲透系數k =4.00m/d； S--基坑水位降深，S=11.3m；R--降水影響半徑，潛水含水層R=2s ； r0--基坑等效半徑，本工程矩形狀基坑 r0=0.29（a+b）米, a=168m、b=70m ；a、b——分別為基坑的長邊和短邊。

基坑總涌水量 q = 2572 M3/d

2.3 波紋管成井數量

降水井數量 n = 1.1 總涌水量 / 降水井排水量

公式：取π=3.14 rS--為過濾器半徑（m），rs =150mm；k--含水層滲透系數(m/d) 嗎， k =4.00m/d

L-過濾器進水部分長度(m)，L =1.50m；

降水井數量 n =1.1×2572 M3/d ÷134 M3/d = 21 （孔）

共取 21 口井，即基坑外緣平均（168+70）m×2 側/ 21孔= 22.7m） 按每 22.7m 延長米考慮一個降水井。

2.4 波紋管降水井布置

按照 22.7m 的距離布置波紋管降水井，延基坑四周按22.7m 間距依次布置 22 個成井（實際布置可靈活，轉角處要布置）

3 降水井過濾管制作

（1） 參照本地區基坑涌水量和其它工程的實例，擬選直徑D=300 （毫米）波紋管作為成井管材。

（2） 在波紋管底部包裹 3 層過濾網，在管壁上每300mm距離為一道用 20 號鐵絲擰緊。為了過水流暢，在波紋管外壁上打孔，取直徑6mm，除去接頭外全長都打孔，水平向孔距為 100mm，豎向孔距為 200mm，平面為梅花狀。在接口處 1000mm 內不打孔，確保波紋管的結構強度。

（3）在波紋管豎向對接的處要包裹 2 層大于 500mm 寬密目紗網，且該處要扎 3 根 1000mm×100mm×50mm 方木加捆 4 道 12 號鐵絲。所有密目網包扎時要有 100mm 搭接寬度，才不會有砂土雜質不流入井管。

4 降水井的安裝

（1）降水井的工藝順序：波紋管過濾節的制作→固定第1 節過濾管→套上套筒、筒內填砂、筒外填土方固定→安裝第2 節過濾管→套上套筒、筒內填砂、筒外填土方固定→最終成井→井口防護→安裝水泵、降水。

（2）安裝過程細部措施：

① 在固定第 1 節過濾管時在管底部用水泥砂漿找平，始終保持管身垂直，外壁四周采用 3 根鋼管斜撐，邊回填土邊移動斜撐。

② 波紋管的下口安裝要在設計控制水位線以下 1.2m，波紋管與地下室結構外緣的水平距離應大于 1.5m。

③ 降水井波紋管的設置承插式端，對接時要留出 1.5mm的空隙作為伸縮縫，波紋管對接要順暢挺直。

④ 回填土時，用 L=1.2m、D=900mm 鐵套筒套住管井，在套筒與井壁之間填粗砂 1.1m，待土回填至同樣高度時用葫蘆吊起套筒。在管井外形成完整的粗砂過濾層，讓水流順暢進入井內且保護管井壁。

⑤ 在波紋管降水井的頂部，用 Ф48×3.5mm 鋼管做成一個三角架固定來支撐，可用鐵絲固定也可用電焊固定。

⑥ 波紋管頂部周圍可用 250mm 透水性較差的土質回填，且要高出周圍填土面 ≥150mm，用鋼筋格攔柵封口防護。再做找坡與排水溝。

5 安裝和運行的細部要求

（1）基坑回填以要前定好降水井位置，然后按施工工藝要求安井、填回填土。井管外壁粗砂過濾層以外的填土宜選用透水性較強的土質，以便地下水更有效地滲入管井。

（2）回填土時要檢查管身濾水密目紗網和井管接頭是否脫落，波紋管濾水部分管段是否變形，管身有無保持垂直等等，否則應及時調整。

（3）波紋管降水井機組開機 24h 內應該抽出清水。否則，要逐一檢查管井，如果抽出混水，可以判斷降水井是否失效，考慮重新打井。

（4）施工用的波紋管要有質量保證的產品，要檢查產品的合格證和出廠檢驗報告，若不合格嚴禁使用。

（5）施工到設計抗浮層數要停機拆井時，須做抗浮驗算，達到設計要求方可拆井。

6 降水井日常管理

（1）檢查潛水泵及機組電器設備、管路等的運行是否正常，出水量是否正常等。

（2）檢查井內水位標高，其井內水位是否處在設計要求的抗浮水位標高以下。

（3）降水設備運行、井內水位標高、出水量、水質是否渾濁、井內有無泥沙等情況，要做好排水運行記錄、資料要保存。

（4）做好周邊建筑物、地面的沉降觀測，對運行記錄和沉降觀測記錄要進行分析，定期提出沉降變化情況的分析報告。

7 成本核算

（1）將磚砌降水井與波紋管降水井相比較：波紋管井安裝一節就有 3 米長，并且井管強度高、材質輕、便于施工操作，省掉磚料二次運輸、砌磚、抹灰、養護期等等，單這些就可省掉單項造價 36580 元。

（2）波紋管降水井節省大型調運機械投入費用。

（3）不影響回填土施工，不會產生交叉施工；波紋管降水井大大節省能源，減少磚頭垃圾廢料，也節省勞動力。

（4）通過對該工程項目的經濟對比分析，波紋管降水井大大縮短總工期可降低整個工程總造價 927655 元。

8 結束語

（1）廈門某研究基地工程基坑降水，大膽采用波紋管成井取代磚砌成井的降水新技術、新工藝，并且精確的計算基坑總涌水量及管井的排水量，科學安排降水井的數量和位置，排水效果非常好。新型降水即提高基坑降水的效率，又加快基坑回填土的速度；即節省能源和工程成本，又加快工程施工的總進度。

（2）波紋管材質輕，成井施工方便，為地下室基槽回填土施工縮短工期。

（3）我們聘請檢測單位對地下室和基坑周圍土體的沉降觀測，觀測數據表明，波紋管降水井降水的新技術，可有效地控制地下水在設計標高以下，完全可以保證地下室及主體結構的安全。

（4）本工程基坑波紋管降水，其中 19 孔井出水量正常，剩下 2 口井遠離高地靠近基巖，發現降水井只有比較少的地下水滲入，19 孔管井降水量平均為 178 m3/d 左右，滿足地下室結構的抗浮要求。