沿海灘涂基坑井點降水淺析

中鐵十八局集團第六工程有限公司 天津 300222

1 工程概況

中國鐵建（寧波）山語城工程原始地貌單元屬海積平原及海灣灘涂，現場地勢平坦。基坑最大開挖長度173 m，最大開挖寬度153 m，開挖深度4.6 m，電梯井開挖深度7.9 m，地面標高為-1.2 m。根椐地質報告結合前期施工經驗判斷地下水位標高約為-2.0 m。

2 工程地質及水文地質條件

場地原始地貌單元屬海積平原及海灣灘涂，沉積了很厚的第四系沉積物。在深度45 m范圍內，地基土按成因及年代可分為人工填土層（人工堆積層Qml）、第Ⅰ陸相層（Q43al）、第Ⅰ海相層（Q42m）、第Ⅱ陸相層（Q41h+Q41al）、第Ⅲ陸相層（Q3eal）、第Ⅱ海相層（Q3dmc）、第Ⅳ陸相層（Q3cal）[1-3]。

本場地埋深約1m淺范圍內為填土層，呈松散狀態，在場區表層普遍分布，厚度0.4～2.5 m不等，綜合評價該段地基均勻性較差。埋深1～ 13 m為第Ⅰ陸相層和第Ⅰ海相層，工程地質性質尚可。場地地下水主要賦存和運移于中砂、含泥中砂及粉質黏土的孔隙及各風化基巖的裂隙中，地下水類型有上層滯水、潛水及承壓水。

3 降水目的與止水帷幕設置

本工程開挖地層為④1粉質黏土、④2粉土、⑥1粉質黏土、⑥2粉土。涉及地下水為潛水含水層，滲流系數很小，對基底不會產生突涌危險，但本地區降水量大，地表水位高，為預防地下室沉降不均勻，方便基坑開挖及結構施工，需降低土體內天然含水率，所以降水井的主要目的為疏干作用。工程南北側靠近街道，基坑開挖深度近5 m，加上地下室面積大，施工周期長[4,5]。從現場地下室平面位置來看，靠馬路側需考慮降水對市政馬路的影響。經多方案討論比較，結合當地設計院建議，決定該邊采用工法樁止水帷幕，以避免降水對馬路的破壞。另三邊采用2排φ700 mm兩軸水泥攪拌樁（水泥摻量15%），搭接200 mm，寬度1 200 mm，作為止水帷幕進行隔水，其樁長10 m，樁頂標高-1.5 m，樁底標高-11.5 m。

4 降水方案設計及施工

1）基坑開挖降水分析。由于本基坑開挖較淺，下層承壓水對基底不會產生安全影響，所以無須降低承壓水，也不需要進行地下水滲流計算。而疏干降水相對來說比較簡單，不存在明顯的滲流補給。開挖前應提前15～20 d進行降水，開挖過程中盡量保護降水井，即可確保土體疏干效果。

2）影響半徑。因基坑開挖較淺，結合當地降水經驗以及查閱《工程基坑降水水文地質手冊》，在雜填土以及粉質黏土中單井的影響半徑R＜10 m，降水設計取影響半徑R=10 m。

3）降水井深度。根據資料，為形成有效的降水漏斗，疏干井設計深度一般為基底以下4～8 m。由于上部基坑位于地層④1粉質黏土，滲透系數較小，所以按4 m取值。即降水井深10 m，外側周邊按間距20 m布置管井，內側按間距25 m布置管井，可滿足施工要求。

4）井位測定。外側周邊按間距20 m布置管井，內側間距按25 m布置管井，井深10 m，管井間開挖寬1 m、深4.5 m（保證明溝開挖不擾動地基土）縱橫明溝，中間局部采用降水井排水。井位按平面布置圖并結合建筑物基礎圖施測，并可適當調整。內井根據現場情況在底板混凝土澆筑前留設幾個，保證基坑中間水位在地表-1.0 m標高。外井持續抽水以減少土體含水率對邊坡的側應力，基槽工作面范圍內作明排水，保證基底干作業。工程共布置外井5個，內井15個，觀測井3個，降水平面布置如圖1所示。

圖1 基坑降水平面示意

在基坑內沿周邊按圖1形式設置排水明溝，每50 m設φ1 m、深1.5 m集水井1個，內砌厚240 mm磚墻。

5）埋設護筒。采用電動振動錘施工，現場測量定位，及時糾正坐標及垂直度。

6）鉆孔機定位。鉆孔機平移就位，垂直度采用鉛垂線校正，正確調整導向架，多次下放鉆頭，直至鉆頭與鋼護筒中心完全吻合。

7）井孔鉆進。首先在鋼護筒內注滿泥漿，采用低速鉆進，同時嚴格控制孔位偏差，孔深鉆進達到3.6 m以后，加快鉆進速度，并根據設計提供的地質柱狀圖，鉆至設計深度。清孔時應及時淘盡孔內泥砂，控制泥漿相對密度＜1.05。

8）管井的安裝。管材運至現場后及時安放，嚴防坍孔發生，首節采用剛性較好的有孔管放在井底，管的連接采用軟質管材，按圓周均勻施放3根并采用鉛絲固定，在井口中央設置導向架，利用導向架將井管安放至地面0.15 m以上。井管安裝完后，沿井管外周間隙人工回填經篩選的由粗砂和細碎石組成的過濾材料并搗實，操作時應小心仔細，防止振動安放的井管。

9）清理管井。采用15#工字鋼固定井管，嚴防井管在清理過程中上浮。開始清井時，先攪動井內泥漿，然后開啟抽水泵抽水，根據清理效果可采用注入清水等措施，不斷進行調整，直到符合施工規范要求。

10）降水施工。根據設計圖布置管井和排水系統后，做好防臺風、暴雨等應急預案，開始降水施工，指定專職人員在現場監控排水情況，根據地表監控變形，調節降水速度和數量。降水前，先測量每口井起始水位，做好原始記錄。下泵降水后，抽出的水通過過濾池沉淀后排入城市污水管網。由于現場部署的過濾池一般設在基槽周邊，故現場布置4臺水箱，通過循環導水，將水排出。

5 降水監測及效果

5.1 監測方案

一般每天上、下午各測1次，當變形超過有關標準或場地條件變化較大時，增加觀測次數；當大雨、暴雨或基坑荷載條件改變時增加觀測次數。在基坑周圍和鄰近公路的位置布設水位觀測點，在開始降水前做好監測點起始值記錄；在水位降至槽底-2.0 m時方可進行基坑開挖。如發現周圍地面或道路路面出現沉降裂縫，應及時將觀測井改為回灌井，必要時停止降水，采取措施后再進行施工[6]。

5.2 降水實施效果

通過對降水前后地下水位變化和靠近基坑周邊建筑物墻體穩定安全狀況的觀察分析，發現周邊建筑物均無變形，穩定狀況良好；南側鄰近的柏油馬路無明顯開裂、沉降。同時觀察到基坑周邊地表沒有開裂現象，其微小裂痕屬正常變化，可知基坑是安全穩定的，表明止水帷幕和管井降水在該工程基坑開挖中的使用效果良好。

6 結語

沿海灘涂基坑降水要跟支護和開挖方案同時設計，監控量測要及時跟上，變形觀測與水位監測同步進行，天氣預報要時時關注，防臺風、防暴雨等措施和預案要科學合理，如此工程施工降水才能順利完成[7,8]。