大面積深基坑封閉降水施工技術

邱桂坪 閆星青

（中國核工業二四建設有限公司）

大面積深基坑封閉降水施工技術

邱桂坪 閆星青

（中國核工業二四建設有限公司）

城市建筑降水因占地面積和基坑深度，周圍地下水文條件等不同，采取的方式也多種多樣。本文介紹了一種大面積深基坑封閉降水井封堵施工技術，闡述了在周邊采用止水帷幕，將基坑四周封閉，再進行管井降水的工藝應用。通過上述施工技術的應用，工程施工效果良好。

大面積深基坑；封閉圍護；降水；封堵

隨著城市建設建筑的不斷發展，高層、超高層等結構形式如雨后春筍應運而生，而這些建筑往往以群體方式共用一個基坑，這無疑對地下水的處理，尤其是地下水豐富地區的地下施工，帶來很大的麻煩。本工程就是這種典型的代表，施工時先對基坑周邊做圍護，形成一個封閉式的基坑，再采用管井降水的方式，取得了很好的效果。

1 工程概況

本工程是江蘇海安一個保障房住宅小區項目，總計13棟建筑高層建筑。

工程基坑占地面積為3.5萬m2，基坑周長750m，±0.0標高相當于國家85高程5.00m，本標段自然地面標高為4.4～4.80m（絕對標高）；基坑開挖深度在5.8m左右。

2 地質條件

根據地質勘察報告：地下水為潛水，水位較高，地下室基礎承臺、電梯井、車庫處于第三層粉砂土，地下室處于地下水位以下，因此在地下室及上部結構施工過程中，必須綜合考慮采用降排水的施工技術措施，確保地下室施工安全和抗浮要求。

根據工程地質勘察報告，工程施工地塊土層分布為五層：

第1層為雜填土，稍密；第2層為灰黃色粉土，中密；第3層為青灰色粉砂土，中密；第4層為青灰色粉砂土，密實；第5層為黃褐色粘土，可硬塑。

第2層土的水平滲透系數為6×10-4cm/s，第3、4層土的水平滲透系數為5×10-3cm/s，垂直滲透系數為2×10-3cm/s，土層的滲透系數較大；第5層土滲透系數較小，為隔水層；基坑圍護止水樁長13.5m，樁底至第5層土頂間距約為3～4m。

3 基坑封閉圍護

由于本工程地下室開挖深度大于5m，屬于深基坑工程，且加上基坑面積過大，建設單位請專業設計單位進行了地下室基坑圍護工程的專項設計，采用水泥攪拌樁做止水帷幕，將基坑四周封閉起來。

具體為：

基坑東、西兩側為φ600雙排門架式鋼筋混凝土灌注樁，內側樁@1000，外側樁@3000；兩排樁之間設置雙軸φ700@500的水泥攪拌樁，作為基坑止水帷幕；灌注樁頂設置鋼筋混凝土壓頂梁和鋼筋混凝土壓板。

基坑南側采用6～8排雙軸φ700@500的水泥攪拌樁重力式擋土墻圍護，內外排樁內設置6～9m@1000的MG48×3.0鋼管；中間樁頂設φ14@1000L=1200的錨固鋼筋，樁頂澆筑鋼筋混凝土壓板。

基坑北側采用1排雙軸φ700@500的水泥攪拌樁止水、二級放坡的形式；坡面為50厚鋼絲網混凝土護坡。

4 降水方案選定

根據工程周邊實際情況和本地區的施工經驗，在基坑中間按后澆帶的位置均勻設置深井井點降水，基坑外設置一定數量的回灌深井，確保基坑周邊道路、管線、建筑物的安全。

對于雨水及明水，采取沿基坑四周設置排水溝和集水井，通過排水管道，將地表明水排至坑外，防止地面雨水進入基坑，確保基坑施工期間無積水。

4.1 管井設計參數

管徑：400mm；

間距：20～25m；

深度：16.0m（自然地坪）；

井數量：50；

坑內最邊側降水井距離基坑圍護樁的距離為10～15m。

4.2 深井降水方案計算

在計算中，為了簡化計算把布井輪廓概化為一個干擾群，即“大井”，流量就可以按裘布依公式進行計算，地下水向基坑流動時，把基坑折算成一種具有引用半徑的虛構井進行計算：

為了計算方便，本工程的基坑計算總面積為35000m2，虛構并引用半徑為r0=0.29（a+b）=0.29×750/2=108m。

用大井法計算群井涌水量，以上計算引用半徑為r，利用經驗數值降水曲線坡度取0.10，井中水泵頂端設置深度為：

式中：H——水泵設置深度；

H1——基坑深度；

h——降水后水面距基坑底的深度（m），一般取0.5，此處取0.7；

I——降水區內的水力坡度；

r0——為基坑等效半徑（m）。

既要求井內水面下降達到該高度，考慮沙土在降水過程中會在井底沉淀要求水泵底距井底2.0m，在加上水泵自長1m，井深為16.1m（按16.0m計）。

按照潛水無壓完整井的計算公式：

式中：K——土層水平滲透系數為4.32m/d；

H——潛水層含水深度按16m計；

S——水位降深按7.0m計；

R——降水影響半徑R=2S×（KH）1/2=2×7×（4.32×16）1/2= 116.0m；

Q——基坑涌水量。

采用中等流量的潛水泵，按照4m3/h出水量進行計算基坑內需設置40口深井；根據基坑尺寸及考慮部分電梯井坑部位降水深度更深等實際情況，現場設置深井50口。

為防止坑外水位降低，基坑外設置14口回灌深井，確保基坑周邊道路、管線、建筑物的安全。

5 施工方法

5.1 鉆井施工

根據現場管井布置圖，將無砂水泥管運至現場，在深井點人工開挖鉆井口，直徑φ700，深1m左右，至老土層；開挖蓄水池、排水溝和沉淀池；蓄水池的存水量約40m3。

搭設三角架，安裝成井鉆頭，連接高壓水管和水泵，開動水泵，采用正循環成孔法，通過高壓水頭沖擊土層形成泥漿由排水溝流至沉淀池，表面水再流置蓄水池，循環利用。

當成孔深度超過兩節井管時，放入無砂水泥管，兩節管的接頭處用60目尼龍布包裹兩層，用鐵絲綁扎牢固，底管下端封閉；然后高壓沖槍頭在井管外側繼續沖水成孔，每沖深1m就接一節井管，重復該工作直至井管深度達到設計深度；最上一節井管應高出自然地面500左右。

成孔達到設計深度后，遮蓋井口，關閉高壓水泵，拔出水槍，在井管周邊填入粗砂。待管井內泥漿水完全沉淀后放入潛水泵，接好排水管和電源，進行降水。為防水井內水泵被沉淀的砂土掩埋，潛水泵必須用尼龍繩吊在井中，水泵離井底距離約2m。

5.2 技術要求

根據現場的布井設置情況，工程技術要求有如下幾項：

（1）下入的水泥無砂管管壁周圍過濾層填充足夠的濾料；

（2）當發現單井的涌水量較大時，考慮采用排水量較大的潛水泵，以有效的降低地下水位；

（3）基坑內深井位置間距為距離坑邊10～15m，坑中深井中心間距為20～25m。局部深基坑處根據實際情況采用輕型井點配合深井降水；

（4）深井抽水期間，必須有專人值班，負責巡回檢查用電線路、抽水情況和出水量；對井內的水位必須定時觀察和測量，并做好井內的水位測量記錄。

5.3 明排水施工

在基坑圍護梁板外側周邊設排水溝300×300，溝底縱向坡度一般不小于3%。集水井沿基坑周邊設置，集水井底應比排水溝底低500，抽出的水最后排至市政管網。

6 深井封堵要求

地下室按后澆帶劃分區域，每一區域的土方開挖結束后按最短的布線距離將深井排水管重新布設到位，且不得影響基礎墊層混凝土、防水層、底板鋼筋、和底板混凝土的施工。

應逐個對深井進行封堵；在封堵其中一個時，該井周邊的深井應連續降水，確保封堵井內的水位不會升高；封堵井內的積水必須全部抽干，然后用粗砂或瓜子片填實至管口下2～3m處，直接澆筑抗滲混凝土，混凝土必須振搗密實；在井管內混凝土完全硬化后，才可對周邊的管井進行停泵封堵。

因后澆帶封堵逐段進行，故深井封堵同樣分段分區域進行，但必須堅持先中間后四周的原則。

7 降水注意事項

（1）基坑周圍深井應對稱、同時抽水，使水位差控制在要求限度內。

（2）靠近建筑物的深井，要加強水位觀察，當水位差過大時，應采取相應措施，以免造成建筑物的不均勻沉降。

（3）施工過程中應隨時注意天氣預報。

（4）土方開挖期間，在地面每個井的位置設置醒目標記，防止破壞堵塞形成廢井。

（5）土方開挖期間嚴禁應施工困難而多個大面積停泵；必須逐個停止進行拆管調整；確保基坑降水效果，不影響土方的順利施工。

[1]王海超，朱擁國，王運平，喬愛龍.工程降水施工技術.中國水運（下半月），2013（8）.

[2]胡煥榮，鄧林，姚建兵，楊斌.大面積環狀基坑降水設計與施工技術.建筑技術，2013（1）.

[3]雷振華.深基坑工程降水技術淺析.隧道建設，2006，26（4）.

TU753

A

1673-0038（2015）37-0135-02

2015-8-25