济南铁路局泰山站货场职工住宅工程基坑降排水方案设计探讨

摘要：目前人们为了生活工作方便，普遍向城市中心集中，而城市中心往往因为居住密度很大，建设工程受土地供给的影响，因而建筑不断向纵深发展，一些高层建筑群拔地而起，地下建筑也由原来一层加深到三、四层甚至更深，这大量的基坑工程不断地抽取地下水，把有限的地下水抽出从城市管网排走，带来了很大的浪费，同时部分建筑工程由于防水做的不好，地下室渗漏，后期的处理难度大，处理效果不佳，甚至部分地下室因抗浮设计问题不重视或考虑不周到等原因，引起地下室底板开裂变形，从而影响到正常使用。本文就从基坑降排水期间及后期服务方面进行一定的探讨。

关键词：基坑；降排水；设计

中图分类号：TV551 文献标识码： A

1. 工程概况

济南铁路局泰山站货场铁路职工住宅工程位于泰安市长城路以西，货场路以东，总建筑面积约274000m2，共有15栋17～29层高层建筑，地下1～2层。

该项目的基坑总面积为46000m2，基底标高为145.10～146.40m，自西向东逐渐增高，开挖深度为6.0～8.2m，基坑上口线周长约1230m，支护面积约为12000m2。

2. 工程地质条件

拟建场地位于泰安市长城路以西，货场路以东。地形较为平坦，东高西低，场地大部分为人工改造形成。地面标高最大值154.15m，最小值151.61m，地表相对高差2.54m。

场地所处地貌单元为山前平原。

拟建场地地层，根据野外钻探资料，拟建场地地基土在基坑开挖深度范围内可分为3层，主要地层情况如下：

①素填土（Q4ml）：黄褐色杂黄白色，稍密，稍湿。土质不甚均匀，主要由长英质砂、砾石和粘性土组成，含大量风化花岗岩质碎石，堆积时间较长。平均厚度3.61m。

②全风化花岗片麻岩（Art）：灰黄杂灰绿色，粗粒变晶结构，片麻状构造，主要矿物成分为石英、长石。岩石节理、裂隙非常发育，岩芯呈砾砂状。平均厚度1.79m。

③强风化花岗片麻岩（Art）：灰绿杂黄褐色，粗粒变晶结构，片麻状构造，主要矿物成分为石英、长石。岩石节理、裂隙较发育，岩芯多呈碎块状。平均厚度8.55m。

3. 水文地质条件

场地地下水类型为第四系孔隙潜水～基岩裂隙水，补给来源主要为大气降水补给，蕴藏水量较少，排泄途径主要为地面蒸发。地下水位受地形控制明显，水位埋深1.60～7.12m，平均4.69m，东部较浅，西部较深，水位不稳定，且起伏较大。据调查，场地地下水水位年变幅约1.0～2.0m。根据现场开挖情况看，水位埋深1.60m位于场地西部办公楼及生活区附近，是由于污水管道泄漏而导致的，场地最高水位为3.20m。

4. 工程附近环境条件

基坑开挖深度的2倍范围内无建筑物，基坑周围建筑物基础全部座在基岩上，基坑降水对其没有影响，因而可不考虑它们对基坑降排水的影响。

基坑周围无影响基坑开挖排水的管线。

5. 基坑降排水设计

5.1设计依据

场地地下水类型为第四系孔隙潜水～基岩裂隙水，主要为第四系孔隙潜水，补给来源主要为大气降水补给，蕴藏水量较少，排泄途径主要为地面蒸发。地下水位受地形控制明显，无统一稳定水位，且起伏较大，出水量较小，分布很不集中，采用集水明排的方式完全能满足施工期间的降排水要求。

5.2降排水的方法

5.2.1 基坑开挖期间降排水

1）基坑内的降排水

在基坑底部边缘部位设置排水边沟及集水井，在基坑内部一定区域内设置排水盲沟。

基坑底部边缘距基坑下口线10～30cm位置处设置断面40cm×40cm排水边沟，如遇松散土层则在排水边沟两侧砌筑砖墙防止侧壁坍塌，砌筑砖墙后的排水沟断面为40cm×40cm，砌筑砖墙厚度为12cm。排水边沟间隔30～40m设置一集水井，集水井断面为85cm×85cm，深度不宜小于80cm，集水井内砌筑砖墙对侧壁进行支护，砌筑砖墙厚度为12cm，防止集水井侧壁坍塌，在距离塔吊基础1m～2m位置处排水边沟断开，两侧各设置一个集水井。

基坑内排水边沟在基础垫层施工前需进行回填，回填应采用3～5cm的碎石，回填碎石宜振动密实并上覆土工布，以保证水流能快速通过。

基坑内部设置的排水盲沟，排水盲沟间隔30～40m，全部设置在底板的后浇带部位（包括沉降后浇带、温度后浇带、膨胀加强带等），排水盲沟断面40cm×40cm，铺设粒径3～5cm的碎石，夯实后盖上土工布再进行垫层施工。排水盲沟与周边的排水边沟连接在一起，中间部位不再设置集水井。在施工过程中应充分保证所有排水盲沟与排水边沟连接在一起能形成一相互连通的地下水网络，使地层内的地下水通过该地下水网络迅速排出基坑。

2）电梯井基坑的降排水

总体上可根据现场实际情况而定，若出水量较小，可在电梯井基坑内用风钻开挖一40×40×60 cm的小集水坑，在小集水坑内抽水，保证基坑处于无水状态，待其他部位垫层及防水做完后，迅速对小集水坑进行封闭，并做好防水措施。

若基坑出水量较大，建议集水井采用人工成孔，孔径≥80cm，成孔自电梯井底标高以下2m，井内设置内径≥20cm的钢管露出基底垫层伸入底板结构内，底板混凝土浇筑前管口焊死，柔性防水材料包严露出的钢管，及时浇筑底板混凝土。钢管下部1m做成花管并用滤网进行捆扎，钢管外用3-5cm的碎石充填。

3）在坡面地下水位以下按3.0m×3.0m设置滤水管排出边坡渗水。滤水管采用Φ30～50mmPVC管，倾角10°，长度30cm，外伸12cm，坡内端加工成花管状并包裹滤网。

4）在基坑槽边设置Φ200mm排水总管，固定于截水砖台内侧。

5）利用排水沟将各集水井连通，用潜水泵将水排至排水总管，再由排水总管排到坑外。

5.2.2 基坑使用期间降排水（垫层开始铺设至基坑回填期间）

在垫层开始铺设至垫层铺设完成后，此时电梯井基坑已经回填，排水盲沟也已经封闭，基坑内的地下水，主要通过排水盲沟与排水边沟连接所形成的地下排水网络，先从排水盲沟流到排水边沟，再通过集水井排出基坑。场地内地下水和雨水等主要通过集水井排出基坑。在此期间，所有排水边沟仍然保持畅通并与排水盲沟间有效连接，保证施工期间地下水位在基底以下。

根据上部荷载情况，当有效荷载大于地下水浮力时，可暂停抽水，对基坑进行回填。回填土应充分密实并满足相应规范要求。

5.2.3 建筑正常使用期间降排水（建筑完成交付使用后）

在基坑回填时，对大部分集水井应埋入≥φ200的排水管，排水管下部2.0～3.0m处应打孔成花管状，并用滤网进行包扎，防止砂粒随水流出而引起地面坍塌沉降。在排水管下部打孔处距管壁50cm内，应尽量采用级配砂石进行回填，回填时应振动密实。在每一集水井上部都应设置一井盖进行封盖，防止地面杂物坠入井内造成地下水污染，同时更应禁止垃圾进入该井内造成阻塞而使该井失去原来的设计意义，在集水井出口可能出现在路面上时，应对井盖按过车荷载要求进行设计。

在建筑交付使用时，可通过这些预留的集水井定期进行地下水位观测，以复核场地地下水抗浮设计水位。若因降水量非常大，是正常年份的2倍以上或更高，从而引起地下水位的大幅度抬升，此时可通过实测场地内地下水位，和设计抗浮水位进行对比，若高于设计抗浮水位，说明车库底板处于较危险的状态，应进行降水，使地下水位降低到设计抗浮水位以下，否则很容易产生车库底板开裂变形等。

在建筑交付使用时，若因一些暂时不明确原因而引起地下室渗漏及开裂变形时，可先在渗漏及开裂部位进行降水，使地下水位降低，水头差减小，再对渗漏及开裂部位进行相应处理。

在建筑交付使用时，也可通过预埋排水管的集水井，抽取地下水，作为绿化用水，从而降低运营成本，节约费用。

6. 结束语

在一般工程施工过程中，基坑作为临时支护设施，在具备封闭条件时就会及时进行封闭，在基坑封闭时排水设施也会一起被回填土掩埋，地下水位开始缓慢回升，在回升到稳定水位后会产生一定的静水压力，若防水做的不好，经常会发生渗漏等现象，处理起来困难重重。通过预埋排水管的集水井，可先在渗漏及开裂部位进行降水，使地下水位降低，水头差减小，再对渗漏及开裂部位进行相应处理。也可以抽取地下水，作为绿化用水，从而降低运营成本。

因而在工程施工过程中，通过场地内预留降水井的方法，为后续的工程施工带来了很大的方便，同时也可抽取地下水作为绿化用水，降低运营成本，是一种值得推广的好方法。