深基坑降水支護設計方案實例

梁紀彬

【摘 要】根據地質條件，本文研究了深基坑輕型井點分級降水、結合深水井排水方案。

【關鍵詞】深井井點降水；輕型井點降水；支護

1 地質情況

在勘探揭露深度范圍內有地下水分布，冬季水位埋深-2.8m，雨季地下水位還將抬高。含水層為粉土及粉細砂和中砂，透水性較強，富水性較弱。地下水水質類型為HCO3'-MgHCO3'-Mg-（K+Na）-Ca型水，對砼和砼中的鋼筋無腐蝕性，對鋼結構有弱腐蝕性。

場區地下水類型為孔隙潛水層滯水，主要含水層為素填土層、粉質黏土層和粉質黏土層。

2 降水方案選擇

深井井點降水是在深基坑的周圍埋置深于基底的井管，使地下水通過設置在井管內的潛水泵將地下水抽出，使地下水位低于坑底。本井點具有排水量大，降水深（>18m），不受吸程限制，滲水面積大，排水效果好；井距大，對土層的干擾小；可用于各種情況，不受土層限制；成孔（打井）用人工或機械均可，較易于解決；井點制作、降水設備及操作工藝、維護均較簡單，施工速度快；如水管采用鋼管、塑料管，可以整根拔出重復使用；單位降水費用較輕型井點低（80～120元/m）等優點；但一次性投資大，成孔質量要求嚴格。

輕型井點系在基坑外圍埋設井點管深入含水層內，井點管的上端通過連接彎管與集水總管連接，集水總管再與真空泵和離心水泵相連，啟動抽水設備，地下水便在真空泵吸力的作用下，經濾水管進入井點管和集水總管，排出空氣后，由離心水泵的排水管排出，使地下水位降低到基坑底以下，使基坑保持干燥狀態，可以改善工作條件，防止流砂發生，邊坡系數可增大，從而減少了土方開挖量。本法具有機具設備簡單，使用靈活，裝拆方便，降水效果好。可提高邊坡的穩定，防止流砂現象的發生，降水費用較低等優點。

因擬建工程周圍無大型建筑物，場地開闊，能夠滿足放坡開挖條件，同時此基槽施工時定在3、4、5、6月份（雨季為6、7、8月份），6月份施工故考慮采用大放坡，坡度系數按1：1，根據該地段的施工經驗首先在基槽外圍先設25口管井井點法降水，井深22m，直徑500mm，內置管徑80的潛水泵。后采用二級輕型井點降水，一級輕型井點布置在基坑外測約8.5m處，采用？準50鋼管作為濾管，管長5m，濾管間距1.5m，待水位降至-6m以下時，開挖第一層基槽土方，然后布置二級井點，間距1.5m，待水位降至基槽底以下時，開始開挖第二層基槽土方。并在四面槽邊1.5m處采用M5水泥砂漿砌0.3m高，0.24厚擋水墻，防止其他水源（如雨水）進入基槽。

管道安裝應先沿井點管線外側，鋪設集水總管，并用膠墊螺栓連接水箱水泵，各井點管用塑料透明管或膠皮管與總管連接好，再用10#鐵絲綁好，防止管路不嚴漏氣而降低整個管路的真空度。

3 流沙層深基坑降水量計算

（1）降水影響半徑：R=1.95S■

式中：R—降水影響半徑；

S——水位降低值10m；

K——土壤的滲透系數，1.5m/d；

H——含水層厚度，11m（粉土底標高為-14.1m，地下水位取3m）

經計算R=79.17m

（2）基坑等效半徑：Υ0=0.29（a+b）

式中：a——基坑長度140m；

b——基坑寬度45m。

經計算Υ0=53.65m

（3）基坑涌水量計算：根據水井理論，采用均質潛水非完整井涌水量計算公式：

Q=1.366×（2H-S）S/〔Lg（1+R/r0）〕

式中：Q——基坑日涌水量；

K—土壤滲透系數取1.5m/d；

H—潛水含水層厚度，根據地質勘探報告取11m；

S—基坑水位降深值10m；

R—降水影響半徑，計算值為79.14m；

r0—基坑等效半徑，計算值為53.65。

經計算，Q=630.5m3/d

每根井管最大進水量4.7m3/d，根據現場情況和類似基坑施工經驗，布置井點一級井點井距1.5m，周長約270m，井點數為180根；二級井點井距1.5m，周長約210m，井點數為140根；井點總數320根。

4 流沙層深基坑的支護方案

按照支護結構安全可靠、施工工期短、造價低，經濟合理、有利于土方工程開挖，土方施工工期短的原則設計本支護方案。

本基坑開挖深度最深處9.92m，屬較復雜基坑工程。目前常用的支護型式有土釘墻、樁錨結構及土釘墻與樁錨結構聯合支護，其中支護造價最低的支護型式土釘墻或設置加強措施的復合型土釘墻，其次是土釘墻與樁錨結構聯合支護，樁錨結構相對造價最高。但是，支護方案的選擇除了保證經濟外，還必須考慮其與實際工程的實用性。根據本場地的工程地質條件、基坑開挖深度及周邊情況，結合以往類似工程施工的成功經驗，本基坑根據放坡不同，采用復合土釘墻支護方案。

基坑西側開挖深度9.92m，采用1：0.4放坡，為A類基坑支護，實施支護到頂方案。

面層施工參數：土釘支護的面層作用主要是限制土釘之間土體的變形，將土體側向壓力有效地傳遞給土釘，并調整相鄰土釘的受力狀態。根據全長注漿土釘的受力分析及工程數據測試，土釘端部和面層受力較小，面層厚度不必太厚。面層網筋采用？準6.5鋼筋編網，雙向間距300×300mm，噴射砼厚度為80mm強度C20，土釘采用？準20鋼筋，并與加強橫向梁鋼筋與土釘端部相焊接，土釘長度9m至13m之間。

坡頂噴射1.0m反坡，網筋間距為400×400mm，綁扎第一層面層網筋預留反坡網筋長度，待第一層護坡坡面施工完成后，開始反坡施工。

坡頂設置地錨加固，與第一層橫壓筋相連接。在有水層面設置排水管以排出坡體內水，以保證坡體穩定性。

基坑南側、北側開挖深度9.92m，采用三級放坡加二緩步臺。為B類基坑支護，上部支護到-4.5m，采用1：1放坡，下部采用土釘支護，設三排土釘，主筋為？準20長度6～12m，上部-4.5m以上不做支護，降低造價，采用防水布覆蓋防止明水滲透影響邊坡穩定。

面層施工參數：土釘支護的面層作用主要是限制土釘之間土體的變形，將土體側向壓力有效地傳遞給土釘，并調整相鄰土釘的受力狀態。根據全長注漿土釘的受力分析及工程數據測試，土釘端部和面層受力較小，面層厚度不必太厚。面層網筋采用？準6.5鋼筋編網，雙向間距300×300mm，噴射砼厚度為80mm，強度C20，每層土釘采用？準20鋼筋做加強筋與土釘端部相焊接。

東側土方開挖采用1：3放坡，大放坡開挖能滿足要求，不做防護處理。

5 方案結論

通過對深基坑降水方案的選擇及支護方式的確定，有效縮短工期，解決降水的難題，改善了工作條件，防止了流砂發生，減少了土方開挖量，降低了降水費用。

【參考文獻】

[1]安康.深井井點在深基坑降水的應用[J].科技信息，2009（03）.

[責任編輯：曹明明]