大型深基坑分區(qū)封閉降排水施工技術(shù)

周俊 丁虹 李游 張學(xué)平

摘要：由于城市不同地區(qū)的基坑深度和地質(zhì)條件不同，導(dǎo)致其在施工過(guò)程時(shí)所使用的方法也不盡相同，因而在進(jìn)行降排水施工時(shí)，應(yīng)根據(jù)工程設(shè)計(jì)和基坑深度進(jìn)行合理分類(lèi)，并通過(guò)使用管井井點(diǎn)降水和明溝降水等方法對(duì)大型深基坑進(jìn)行排水施工。本文主要從基坑分區(qū)封閉降排水的概念、深基坑的承壓水、全封閉的分區(qū)降水模式和大型深基坑分區(qū)封閉降排水施工的方法這四個(gè)方面進(jìn)行具體論述。

關(guān)鍵詞：深基坑分區(qū) 排水施工 基坑圍護(hù)

在筆者看來(lái)，評(píng)價(jià)一個(gè)工程成敗的主要因素就是看其能否順利完成基坑降排水。基坑降排水的方法有多種，傳統(tǒng)基坑降水的方法對(duì)于地下水的浪費(fèi)很大，而且常常會(huì)造成地面塌陷的不良結(jié)果，為了節(jié)約水資源的使用和基坑周邊建筑物的安全，常常對(duì)深基坑采用分區(qū)封閉的降排水方法，在基坑外圍止水，并阻止或者減少基坑地下水和基坑側(cè)壁水流入基坑，這不僅會(huì)節(jié)省水資源的使用，也將節(jié)省成本的使用。言而總之，在進(jìn)行降排水施工過(guò)程時(shí)，要綜合多方面條件，選擇合理且節(jié)約的降排水方式。

一、深基坑分區(qū)封閉降排水的概念

顧名思義，基坑分區(qū)封閉降水就是指根據(jù)不同的地質(zhì)條件對(duì)深基坑的不同位置進(jìn)行分類(lèi)，然后在基坑圍護(hù)過(guò)程中在基坑側(cè)壁以及基坑底部增加止水帷幕（其深度可以根據(jù)地下水的水位來(lái)判斷），阻斷地下水和基坑側(cè)壁水的流入，促使降排水過(guò)程中的抽水量減少，進(jìn)而保留了大部分地下水，降低了對(duì)周邊環(huán)境的影響。在基坑分區(qū)封閉降排水時(shí)，首先應(yīng)該確定注漿孔位和樁位的位置，通過(guò)確定過(guò)的位置打入鋼筋或者短棍，然后樁機(jī)對(duì)其所在地點(diǎn)進(jìn)行鉆孔處理，并制作鋼筋籠，灌注混凝土，使其形成支撐灌注樁，進(jìn)而使注漿孔成孔，最后向注漿孔內(nèi)灌注漿液，形成注水帷幕。在基坑記性分區(qū)封閉降排水時(shí)，可以利用三液注漿形成側(cè)壁止水帷幕，這樣不僅增加了樁體的強(qiáng)度，也提高了樁背的土層結(jié)構(gòu)。進(jìn)而促使基坑降排水施工過(guò)程更加安全可靠。

二、防范深基坑承壓水噴涌的方法

（1）探查建址的承壓水水質(zhì)

承壓水即是在兩個(gè)隔水層的含水層中的地下水，隨著基坑深度的加大，假若不加以防護(hù)，可能會(huì)發(fā)生地下承壓水噴涌現(xiàn)象的出現(xiàn)，這就可能對(duì)周邊居民的生命財(cái)產(chǎn)造成一定的傷害。在施工之前應(yīng)該詳細(xì)研究建址位置的水質(zhì)。在目前的降排水施工中常出現(xiàn)有效應(yīng)力喪失的模式，這都是由于坑內(nèi)外深度相差過(guò)多的緣故，因此在進(jìn)行承壓水水質(zhì)的調(diào)查時(shí)可以運(yùn)用靜力進(jìn)行觸探的方法，也可以在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行降排水的實(shí)驗(yàn)?zāi)M，依此來(lái)探查建址處的水質(zhì)情況，徹底防范噴涌現(xiàn)象的發(fā)生

（2）圍護(hù)結(jié)構(gòu)與降排水一體化

在降水時(shí)，插入將水層的止水帷幕可以使圍護(hù)內(nèi)外產(chǎn)生水頭差，圍護(hù)結(jié)構(gòu)與降水一體化就是利用這一現(xiàn)象來(lái)完成的。將地面的沉降控制在一定范圍內(nèi)，并慢慢調(diào)整圍護(hù)插入深度和井點(diǎn)深度，據(jù)此計(jì)算出坑外水頭的降落深度，進(jìn)而計(jì)算因降水所引起的地層下降深度，直到其結(jié)果在沉降允許值范圍之內(nèi)。具調(diào)查顯示，當(dāng)水層在一個(gè)指定的井點(diǎn)濾管深度時(shí)，假若想要達(dá)到這個(gè)深度，坑外水頭的深度并不是固定的，而是在一個(gè)范圍之內(nèi)，超過(guò)范圍值，則性?xún)r(jià)比相應(yīng)下降。

三、封閉的分區(qū)降水模式

封閉的深基坑分區(qū)降水模式即是將基坑分區(qū)后，采用基坑側(cè)壁止水帷幕加基坑底封底的方法，利用此方法不僅能有效阻截低下水的流入，也能有效防護(hù)承壓水噴涌現(xiàn)象的出現(xiàn)，同時(shí)也能夠利用抽取可允許范圍內(nèi)的地下水進(jìn)行有效利用，將其運(yùn)用到高壓擺噴墻和深層攪拌樁等方面。封閉分區(qū)降排水模式主要分為兩方面，第一種為全封閉降排水，即是止水樁完全插入到止水層之中；第二種為非全封閉降排水，即是止水樁未插入到止水層。在不透水層埋置不深時(shí)，常將止水樁埋在基坑底部的隔水層之中，這樣就形成了全封閉降排水的深基坑，這時(shí)只需要抽取在坑底之下一定深度的地下水。

四、大型深基坑分區(qū)封閉降排水施工的方法

（1）建立封閉基坑降水量公式

在使用分區(qū)封閉的方式進(jìn)行降水時(shí)，應(yīng)將封閉深度和基坑內(nèi)的水質(zhì)質(zhì)量作為首要考慮元素，并根據(jù)這兩個(gè)元素選取相應(yīng)的公式進(jìn)行計(jì)算。封閉基坑的降水計(jì)算只需要將其當(dāng)作靜態(tài)水進(jìn)行計(jì)算，不需要按照常規(guī)涌水量的計(jì)算方法。封閉基坑的降水量應(yīng)結(jié)合土體的質(zhì)量，但是假若采用止水樁進(jìn)行降水量的計(jì)算時(shí)，并不需要結(jié)合土體質(zhì)量，這是因?yàn)榉謪^(qū)封閉降排水不需要將止水帷幕內(nèi)的水分全部抽干，它僅僅需要抽取在基層之上一定深度的靜態(tài)水，據(jù)常規(guī)計(jì)算，只需要將水位降低到坑底以下0.6-1m之間，因?yàn)楸唤档偷乃粫?huì)形成弧度曲線(xiàn)，所以在進(jìn)行分區(qū)封閉降排水時(shí)需要考慮基坑的平面面積、降水坡度、降水半徑和基坑內(nèi)的土體給水度等基本公式。假若基層地下水到井管的末端有不同的土質(zhì)結(jié)構(gòu)層，那么在計(jì)算時(shí)就需要考慮每一層土體結(jié)構(gòu)所要下降的水位，最后將其疊加就是分區(qū)封閉時(shí)產(chǎn)生的降水量。

（2）基坑內(nèi)外降排水

基坑內(nèi)施工用水、雨水和基坑壁上可能出現(xiàn)大量滲漏現(xiàn)象，所以在人工基底完成后要及時(shí)對(duì)混凝土澆筑墊層進(jìn)行封閉，進(jìn)而減少坑底的暴露時(shí)間。在底板施工完成時(shí)，將底板混凝土澆筑到圍護(hù)樁邊緣地帶，使其形成傳力帶，并在其表面設(shè)置臨時(shí)集水井。深井應(yīng)在澆筑基礎(chǔ)底板混凝土之前進(jìn)行拆除，這是因?yàn)楹?jiǎn)易井管為非結(jié)構(gòu)抗浮。

總結(jié)

綜上所述，本文從多種角度描述了深基坑分區(qū)封閉降排水技術(shù)，也說(shuō)明了封閉基坑降排水時(shí)，承壓水的危害及防護(hù)方法。在筆者看來(lái)假若想要在基坑降排水中，真正的取得成功，就必須考慮建址的土質(zhì)和水質(zhì)特點(diǎn)等多方面因素，并通過(guò)這些因素制定合理且有效的基坑降排水方案，這樣不僅能控制工程的完成時(shí)間，也能保護(hù)施工人員的安全問(wèn)題，進(jìn)而確保其工程能夠順利完成。深基坑的封閉降排水不僅節(jié)約了資源，也減少了施工成本，因其環(huán)保效益，值得去推崇此方法的使用。

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（作者單位：1光大環(huán)保技術(shù)裝備（常州）有限公司；2光大環(huán)保技術(shù)研究院（南京）有限公司）