基坑降水工程設計方案及施工技術分析

朱建翔

（江蘇盛凡建設工程有限公司，南京212000）

1 工程概況

本工程項目位于南京市浦口國企研發園內，浦濱路—谷慧路（東西）與網賢街—西江路（南北）之間，基坑四周地下結構外墻距用地紅線約5～5.5m，施工空間較為緊張，向下設置3層地下室，基坑開挖深度為15.4～16.3m。地下室外墻與各側用地紅線間距離為7.5~10.0m。從地質水文條件來看，工程所在區域土壤主要由素填土、粉質黏土、淤泥質粉質黏土、粉砂、粉細砂、含礫中粗砂幾種組成，其中素填土、粉質黏土、淤泥質粉質黏土位于1 層和2 層，為潛水含水層，地下水位埋深為0.3~0.6m，相應標高為6.46~7.00m，年變幅為0.5~1.0m。而粉砂、粉細砂、含礫中粗砂則為承壓水層，弱承壓水水位相應標高4.53~4.57m，補給主要來自長江。

2 基坑降水工程設計

2.1 明確降水目的

根據工程施工現場實際條件及基坑開挖、基礎底板結構的施工要求，設計階段針對基坑降水工程作用特點設立了4 點降水目的：（1）要降低基坑內開挖土體的含水量，將淺層地下水降低至開挖底板下方1m 以上，以免出現基坑滲水情況；（2）要對基坑邊坡與坑底進行加固，以免邊坡、坑底土層流失或出現坍塌事故；（3）要密切觀測基坑水位，并制訂針對性的基坑降水施工方案，以保證基坑降水施工的安全性；（4）要降低基坑承壓含水層的承壓水水位，減少坑底隆起和圍護結構的變形量，以避免基坑底部的承壓水突涌。

2.2 資料收集與現場勘查

基坑降水工程的設計需要以詳細的深基坑工程相關施工信息數據為基礎，因此，本項目設計階段對施工現場測量參數、輪廓、管線分布情況以及工程軸線、外墻線、邊坡開挖線、基坑開挖深度、排水位置、周邊建筑物基礎等數據參數及建設要求進行了現場勘查與資料收集整理，并通過對比分析得出相關參數，最后據此對基坑降水施工的各項影響因素進行了全面考慮[1]。

2.3 降水設計計算

基坑降水的具體方法有集水井降水、輕型井點降水、噴射井點降水等很多種，本項目通過對施工現場環境條件及建設要求等因素的綜合分析，決定采用集水井降水方法進行降水施工。設計過程中結合工程地質勘察報告，確定了降水井井深、濾水管長度等多項數據參數，同時根據現場實際施工情況及施工降水技術要求建立了降水設計計算模型。最后，還根據相關計算公式，將基坑涌水量、降水井設計參數、降水井個數、井間距、干擾井群單井出水量等計算出來。

2.4 降水設計方案確定

經過降水設計計算，確定本工程坑內共布設疏干井50口、降壓井7 口，其中疏干井井深取24m，孔徑600mm，濾管采用外徑273mm，厚度3mm 的鐵管，外包80 目錦綸濾網，濾料為中粗砂，回填至濾管頂部以上2m，其上采用優質黏土回填，而降壓井井深則為45m，孔徑、濾管內徑、壁厚、外包等均與降水井相同，但濾管材質為焊接鋼管，開挖底板面時上下1.5m為鋼管實管，濾料為中粗砂，回填至濾管頂部以上2m，其上采用優質黏土回填。井口高度、成孔偏差、井管偏差、井內水位、出水含砂量等技術要求同樣在降水設計方案中得到明確。

3 基坑降水工程施工技術要點

3.1 施工流程

本工程基坑降水施工規模相對較小，但施工流程同樣比較復雜，本文選取測量定位等關鍵環節對施工技術要點展開分析。

3.2 測量定位

在正式施工之前，施工人員需要根據設計圖紙確定降水井的具體位置，并在井位測放完畢后做好明顯標記，如布設井點處存在障礙物，則還要提前將障礙物清除或與甲方進行溝通，如障礙物無法清除則應適當調整井位，之后再進行護口管的埋設。護口管埋設需要注意控制好護口管內徑與頂部高度，本工程中護口管設計內徑800mm，護口管頂部與地面間距離的設計要求則為0.10～0.30m，埋設過程中需要將護口管底口應插入原狀土層中，并用黏性土或草辮子在外部進行密封，以避免管外返漿。

3.3 清孔換漿

待完成鉆機安裝、復核、定位并利用專業鉆機在規定位置鉆進成孔后，應檢查鉆孔鉆進深度，如達到設計標高，則應將鉆桿提至離孔底0.50m，之后通過沖孔的方式將孔內雜物清除干凈，并檢測孔內泥漿密度，如泥漿中無泥塊，密度達到1.08g/cm3，且孔底沉淤在30cm 以下，則可停止清孔換漿，將換出的泥漿運出場地處理。

3.4 井管安放

清孔換漿結束后可開始安放井管，但安放前必須要對井管及鉆孔進行嚴格檢查，其中井管主要是檢查過濾器縫隙是否符合設計要求，濾水管規格是否達標，而鉆孔則主要是檢查孔深參數[2]。檢查完畢后要將沉淀管底部用厚度在3mm 以上的鐵板封堵好。另外，井管焊接質量與基坑降水施工質量密切相關，因此，安放的井管必須要保證焊接接頭為套接型，且各項相關參數符合設計要求，本工程規定井管焊接接頭的套接接箍長應為20mm，套入上下井管各10mm，套管接箍與井管焊接應保證焊接牢固、焊縫均勻且無砂眼，焊縫堆高不小于6mm。焊接檢查接受后方可開始下井管，下管時要在濾水管上下兩端各設一套直徑小于孔徑5cm 的扶正器（找正器），以保證濾水管位置的準確，扶正器采用梯形鐵環，上下部扶正器鐵環應1/2 錯開，不在同一直線上[2]。

3.5 回填濾料

回填濾料是基坑降水施工的關鍵環節，在開始回填之前，施工人員需要將鉆桿下入到井管內部，待鉆桿底部與孔底達到0.3~0.5m 后，應及時為井管上口加上悶頭密封，并從鉆桿內部開始泵送泥漿。注入泥漿時需要采取邊沖孔邊逐步調漿的策略，這樣才能夠保證孔內泥漿可以從濾水管內向外由井管與孔壁的環狀間隙內返漿，待鉆孔內泥漿密度達到1.05g/cm3后，可將泵量調小，并按照降水井構造設計要求填入濾料。填料的同時一方面要記錄好濾料的高度，直至濾料下至地面以下1.5m的位置，另一方面則需要根據孔口返水情況調整泵量。

3.6 洗井排水

降水井成井后施工人員需要將護筒管拔出，換上空壓機進行洗井，洗井主要是對濾管進行清洗，清洗時應按照從上到下的順序進行，并保證井內水位淹沒洗井頭，如因特殊情況無法淹沒井頭，則要加水沖洗，為清除孔壁上的泥漿以及管底沉淤，還要采用空壓機進行清理，待洗井水清澈不含砂后停止清洗，開始排水工作。降水井排水前為保證降水井抽水效果，還需先進行試抽水，試抽水主要是將抽水泵下入到降水井之中，連接配電箱、布設排水管道等配件全部安裝完畢并檢查好安裝效果后，開始試抽，如試抽成功，則可直接投入使用，否則應查明原因并進行調試處理。洗井及降水運行時，需要將排出的水通過三級沉淀池排入場外市政管道中，鉆孔泥漿則要排至泥漿池內后進行外運處理。

4 結語

隨著地下工程及高層建筑工程的建設規模不斷擴大，深基坑降水施工雖然已經十分普遍，但要想保證基坑降水工程的施工質量，仍需要結合實際施工情況及建設要求進行合理的降水設計，并把握好清孔換漿、安放井管等環節的施工技術要點。