初探全封闭深基坑降水技术

摘要：随着经济建设的迅速发展，地下工程建设也得到了大力发展，对深基坑降水技术的要求

也越来越高。由于深基坑工程实施的技术难度高、不可预见因素多的特点，其施工技术的应用

和降水设计方案的优劣会直接影响到工程的安全质量和施工工期，对整个工程起着决定性的影

响。在深基坑降水工程中，全封闭深基坑降水技术作为一项新的绿色施工技术，在工程中得到

了广泛的应用。本文主要分析了全封闭深基坑降水的模式及降水公式，并对运用全封闭深基坑

降水技术提出了几点建议。

关键词：全封闭深基坑降水技术降水模式

中图分类号：TV551文献标识码：A

在地下工程开挖施工中，基坑降水技术的应用对深基坑工程施工具有重要的影响。深基坑

工程的实施存在着技术难度高、不可预见因素多的特点，因此，在进行基坑降水技术选择时，

要减轻地下水位降低产生的不利影响，保证基坑周边建筑物的安全，通常采用的是基坑封闭降

水技术。基坑封闭降水是指在基坑周边增加渗透系数较小的封闭结构，从而有效地阻止地下水

向基坑内部渗流，再抽取开挖范围内的少量地下水，从而减少地下水的浪费。通过对基坑封闭

降水技术的应用，可以实现减少抽水量、降低对周边环境的影响、利用止水系统配合支护体系

的共同设计降低造价的优点，因此基坑降水技术也被认为是新的绿色施工技术。

一、全封闭深基坑降水模式

基坑封闭降水技术是采用基坑侧壁帷幕或基坑侧壁帷幕进行基坑底封底的截水措施，阻截

基坑侧壁及基坑底面的地下水流入基坑，同时采用降水措施抽取或引渗基坑开挖范围内的现

存地下水的降水方法。侧壁止水帷幕常采用深层搅拌桩、高压摆喷墙、旋喷桩、地下连续

墙等。基坑内抽取的地下水还可回收利用，用于现场文明施工、冲刷厕所、门口洗车等。基坑

封闭降水运用于地下水位较高且地质较为疏松区域，或工程地处交通繁忙路段并为居民密集区

且基坑四周建筑物、地下管线较近且密集区域。基坑封闭降水分为两种模式，一种是止水桩插

入隔水层，称为全封闭降水，另一种是止水桩未插入隔水层，称为非全封闭降水。当隔水层埋

置不深时，为阻止地下水渗入基坑内，常将止水桩植入坑底以下的隔水层中，形成全封闭降水

的深基坑。基坑范围内的地下水与坑外的地下水没有了水力联系，变成了静态水。此时基坑降

水只要根据施工需要抽取坑底以下一定深度以上的地下水就可以了。

二、降水方案的选择

1、降水的目的

基坑土方需在降水后进行开挖，基坑降水方案是否合理直接影响工程的成败，不合理的降

水方案会引起严重后果。因此降水的主要目的为疏干开挖范围内土体中地下水，方便挖掘机和

工人在坑内施工作业；降低承压水位，防止基底突涌；提高开挖过程中土体稳定性，防止土层

纵向滑坡。

2、降水的主要方式

一般通用的降水方案包括轻型井点、普通管井和真空管井。

轻型井点方法的优点是对弱含水层降水效果好，但也存在不少的缺点，例如降水范围较小，

在开挖过程中，很容易造成基底突涌及边坡失稳；粉土层含水层有承压性，顶板埋深大，轻型

井点不能有效降低其水位；成孔困难，造价高；施工场地乱，给施工带来麻烦。

普通管井的好处是能有效降低水位，在开挖过程中不会产生基底突涌，并且抽水运行电费

低；但也存在一些不足，像对弱含水层降水效果差，不能保证边坡稳定等。

真空管井的缺点是真空抽水耗电多，抽水运行成本高；但其优势在于能有效降低水位，避

免产生开挖过程中基底突涌，并且对弱含水层降水效果好，降水范围较大，保证边坡稳定。

因此，应当根据实际的地质情况，在多种降水方案中选用最为合适的降水方式，以达到最

佳的降水效果。

三、全封闭深基坑降水量公式建立

在使用全封闭深基坑降水模式时，应根据土层性质和特点、水层性质、基坑开挖深度、封

闭深度和基坑内井深度综合考虑，尤其应注意公式的选取。全封闭深基坑降水计算，只需疏干

基坑内一定深度的静态水，不应套用常规降水设计中的涌水量计算公式。全封闭的降水量应结

合止水桩内土体的给水度计算，但是采用止水桩内部整个土体的给水量计算又无必要，因为全

封闭降水并不需要把帷幕内的水全部疏干，只需疏干基坑内一定深度以上的静态水。一般降水

将水位降低到基坑坑底以下半米到一米之间，因为水位降低后形成水位坡度曲线，因此保守估

计，通常考虑的给水土体为地下水位到井管末端（不包括滤管）范围内的土体。

若该范围内属于同类土，则建立全封闭基坑降水量公式为:

Q=A×(S+ir)×μ

其中Q为基坑内降水量，A为基坑的平面面积，S为水位降低值，i为降水的坡度，可以取

0.1，r为降水半径，取r=x0/2，x0为基坑的假想半径，x0=A/π的平方根，μ为基坑内土体的

给水度。

如果若地下水位到井管末端有不同土层，则计算降水量时要分层考虑每一土层给水量。将

每一土层给水量相加得到封闭降水量。

通过比较发现，一般的井点降水造成地下水的大量浪费，这显然是不合理也不经济的作法。

而对于全封闭的降水方案不仅可以防止基坑周边地下水向基坑内渗入，减少基坑内排水量，而

且能有效地控制由于基坑内降水引起的基坑周边地面沉降，预防基坑附近建筑物、管网等因地

面不均匀沉降而造成的破坏。在运用全封闭降水方案时，要注意降水井深度必须小于帷幕深度，

这样帷幕、降水井才能起到应有的作用。实践发现:一般以降水井深度为帷幕深度的4/5～9/10

为宜。运用全封闭降水方案时，如若基坑下有承压水存在，基坑开挖减少了含水层上覆盖不透

水层的厚度时，当它减少到一定程度，承压水的水头压力可能顶裂或冲毁基坑底板，造成突涌

现象。故当基坑下部存在承压水层时，应评价基坑开挖引起的承压水头压力冲毁基坑底板后造

成突涌的可能性。

四、降水分析及建议

在降水作业别要注意，因为对粉土地层成井质量要求比较高，如果成井的质量较差，

可能会导致抽不出来水；另外，由于含水层底板高于开挖面，管井降水不能一次性把水降到设

计高程，或者把含水层疏干，需要采取明排或水平管辅助降水，必要时可以采用其他方式作为

辅助降水手段。基坑降水要充分掌握场地的水文地质条件，考察临近工点的降水经验，从而制

定有效、合理的降水方案，以确保工程安全顺利的进行。

还要注意，本文提到的全封闭深基坑降水量公式，是根据止水桩内一定深度土的给水量建

立的，其运用的前提是非雨季的施工，同时止水帷幕封闭效果好，否则实际的基坑内降水量还

需考虑雨季时的降雨量和全封闭止水帷幕造成漏水现象。此外，运用公式确定管井数量后要结

合基坑的实际尺寸定好管距，调整降水半径，重新计算降水量。经过反复调整，获得合理管井

数量与布置。进行全封闭降水施工时，可以根据土层的渗透系数确定降水的提前量，并根据挖

土的进程调节降水量。因为降水井数与降水天数之间存在着反比关系，通过对两者之间关系合

理反复的调整，可以达到更好的经济技术效果。

深基坑工程的实施存在着技术难度高、不可预见因素多的特点，在施工技术的应用和降水

设计方案的选择上，要考虑对工程的安全质量和施工工期的影响。全封闭深基坑降水技术作为

工程中广泛应用的绿色技术，在技术应用时要充分考虑施工区域的水文地质条件，根据现场的

实际情况制定有效、合理的降水方案，以确保工程安全顺利的进行。只有这样，才能更好地应

用全封闭深基坑降水技术，提高深基坑工程的施工质量。

参考文献：

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