基坑降水技術在建筑工程施工中的應用探析

阮春曉 （安徽省核工業勘查技術總院，安徽 蕪湖 241000）

0 前言

基坑降水技術主要指利用集水明排、井點降水等施工方法將施工區域的地下水引流至他處，以降低地下水位的施工方法。在高層建筑、地下工程施工中常見流砂、管涌、坑底失穩、坑壁坍塌等事故，對于地基、地下管網以及建筑物構成一定損壞，采用基坑降水技術降低地下水位，能夠為工程質量與安全提供保障。

1 工程概況

以某地下室工程為實例，該地下室共包含2層，負一層、負二層分別作商業用途與停車庫，建筑面積分別為9914㎡和11100㎡，其中地下二層共包含170個停車位，并且涵蓋消防通道、地面水箱等構造物。

在鉆探過程中，初步測得地下水位為1.4～3.4m，待終孔24h后測得地下水位埋深為0.8～3m、標高為0.41～2.53m，以此確定勘察期間的地下水位數值。該建筑工程施工場地的地下水為松散層孔隙水與風化基巖裂隙水，含水層集中在第3層粉砂層與第2層中粗砂層；基層多由泥質粉砂巖組成，節理與裂隙較發育，含水量較低；在含水層之上分布有覆土層，具有微透水性與隔水效果，地下水屬于承壓水，補給來源包含大氣降水、地下水循環等，主要依靠蒸發、地下遷流實現水體排泄，受季節性因素影響較大[1]。綜合來看，該場地的地下水用水量較為豐富，含水層上覆土層具有微透水性與隔水效果，地下水具備一定水頭壓力，基層含水量較為匱乏，結合施工區域的地質條件與工程建設情況，擬采用深井井點法開展基坑降水施工，該方法適用于井深深度超出15m，井內用抽水泵無法滿足需求，用水量較大的基坑環境，在施工過程中將抽水泵等設備放置在基坑外，可有效保障施工質量與效率。

2 基坑降水技術在建筑工程施工中的應用探討

2.1 深井布設方案設計

綜合基坑等效半徑、降水影響半徑、含水層厚度、基坑水位降深等參數，計算得出基坑涌水量為2415m3/d，基于基本間距原則將降水井的間距設為18～19m、井深為20m，依照梅花狀完成降水井的布設。由于該工程中地下室計劃修建7部電梯，因此共需設置7個降水井與52個井點，沿基坑附近設置排水溝或截水溝，將抽出或攔截的水直接排入市政排水系統管網中，避免地下水滲入基坑內形成積水，并且圍繞基坑四周設置16個水位觀測孔，便于實現對降水情況的實時觀測與有效調控[2]。

2.2 降水井結構與參數

選取φ375鋼管作為降水井內部構造的原材料，配合φ30梅花型外沖孔，經由試驗后發現單孔抽水量為47m3/d，選用φ400鋼籠設計井管，為深水井質量提供保障。其相關參數設計情況如下表所示。

2.3 深井降水施工工藝

2.3.1 施工工藝環節

在利用深井降水技術開展具體施工時，其工藝要點體現在以下幾方面。

①定位成孔：采用測量儀器定位控制點，依據降水方案設計圖紙確定具體井位，待鉆機就位后采用正循環鉆井工藝完成成孔處理，將成孔設為φ600mm、井位誤差控制在10cm以內，并且在鉆井過程中控制好鉆壓、轉速、泵量等技術參數，依據孔段差異分別選用自然造漿或人工造漿護壁，保障成孔垂直度誤差不超過1%。

②清孔與下管：在深井井管沉放前完成清孔作業，在鉆孔達到標高后提前進行清理，再進行提升，調整泥漿密度、清除污物，防止泥漿內部含有泥塊，并利用吊筒反復上下取出洗孔；在下管環節，需保障井管安放的垂直度，確保其過濾部分處于含水層適當范圍內，利用鐵絲、竹板進行固定，保障下管過程中始終處于垂直狀態。

③填礫環節:提前下放鉆桿，針對孔徑為600mm的降水井，將管徑設為273mm，使鉆桿與孔底距離保持在0.35～0.45mm之間，利用鉆桿內泵進行泥漿傳束，邊沖孔邊調節泥漿，使孔內泥漿沿濾水管外側孔壁、井管呈環狀間隙進行反漿，使孔內泥漿密度保持在1.04左右；待填砂高度到達孔口后停止填充，并且采用返水快投法進行管外填礫，封閉井口后從管內送入清水，待水流返回后即可迅速均勻撒入礫料，使其中的雜質、細礫沿循環槽排出。

④洗井環節:在下管填礫后利用清水及時洗井、濾除沉渣，保障孔口返漿達到17s，為消除降水對主樓圍護樁的影響，需在挖除第一層土前利用水泵直接抽水，待挖除第一層土后在距孔口1m處利用粘土進行密實填充，保障降水保持良好勢態[3]。

2.3.2 其他工藝要點

①采用真空泵進行真空抽水:為減少抽水對周邊維護的影響，待完成第一層土開挖后截除高出的井點管，清除井點管附近1m高左右的沙礫，并選用粘土進行封閉，每3口深井聯通1臺真空泵進行真空抽水；每隔2～3h抽水一次，直至抽干為止，倘若單次出水時間未達到30s，則需更改為每隔4h抽一次，并且及時利用黏土完成上部孔口的封閉處理，保障真空泵的運作效果。待觀察井安裝完成后，需每隔2h抽一次水，直至抽干、抽出清水為止，并且每間隔24h針對水位進行觀察，采用測繩測量、做好書面記錄。

②安全注意事項:在降水井施工過程中，嚴格依據操作規程與工程作業要求開展具體施工，保障在起落鉆具時下方不得站人，并且由專人負責完成用電設備的安裝，將自動控制箱放置在距地面1.2m以上位置，做好接地處理，并選取防水膠布完成電纜接頭的包扎。在挖孔樁作業環節需配備照明設施，在孔口、孔內分別懸掛電燈與照明燈，便于孔內人員作業與地面作業人員視察孔內施工情況。

2.4 相關技術措施與降水效果檢查

2.4.1 周邊地面沉降的補救措施

在基坑降水施工時常見周邊地面沉降問題，對此可采用回灌技術進行處理，在降水井點與建筑物間設置若干井點，在降水井點抽水過程中利用回灌井點向土層注入水，構成隔水帷幕，以此防范地下水流失問題，保持地下水位不變，有效規避地面沉降現象；還可以選取砂井作為回灌井，沿砂井方向設置一道砂溝，用于排放水、使其回灌至地下。

2.4.2 控制降水速度

選取建筑物臨邊位置適當增加井點間距，調節抽水量、減緩降水速度，同時針對出水含沙量、含土量進行嚴格控制，防范因地下沙土過度流失引發建筑物開裂等問題。針對黏土層厚度較大部位，考慮到黏土自身的透水性能較差，對此可采用水槍、套管打孔等方法填充井內利用粗砂，借助不同規格的砂樁促進底層水的有效貫通。在抽水過程中注重及時檢查井點管有無淤塞問題，判斷管表面潮濕度與流水情況，在死井數量＞10%的情況下需利用高壓水沖洗的工藝方法保障降水順利完成，最大限度削弱其對于降水效果的影響。

2.4.3 降水效果檢查

將深井井點降水技術應用于建筑工程施工中，主要用于保障地下室基坑的干燥度與承載能力。待完成基坑開挖處理后，針對邊坡支護進行檢測，確保位移速率不超過2mm/d，坡頂總位移不超過40mm，地面沉降數值小于50mm，并且保障地下室基坑的干燥度達標，在短時間內不會形成收斂問題，為工程安全性與地基穩定性創設有力保障，提升基坑降水施工整體效益。

3 結論

基坑降水技術的核心在于地下水處理與穩定邊坡，通過處理積水保障土質、防范土體移位問題，依靠穩定邊坡防止沙土流失，提升土體承載力。在具體施工過程中還應結合工程地質結構進行技術方法的科學選取，細化土壤成分分析與基坑涌水量計算，保障井點管布設的合理性，為工程質量與施工安全提供保障。