臨江深基坑降水施工技術優化與分析

李健強，楊 勛，程 謙，滕洪園，譚江蜀

（中建三局集團有限公司工程總承包公司，湖北 武漢 430000）

0 引言

隨著國民經濟的發展，大型建筑工程的施工越來越多地在社會上呈現，逐步成為政府、社會的重點關注對象。近年來，臨江深基坑工程由于降水措施不當的緣故頻出安全事故，本文從施工技術的角度闡述臨江深基坑降水工作。

1 工程概況

1.1 基坑工程概況

武漢長江中心項目 B1 地塊基坑開挖面積約為 2.72 萬 m2，普遍區域開挖度約為 17.7 m，塔樓坑中坑局部區開挖深度最深約為 29.2 m。豎向大面共設置三道鋼筋混凝土支撐系統，坑中坑設置一道鋼支撐。

1.2 工程地質、水文條件概況

根據勘察的野外鉆探、原位測試及室內試驗資料，項目位于長江一級階地，地層巖土特征典型，其中雜填土厚度 6.2 m，淤泥質粉質黏土厚度 7.4 m，粉質黏土厚度 5.5 m，以下部分為砂層以及基巖層［1］。基底位于粉質黏土層，三軸止水帷幕進入砂層，地下連續墻、等厚水泥土攪拌墻進入強風化泥巖層，工程地質條件剖面示意圖如圖 1 所示。

圖1 工程地質條件剖面示意圖

場地分布的地下水有上層滯水和孔隙承壓水，上層滯水賦存于雜填土層，承壓水賦存于下部砂層。上層滯水穩定水位埋深 1.0～2.7 m，承壓水埋深 11.5 m。地下水埋深較淺，地下水交換條件良好，本場地地下水及地基土對建筑材料具微腐蝕性。長江近年水位絕對標高示意圖如圖 2 所示。

圖2 長江近年水位絕對標高示意圖

1.3 降水概況

基坑止降水采用“降隔結合”方式進行地下承壓水處理，即采用多井點深井降水，使得地下水承壓水頭降低到設計要求的深度，以確保基坑開挖和地下室結構施工的順利進行。本工程 A1、B1、J1、J2，4 個地塊組成一個核心組團，周邊采用超深落底地下連續墻圍護，內部臨時隔斷超塔區域采用地下連續墻，核心組團圍護示意圖如圖 3 所示。設置中深管井作為降水井，在基坑內布設管井，并在坑外布設觀測井，坑外觀測井兼作備用井。

圖3 核心組團圍護示意圖

2 降水施工技術難點及優化應對策略

2.1 降水井數量優化

武漢長江中心項目 B1 地塊原降水井方案中，平面布置原則為：裙樓區域每隔 20 m 設置一口降水井，塔樓區域每 10 m 布置一口降水井，共計 80 口。根據武漢市類似項目施工經驗，采用落底式地連墻或水泥土攪拌墻作為封底帷幕時，基坑內降水井數量可明顯減少，項目實際施工降水井施工數量為 35 口。原方案降水井平面布置如圖 4 所示，項目實際降水井平面布置如圖 5 所示。

圖4 原方案降水井布置平面示意圖

圖5 項目實際降水井布置平面示意圖

2.2 降水井平面布置優化

進行降水井的平面布置，應在施工初期做好降水井避讓優化。降水井定位分別避讓工程樁、立柱樁，其次避讓內支撐，最后應避讓后續施工主體結構，如圖 6～圖 8 所示。前期做好布置優化，將極大減少后續拆改工作，節約工期和施工成本，同時也避免了拆改過程中基坑存在的降水隱患。

除避讓外，降水井平面布置不宜設置在坑中坑內部，對于超高層塔樓底板施工尤為重要，因其底板鋼筋一般存在多層，將降水井設置在坑中坑外側，便于結構施工的同時，也能有效地將地下水截于坑中坑之外。

圖6 降水井與工程樁避讓示意圖

圖7 降水井與內支撐避讓示意圖

圖8 降水井與結構避讓示意圖

2.3 坑中坑降水井加密

對于臨江深基坑，存在坑中坑支護形式時應特別注意降水井的布置，在降水井平面布置優化中需在坑中坑周邊額外加密降水井，避免大面開挖深度水位降深滿足要求時，坑中坑水位無法降至基底。以上現象在超高層建筑基礎施工中極易出現。

在本工程中，大面開挖深度約 18 m，而坑中坑開挖深度約 29 m。為確保坑中坑水位降深，保障塔樓電梯基礎能正常施工，考慮在降水井施工后期，在坑中坑周邊額外補打 9 口降水井。

2.4 降水井運營

降水井運營一般分為 3 個階段。①土方開挖階段全力降水，降水井數量最多；②底板施工完畢，具備局部封井條件，可根據水位和底板抗浮力封閉少量降水井；③地上結構施工完畢，地下室后澆帶封閉，可全數封閉降水井。對于臨江工程，在降水井運營期間還需考慮降水井留存富余量，以應對汛期水位上漲。

3 降水效果及分析

1）A1、B1、J1、J2，4 個地塊組成一個核心組團，周邊采用超深落底地下連續墻圍護，內部臨時隔斷超塔區域采用地下連續墻。基坑采用落底式止水帷幕時，原則上不需要設置大量的坑內外降水井，只需要基坑內部設置少量降水井，即可滿足降水要求。

2）對比原降水方案與項目實際降水井布置情況分析可知，布置 35 口降水井已可滿足武漢長江中心 B1 地塊 2.72 萬 m2基坑除超塔坑中坑區域的降水需求。原方案計算中降水井單井出水量≥60 m3/h，該出水量未考慮周邊超深落底式隔水帷幕及臨時隔斷止水帷幕，考慮到實際情況后，布置 35 口降水井可滿足降水需求。

3）對于坑中坑區域加密降水井布置，考慮到坑中坑內部支撐及結構較復雜，為避免降水管與支撐及結構沖突，選擇在坑中坑周邊增設降水井，依據現場實際情況，在增設降水井的同時，對基坑內、外的承壓水頭保持監測，對周邊環境變形、圍護變形等其他基坑圍護監測項目分析，及時判斷承壓水的降水情況并確定增設降水井的數量。

4）降水井的運維對降水效果也有較大的影響。在降水過程中施工單位應加強管理，確保管路暢通和井點正常工作，若出現降水井損壞情況，應及時要求降水單位進行維修或更換。降水井的封閉應考慮現場施工實際降水情況并根據施工進度與設計協商確定［2］。

4 基坑監測

監測儀器的選型在基坑監測中尤為重要，應用滿足安全監測要求、合適的儀器確保基坑監測的準確性。根據方案及埋設要求在安裝和埋設前做好檢驗和率定工作，并繪制監測點安裝埋設圖。監測數據要求做到及時、準確和完整，如發現異常現象，應及時上報相關單位，并加強監測，準備應急措施。降水過程中，加強對基坑的監測，如發現問題及時調整抽水措施。

基坑監測主要包括周邊環境檢測及圍護結構檢測。基坑周邊管線沉降隨基坑開挖持續增加，在基坑大面開挖施工階段，沉降變化量較大。基坑周邊管線沉降量相比武漢地區其他非落底式帷幕基坑外構筑物沉降小，說明落底式止水帷幕在富水水文地質條件下對周邊環境起一定的保護作用。落底式地下連續墻止水帷幕在富水水文地質條件下總體止水隔水效果較好，在基坑坑內降水時，對周邊環境影響較小［3］。

5 結語

結合武漢長江中心 B1 地塊基坑工程止降水施工及類似工程分析得出可供臨江深基坑降水施工的技術優化與分析。在類似于武漢長江一級階地的臨江富水水文地質條件下，采用落底式止水帷幕可達到有效的降水效果，在基坑降水設計時，大面降水井數量可按 45 % 折減，同時需在坑中坑周邊另增設降水井。在降水工程施工中，合理地優化平面位置不僅能夠提高降水效果，而且極大地提高了施工效率及安全性，同時做好降水井的運維工作能夠為臨江深基坑施工做好安全保障。Q