淺談建筑施工中基坑降水技術

蔡敬儉

（徐州漢源建設集團有限公司 江蘇徐州 221600）

作為建筑工程的重要組成部分，基坑是建筑主體結構穩定性和可靠性的重要保障。在開挖基坑的過程中，如果沒有及時排除基坑內的地表水和地下水，那么就會使基坑施工環境逐漸惡化，降低地基承載力，甚至可能會誘發基坑土壁坍塌問題。因此，為了確保基坑施工的質量，需要做好相應的降水施工工作。

1 “明溝+集水井”降水技術及其應用要點

“明溝+集水井”降水技術，包括集水明排和集水井這兩種排水方式，分別安置在基坑內部適合的位置，之后通過抽水機設備將基坑中的地下水或地表水排放到所開挖的基坑外部（一般設置有專門的排水溝，以便確保基坑內部所排出的水可以順利排出），借此來降低開挖基坑內部含水量，確保后續基坑施工等施工工作的有序開展，具體施工結構圖如圖1所示。該種基坑降水具有降水效果好，操作便捷等優勢，但是該種降水技術不適合于深度比較大的基坑。

圖1 “明溝+集水井”降水結構示意圖

為了確保該種降水技術的順利應用，必須科學、合理地布置集水井和排水溝，具體布置要點如下：①在布置集水井和排水溝時，適宜將其設置在建筑結構基礎邊凈距0.4m以外位置處；②所設置排水溝邊緣位置處和邊坡坡腳之間的距離不可小于0.3m；③每隔30～40m間距或在開挖基坑的四個角的位置處，要科學地設置集水井；④相較于挖土面，所開挖排水溝底面要適當地低0.3～0.4m；相較于排水溝底面，集水井底面要適當地低0.5m及以上。在確定排水溝和集水井截面時，需要結合排水量進行確定，具體可以參照《建筑基坑支護技術規程》中的計算公式和要求進行計算；選擇抽水設備時，結合基坑開挖的深度以及排水量大小情況進行合理確定。如果所開挖建筑基坑側壁發生了分層滲水問題，那么按照不同高程科學設置導水溝和導水管；在無法設置分層明排系統或具有比較大的坑壁滲水量的條件下，要科學地設置導水降水方法；在設置基坑明排系統期間，如果發現地表水嚴重沖刷基坑側壁，那么可以采用基坑外應用導流、封堵和截水等手段保證所應用“明溝+集水井”降水技術應用的質量。

2 井點降水技術及應用要點

2.1 井點降水技術簡介

井點降水技術是通過科學、合理地設置井點管裝置進行排水，可以避免基坑出現涌水問題、管涌和流砂等病害，有助于減少基坑橫向荷載，穩定基坑開挖邊坡，具體如圖2所示。

根據實際施工條件的差異性，可以將井點降水技術中的井點類型及適用范圍劃分成單級/多級輕型井點、點滲井點、引滲井點、噴射井點、深井井點和管井井點等。不同井點類降水技術存在一些差異，具體需要結合實際施工情況進行靈活選擇。

圖2 井點降水技術應用作用示意圖

2.2 井點降水技術中常見類型的應用要點

根據管井井點降水技術類型的不同，可以將其劃分成管井井點、輕型井點等形式，具體技術應用要點如下：

（1）管井井點降水技術。主要包括抽水機、吸水管以及濾水井管三個部分所構成。在確定管井埋設距離與深度的過程中，綜合考慮滲透系數、深度以及降水面積等進行確定，一般管井的最大埋置深度可以達到10m，間距適宜控制在10～50m，開挖基坑邊緣和管井之間的距離結合實際鉆孔工藝的差異性合理確定（鉆孔法成孔工藝，相應的距離不可小于3m；沖擊鉆成孔工藝，相應距離不可小于1.5m）。該種降水技術具有很強的經濟性和實用性，設備結構簡單，維護也非常便捷，主要適用于滲透系數為20～200m/d，降水深度處于3～5m條件下的基坑排水。如果基坑需要比較大的降水深度，適宜應用深井井點，適用于10～250m/d滲透系數，降水深度大于15m的施工條件下，就是所謂的“深井泵法”。在施工準備工作完畢后，結合管井井點降水技術的類型和施工工藝流程，依次開展井點定位放線、泥漿池開挖、鉆機就位、護筒設置、砸井、鉆孔清掃與換漿、井管吊放、濾料填充和洗井等操作。

（2）輕型井點降水技術。該種類型的井點降水是將井點管沿著基坑四周的蓄水層內進行埋置，之后使用抽水設備和井點管持續抽出地下水，確保將該位置處的地下水逐漸降低到開挖基坑底部以下。該種井點降水技術主要適用于滲透系數控制在0.1～50m/d的土層中，具體的施工全貌圖如圖3所示。根據降水深度的不同，可以將其劃分成單級井點（深度范圍為3～6m）和多級井點（深度范圍為6～12m）。

圖3 輕型井點降水全貌圖

輕型井點降水技術關鍵設備主要是由抽水設備（水分離器、離心泵和真空泵）和管路系統（彎聯管、井點管、濾管和總管等）所構成，相應的平面布置要點體現在如下幾點：①單排布置，主要適用于基坑降水深度不大于5m，基坑寬度小于6m條件下，且要在地下水上游一側位置處布置井點管，且兩端延伸長度不適宜比坑槽寬度小；②雙排布置，主要適用于基坑寬度大于6m條件；③U型或環型布置，主要適用于比較大基坑面積，結合施工機械進出的便捷性進行確定。如果采用U型布置方式，那么對于不封閉段的井點管布置適宜擱置在地下水的下游一側。

此外，輕型井點降水深度一般不大于6m，具體結合相關計算標準和規范進行確定。比如，在一級井點不滿足降水深度要求時，可以適當地設置二級井點；濾管適宜設置在透水層中，且井點管埋置深度需要適當地高出地面0.2～0.3m。在輕型井點管埋置的過程中，可以靈活地應用鉆孔法（沖擊鉆、正/反循環鉆等）、振動水沖法和水沖法（沖孔、埋管）。從安置順序角度來講，主要控制為：一般先進行排放總管安裝，之后依次進行井點管埋設，并借助彎聯管接通總管和井點管，最后再進行抽水設備安裝，從而保證輕型井點埋設的整體質量。在安裝完輕型井點管道后，及時開展抽水試驗，如果發現存在漏水、漏氣等問題，就要及時加以處理。比如，發現所設置的濾管被泥沙堵塞，造成“死井”問題，那么就需要拔出重新沉沒或用高壓水按照逐根順序進行反向沖洗。抽水試驗檢測合格后，借助粘土對孔進行填塞，避免出現地表水下滲和漏氣問題，保持在不堵塞的情況下進行連續抽水。

（3）噴射井點降水技術。主要是將特定的噴射器設置于井點管內，之后借助空氣壓縮機和高壓水泵向噴射器內部輸入壓縮空氣或高壓水，以便可以借助所形成的的水汽射流來排出地下水，相應的降水深度可以達到 8～20m。

（4）電滲井點降水技術。主要是以井點管作負極，將在其中打入的鋼筋作為正極，之后在通入直流電之后，可以使基坑中的土顆粒逐步由負極位置處向正極方向移動，而基坑中的水移動方向則正好相反，由負極方向進行集中排出。該種降水技術一般不單獨使用，常常需要和輕型井點降水技術或噴射井點降水技術結合起使用。

3 小結

基坑開挖是建筑施工的重要組成部分，其非常容易因為基坑內部存在地下水而使基坑施工環境逐漸惡化，降低地基承載力，甚至可能會誘發基坑土壁坍塌問題。而基坑降水技術眾多，包括“明溝+集水井”降水技術和井管降水技術等等，具體需要結合實際的基坑施工需求，科學制定施工方案，充分利用基坑降水技術保證后續基坑施工工作有序開展，防范安全事故的出現。