深基坑井點降水施工技術

張登平

（山西一建集團有限公司，山西太原 030001）

0 前言

隨著我國高層建筑規模不斷擴大，深基坑工程越挖越深，地下水位降水成為深基坑工程施工的首要問題。井點降水是主要的深基坑降水方法，即在基坑底部設置水平集水井和豎井，利用水平集水井將基坑底部水流向豎井，然后將豎井水泵送出去達到降水目的。深基坑保持穩定和干燥的狀態是其開挖的首要條件。近年來，很多深基坑工程降水處理不當導致基坑坍塌和坑底變形等問題出現，不僅造成重大經濟損失還危害工人生命安全。因此，深基坑降水成為深基坑工程施工的首要技術難題。由于井點降水方法能夠適用各類地質條件且適用于不同形狀的基坑，加上其施工便捷、降水深度較大、排水量也大，能夠很好的增加基坑土體強度，提高深基坑降水效率和安全性，因此，在各大深基坑降水施工中應用廣泛。本文以柳州市某商業樓深基坑井點降水工程為例分析了井點降水施工技術要點和關鍵工序[1-2]。

1 井點降水施工技術方案

1.1 工程概況

某大型商業建筑的深基坑為井點降水。地下兩層，基礎類型為樁基礎和筏板基礎，基坑開挖深度為12.5m，開挖面積為7500m2，深基坑地質土壤為黃土、粘性土和風化巖。筏板基礎在地下水位4.6m處，且地下水含量多，需要降水才能施工。

圖1 基坑井點降水平面布置

1.2 井點降水技術方案

井點降水法是指在基坑底部設置水平集水井和豎井，利用水平集水井將基坑底部水流向豎井，然后將豎井水泵送出去達到降水目的。在本案例中采用盲溝排水+井點自動降水系統進行降水。該基坑井點降水平面布置圖如圖1所示。

該基坑井點降水第一步是設置明溝。明溝沿著筏板底部外沿設置，明溝深度比筏板底部低至少30cm，明溝的坡度為0.5%，在靠近筏板底部的一層砌成花磚形成滲水通道，使得筏板底部的地下水能夠通過通道流入明溝中。第二步是設置筏板內部、外部集水井。筏板外部的集水井設置在明溝內，集水井間距不超30m。筏板內的集水井設置在電梯井和地下室等建筑的底板上，集水井深度要比盲溝深度深1m以上，用紅磚砌筑井壁。第三步是設置盲溝。盲溝設置在地基涌水點近的地方且在筏板底部，這樣更有利于將筏板底部的水引入明溝。盲溝間距10m左右。盲溝使用反濾層多孔盲管組成。第四步是設置自動降水系統。根據該基坑的最高水位和最低水位計算自動降水排水量，然后選擇合適的水泵抽水。集水井抽水總量計算公式如下：

式中：Q-單位時間內匯入集水井的總水量（m3/h）；S-基坑底面積（m2）；H-水頭（m）；q-滲透流量，在 1m 水頭作用下（m3/h）；采用數值：細砂 0.15m3/h，中砂 0.23m3/h，粗砂 0.3～1.5m3/h，含淤泥黏土0.1m3/h。

2 深基坑井點降水施工關鍵工序

2.1 集水井點降水及地下水為以下土方開挖

井點降水施工要先開挖明溝和集水井。明溝開挖的深度要比土方開挖深度深1m，集水井的深度要比明溝開挖深度深1m。在開外明溝和集水井前要先降低基礎周圍的地下水位達到能夠開挖的深度以下，降完水后采用鉆機來設置集水井并埋設井點管，通過集水井將基礎周圍的水位再降至基礎筏板下0.5m左右，再在筏板內設置集水井。經過一系列降水，確保土方開挖時無地下水。施工方法如下：

首先，設置臨時集水井點降水。排水明溝挖到設計深度后，再往深處挖1m左右。然后將油桶在上下鉆孔，并覆蓋一層濾水層做成集水井壁，井壁與周圍的土體用級配碎石填充，在井底做150mm厚的級配碎石來過濾掉地下水中的雜質。

其次，設置集水井點和明溝。土方開挖后期需要開挖明溝，用紅磚砌成溝壁，在靠近筏板底部的一側用紅磚砌成滲水通道，明溝溝底用C20混凝土澆筑，坡度為0.5%。集水井點的平面尺寸根據抽水設備的尺寸確定，一般采用1m×1m的正方形尺寸進行設計。集水井的構造分別如圖2所示。

圖2 集水井構造

最后，降水設備及降水要求。降水設備包括自吸式水泵、水管、過濾網、水位探頭等，安裝前將水泵吸水管安裝濾網和水位探頭，將水位上限設置在筏板下250mm處，并預留一段空間，防止水泵吸入空氣，影響水泵工作。水位控制參數根據施工環境和抗浮荷載來確定。

2.2 筏板盲溝設置

土體開挖到筏板底部是會出現涌水點，為了將筏板底部的地下水排干凈，減少地下水對底板土體的破壞，應該將盲溝設置在涌水點處，根據板底土質類別和滲透系數，設置間距為10m左右的盲溝，在底板下形成盲溝排水系統。盲溝排出的水要引入明溝，最后流入集水井由水泵抽出。盲溝采用反濾層鏤空盲管制作。

2.3 拆除板內集水井點

由于該工程的基坑面積很大，且電梯井和地下室等結構都比筏板基礎低2～3m，地基滲水量很大，為了提高降水效率，集水井應該設置在筏板深處。在對筏板進行混凝土澆筑和振搗時，需要預留集水井洞口，等到全部降水作業完畢，再用混凝土澆筑集水井洞口。由于地下水存在較大水壓力，集水井洞口混凝土澆筑比較困難，因此需要通過《地下水壓過大的集水井口混凝土底板恢復技術》中的技術指導進行施工。

2.4 施工階段水位控制

當深基坑井點降水作業完畢后，可以撤除一部分降水井點，在施工荷載沒有達到抗浮荷載時，需要對深基坑下的地下水位進行定期觀測，如果超過上限水位就要及時降水，避免抗浮力不足導致土體失穩變形。

2.5 井點降水保障措施

首先要將降水作業施工方案報監理工程師審批，審批合格后方可實施。其次要制定專人負責井點降水的抽水和水位的全天候觀測，做好觀測記錄，如果出現問題及時向項目部反饋。最后是井點施工過程中要嚴格按照設計圖紙上的井口直徑、井深、井管配置和建筑材料等來施工。

井點降水還可能會對周圍建筑物和地表造成沉降開裂等危害，為了防止此類問題發生，要做好以下保障措施：

首先要加強對周圍建筑物和地表沉降量的觀測，確保沉降量在合理范圍內，如果當天沉降量超過正常范圍，就要采取措施減少沉降量，例如進行地下水回灌，地下水回灌一般采用機械加壓的方式回灌，抽出的地下水再送回到地下。這就涉及回灌井點的布置與施工。其次要圍繞降水井設置回灌井，回灌井與降水井的間距不小于5m。回灌井的制井工藝與集水井的制井工藝相同。回灌水量要根據沉降量和地下水位來確定，確保抽水和灌水量平衡，回灌水壓力應該大于0.05MPa。回灌水宜采用清水，避免使用泥漿水導致回灌井管發生堵塞。回灌井點要在降水井點抽水前或抽水中進行回灌，邊抽邊灌，中途不停。如果必須要停止回灌，則也要停止抽水。

因為該深基坑降水工程土質有黏性土，黏性土透水性不強，會影響降水效果，需要在井點周圍用套管和水槍打孔，與集水井相同的制井工藝來制作砂樁，這樣在抽水過程中下部分的水容易抽走，在重力和被抽走的水的真空壓力下，上層水更容易樓下去被抽走。這樣就可以打通黏性土層，使黏性土下面的地下水順著砂樁滲透到明溝和集水井中去。

3 施工監測與效果評價

通過采用筏板底部盲溝排水和集水井降水系統來控制該基坑的地下水位，使得該基坑在降水期間并無基底積水和管涌問題發生，地下室四角沉降不超3mm，消除了地下水流失導致的對周圍建筑的不利影響，確保了基礎工程能夠在干燥、穩定的地基上施工，進而確保了整個建筑的施工質量和安全。

4 結論

井點降水是深基坑最常用的降水方法，本文通過對柳州市某大型商業建筑的深基坑井點降水施工技術要點和關鍵工序分析，本深基坑降水工程按照設計要求布置降水井點，通過動態監控測量地表、建筑下沉量和地下水位來確保降水質量和安全。通過監測數據可以得出，該深基坑降水方案符合該深基坑降水工程實際需求，取得了預期的降水效果，表明盲溝排水+井點自動降水系統能大幅提高深基坑降水質量和效率，可以廣泛應用于各類深基坑降水工程。