深基坑降排水施工技术及工程应用

摘要：随着建筑物高度越来越高，逐渐产生了越来越大的深基坑，而深基坑的降排水作为深基坑施工的关键步骤，则应更予以重视。本文以高层住宅深基坑工程为例，结合结构设计和水文地质条件等方面，详细地介绍了如何进行深基坑降水设计、施工及制定相对应的质量措施，希望能为类似工程提供参考依据。

关键词：深基坑；降水；排水

中图分类号：P426.6 文献标识码：A 文章编号：

1 引言

近年来，高层建筑和超高层建筑在国内发展迅速，出现了大量深基坑开挖的课题。尤其是这些建筑往往集中在本已相当拥挤的闹市区，使这些地下工程的设计与施工成为一道难题。针对不同的工程要求及水文地质条件，如何选择合理、有效、经济的降排水方案并保证其顺利实施，始终是我们面临的重要课题。为此，本文在以往基坑降排水研究的基础上，结合工程实例，对深基坑降排水问题进行一些研究。

2 工程概况

本工程共规划高层住宅建筑面积约337797m2，涉外专家公寓约32323 m2，公建约3577 m2，总计373658m2。其中，地上总建筑面积约254491m2，地下建筑面积约119206m2。

2.1水文地质

场地地下水按其赋存条件分为上层滞水和孔隙承压水两种类型：

潜水（第一层地下水）：天然动态类型属渗入～蒸发径流型，主要接受大气降水和地表水体渗漏补给，排泄方式主要为蒸发、地下水侧向径流和垂向越流。

承压水（第二层～第五层）：天然动态类型属渗入～径流型，以越流补给、地下水侧向径流和渗漏补给为主，排泄方式主要为侧向径流和越流。

2.2基坑降水设计概述

基坑采用大口井基坑内降水，坑内设疏干井，坑外设观测井。降水井当遇到桩、承台时，可错开打设，但总数不得减少。基坑开挖前应进行20天以上全面降水，以保证土方开挖面无明水作业。坑底做盲沟，随挖随填，与降水井相连形成坑底明排水系统。

盲沟做法：用编织袋或土工布包等粒径碎石，宽300mm，深300～500mm，盲沟至围护结构距离不得小于5m。在基坑设置截水沟，随时排除地表积水。

疏干井、观测井：基坑内布置301口降水井，用于分层治理地下水。其中疏干井284口，观测井17口，单井涌水量分别不小于8吨/小时。

二层地下室降水井1：采用直径 400mm 加筋混凝土管或无砂砼管，底标高-18.75m； 一层地下室降水井2：采用直径 400mm 加筋混凝土管或无砂砼管，底标高-14.95m。

图1 高层区基坑降水井平面布置图图2 高层区降水井结构图

3 基坑降排水

3.1降水井成井施工

根据设计图纸要求，对降水井，进行测量定位，并将钻机安放就位，井位应设立显著标志，井孔孔位测放位置误差不大于300mm。

挖泥浆池：泥浆池的大小按井深、井数、排浆量综合确定，泥浆池可多井一池。

挖探坑、安装护口管，为清除井位下的砖渣、块石等障碍物，应在井位处挖探坑，并埋设护口管。根据本工程的地质情况，现场埋设的护口管分为2m、4m两种，护口管中心要与井孔中心重合。护口管外壁与井壁之间间隙，应用粘土回填密实，以避免泥浆浸泡、冲刷而导致孔口坍塌。

钻机安放在稳固、平整的地基平台上，现场应采用正循环回转钻机钻进成孔，必要时可用泥浆护孔。

施工采用正循环回转钻机成孔，在钻进达到设计深度后，即可安装井管。

吊放井管：井管采用φ400mm的无砂砼滤管，在预制井底上放置井管，同时水位以下的滤水管外包100～150g/m2无纺布，缓缓下放，当管口与井口相差200mm时，接上节井管，接头处用尼龙网裹严，竖向用2-4条30mm宽、长0.5m的竹片固定井管。吊放井管 要垂直，并保持在井孔中心，为防止雨水泥砂或异物流入井中，井管高出地面不小于200mm，并加盖临时保护。

填滤料：井管下入后立即填入滤料。滤料沿井孔四周均匀填入，宜保持连续，将泥浆挤出井孔。填滤料时，随填随测滤料填入高度，当填入量与理论计算量不一致时，及时查洗井后，如滤料下沉量过大，应补填至井口下1.5米处，其上用粘土封填。滤料为φ3～7mm的干净石屑，经冲洗、筛选后去除杂质和不合格的成分。

洗井：上述工作完成后应立即进行洗井，以免时间过长，护壁泥皮逐渐老化，难以破坏，影响渗水效果。冲洗时，采用下泵试抽洗井，用潜污泵反复进行抽洗，直至水清砂净。洗井过程中观测水位及出水量变化情况。

钢管井管吊放：井管为壁厚为3～4mm的钢管下放钢管时，将预制好的井管设计要求的长度进行排序，并按要求包裹好钢丝网和尼龙网，用三角架分段下入孔内，分段焊接，直下到孔底。

安装水泵：安装和启动水泵前，应对泵的放气孔、放水孔、放油孔和电缆接头处的封头等进行检查。检查全部电路和开关合格后，先在地面上空转3～5min，并检查电动机旋转方向是否正确，均无问题后方可下入水中使用。下泵时，不得使电缆受力，应用绳索将电缆栓在水泵耳环上缓慢下放。下到设计深度后，用绳索将水泵吊住。安装并接通电源，铺设电缆和电闸箱，电缆应悬空吊住，不得与井孔壁接触和摩擦。水泵安装应做到单井单控电源，并安装漏电保护系统。

正式抽水：现场抽水施工，应根据现场施工安排，分阶段、分区开启抽水泵进行抽水。抽水时应连续不断进行，中途不应间断。抽水前应进行静止水位的观测，抽水初期应每天观测3次，当水位达到设计降水深度，且趋于稳定时，可每天观测1次，水文观测精度为±20mm。当降水井的水位降深满足现场施工要求时，可以停止降水，否则，不得停止降水施工。

3.2现场排水通道网络布置

水泵及管线布置说明

每口降水井配置一台深水泵，水泵抽水量为10m3/h。疏干井采用30mm直径增强水管引至基坑外排水沟。

土方开挖阶段，部分排水管需穿过运土道路，穿过道路部分采用局部挖沟上铺钢板 进行保护。

图3 土方开挖阶段排水管埋设示意图

基坑内外排水布置

在开挖过程中，基坑内沿四周设置临时排水沟以免基坑积水，排水沟净宽200mm，高 200mm，距离坡底线最少1m。深度按0.3%进行找坡，每100m处设置1000×1000×800mm集水坑。坑内集水坑通过水泵抽入坑外集水坑。

进入地下主体施工时，如遇大雨可采用自吸泵对坑内或承台内积水进行吸水排水。坡顶西、北侧设置排水沟，排水沟净宽400mm，深度400mm，每100m处设置1500×1500×1000mm集水坑，坑顶排水沟与止水帷幕距离85mm；沟壁及坑壁采用240页岩砖砌筑，1:2水泥砂浆勾缝，抹面。其余部位采用钢管排水，每100m处设置6厚钢板焊接的1500×1500×1000mm集水坑。经过滤、沉淀后排入指定的排水管网中。与有关单位密切配合，及时组织基坑验槽，安排专门的人员负责抽水，以免基底受地下水和雨水浸泡，保持地基土的天然状态。

3.3降水井管留设措施

地下室施工各阶段根据降水井所在位置、水位控制要求对井管的留设措施进行细化，主要采取下列措施对井管进行留设：降水井井管随土方开挖做到随挖随割，井管顶标高始终高出土方开挖面0.5至1m，井管露出地面区段采用钢管搭设保护架体。