超大基坑內部降水與智能水循環利用施工技術

【摘 要】通過分析基坑施工時降排水相關技術，并以“成都空港產業服務區建設項目”超大基坑的降排水施工為依據，詳細介紹了該基坑降排水的設計思路與施工工藝流程。

【關鍵詞】建筑工程; 超大基坑; 內部降水; 智能降水監測; 智能水循環利用

【中圖分類號】P641.8【文獻標志碼】A

0 引言

我國建筑業正處于快速發展的階段，大體量建筑越來越多，尤其是建筑地下室的面積越來越大，基坑施工時間越來越長。大多數基坑施工都會經歷雨季和降排水不暢的問題，如何有效降排水并增加水資源利用效率成為基坑施工過程中急需解決的難題。本文結合“成都空港產業服務區建設項目”對超大基坑施工期間降排水技術進行研究探討。

1 工程概況

本工程設1層（局部2層）地下室，地下室建筑面積102 995.47 m2，基坑周長達1 190 m，挖深5.5～11 m。本工程地處雙流空港商務區，屬于四川省多雨地區，夏季雨水充足，場地地下水類型主要為孔隙潛水，其次為上層滯水，最高水位比基坑底標高高5 m左右，地下室基坑施工時間會經過豐水期，為了保證基礎施工安全，必須進行基坑降排水設計。

2 降排水施工設計思路

我國建筑工程中使用最廣泛的降排水方式是輕型管井降水，即在基坑四周每隔一定距離設置輕型降水井的方式進行降排水。由于本工程面積超大，只在基坑四周設置降水井難以滿足需求，本技術在不改變基坑周圍原有40口降水井，且不影響基坑內部結構施工的情況下，在地下室基坑后澆帶部位增設5口智能監測降水井，并利用智能降水監測設備、智能水循環利用設備、智能凈水設備等對降排水進行監測、處理與回收利用，在解決超大基坑內部降排水難題的同時，提高水資源利用效率，節約工程成本，綠色環保（圖1）。

3 降排水施工工藝流程

3.1 降水井降排水

3.1.1 測量放線

根據降水平面圖和相關地勘及設計文件，在地下室后澆帶區域增加降水井，測放出基坑內部各降水井的井位，并打入木樁或鋼筋，涂上紅油漆作標記。

3.1.2 后澆帶處的管井成孔

采用一字鉆頭泥漿護壁沖擊鉆成孔，成孔后施工人員應現場測量成孔深度和直徑，必須滿足設計要求。

3.1.3 吊裝井管

井孔抽筒清孔完畢，經施工、監理單位專檢人員驗收合格后，開始吊裝井管。每節井管之間焊接牢固、安裝垂直。

3.1.4 填充礫料

井管四周填入5～10 mm礫石，填至距地面2 m左右采用黏土回填封閉。濾料的實際填入量不應小于理論計算量。

3.1.5 洗井

采用空壓機、活塞聯合洗井，空壓機洗清之后再用活塞洗井；然后再重復以上洗井過程，直至滿足設計要求。每臺空壓機洗井不少于2個臺班，以確保洗井質量，達到規范容許的正常出水時含砂率少于1／100000要求。

3.1.6 設置水泵

采用5.5 kW的深井潛水泵抽水，抽水泵位于降水井中，抽水泵上設置抽水管，將抽水管連接到三級沉淀池上。在安裝前，必須對水泵本身和控制系統作一次全面細致的檢查，在地面水中試轉3～5 min后，若無問題，方可進行安設。

3.2 智能水循環利用

3.2.1 安裝智能降水監測設備

安裝智能降水監測設備，在井內設置壓力計用以轉換測量地下水位的變化，在井外設置終端設備，用以測量抽水泵功率的變化并顯示測得的水位及功率數據（圖2）。

3.2.2 試抽

抽水與排水系統安裝完畢，即可開始試抽水，電纜與管道系統在設置時應注意避免在抽水過程中損壞，因此，現場要在這些設備上進行標識。試抽水量一般大于設計水量，應作好抽水量、水位的觀測記錄，核查抽水量及水位下降值是否與設計相符，若不相符應及時調整降水設計方案。

3.2.3 排水

洗井及降水運行時應采用管道將水排至場地周邊的三級沉淀池內，排水管道和三級沉淀池應定時清理，確保排水系統的暢通，在施工過程中需對管道進行架空保護（圖3）。

3.2.4 水回收循環利用

采用智能水循環利用技術自動對沉淀后的水進行處理，并通過消防管道、綠化水管、生活生產沖洗用水管道將處理后的水廣泛應用于施工、生活、綠化和消防等（圖4、圖5）。

3.2.5 二次凈水

將集中處理過的降水再通過智能凈水設備進行二次凈化，降解降水中的沉渣。

3.2.6 二次凈水利用

處理后的降水水質有明顯提升，可用于工程建設中智能噴淋系統、智能霧炮系統等對水質要求較高的用水系統，處理后的降水沉渣更少，水質更加細膩，不易堵住噴頭。

3.2.7 降水完畢

在地下室抗浮錨桿、筏板基礎等對地下水位要求較高的地基與基礎工程施工完畢后，基坑內部降水井降水完畢，基坑四周降水井繼續應用智能水循環利用與智能凈水技術，持續為項目產生經濟和環保效益。

3.2.8 封井施工

基坑內部降水井在后澆帶施工前進行封井施工。首先拆除抽水泵和智能降水監測設備，再用C15素混凝土回填降水井，最后封閉降水井并進行結構后澆帶施工。

4 結束語

本工程在基坑后澆帶部位增設降水井和運用智能降水監測設備、智能水循環利用技術、智能凈水設備相結合的方式成功解決了超大基坑施工期間降排水問題，主要經驗：

（1）在不改變基坑四周原有降水井數量與井深的情況下，在基坑內部增設降水井，避免引起基坑外部水位的較大下降，減少對基坑周邊建筑物的沉降影響。

（2）在基坑內部后澆帶部位增設降水井，不會影響基礎與主體結構施工，后澆帶封閉前即可將降水井封閉，對地下室正常施工不會產生影響。

（3）對地下室基坑降水井實施智能監測，水位降低到安全值后自動關閉，水位超過安全值自動開啟，無需人工巡檢。

（4）在水回收過程中，采用智能水循環利用技術，對降水集中處理，處理后的水可以用于施工、生活、綠化和消防等，具有良好的節水效益和環境保護效益。

（5）經過集中處理過的降水可以再通過智能凈水設備進行二次凈化，凈化合格之后的水能夠廣泛應用于智能噴淋和智能霧炮等對水質要求更高的技術中，保護用水設備，提高經濟效益。

參考文獻

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［作者簡介］馮宇（1991—），男，本科，工程師，主要從事建筑工程科研技術研究工作。