基坑降水技术在建筑工程施工中的应用分析

李 涛

（山西工程职业学院，山西 太原 030011）

建筑工程基坑降水施工的有效进行有利于改善现场施工条件，为工程后续工作的开展打好基础。而建筑基坑降水具有复杂性，需要遵循因地制宜的原则，根据实际条件进行计算和分析，确定基坑降水的参数，制定一套完善的基坑降水方案，并以科学的施工技术将基坑降水工作落实到位，诸如计算、设计、施工等环节的工作方法均要合理，为此，下文就相关内容进行探讨。

1 工程概况

某建筑工程项目位于某东西两道路交叉口东南处，建筑地下1 层、地上10 层，总高度为42.8m，建设规模10 113m2。建筑设计合理，使用年限为50 年，抗震设防烈度为7 度，耐火等级为一级，采用钢筋混凝土框架结构，屋面防水等级为Ⅰ级，防水层耐用年限为25 年。

2 地质、水文条件分析

拟建场地的地貌属冲击平原地带，最大相对高差0.1m，场地平整性良好。按自上而下顺序，场地岩土层分别为粉质黏土、粉土、含砂浆粉土、含砂浆粉质黏土等。地下水以潜水为主，大气降水和地下水径流侧向补给是地下水的主要补给形式，水位深度稳定在1.9～2.2m，受季节降水量的控制，水位变化幅度约为1m。

3 基坑降水关键参数计算

3.1 基坑涌水量计算

基坑远离边界，布设位置如图1 所示。在本建筑工程中，基坑属均质含水层潜水完整井基坑。

图1 基坑位置

基坑涌水量计算方法：

式中：Q 为基坑涌水量，m3/d；k 为渗透系数，取1.50；H 为潜水含水层厚度，取18.00m；S 为基坑水位降深，取8.12m；R 为降水影响半径，取108.94m；r0为基坑等效半径，取18.27m。

经计算，得：Q=550.40m3/d。

3.2 降水井数量计算

按如下方法计算，确定降水井的适宜数量：

式中：n 为降水井数量；q 为单井允许最大进水量，m3/d；rs 为过滤器半径，取200.00mm；l为过滤器进水部分长度，取1.30m；k 为含水层渗透系数，取1.50m；其他符号在上述已经作出说明，故此处不再赘述。

经计算，得：n=6 个。

3.3 水位降深计算

按如下方法计算，确定水位降深：

式中：R 为降水影响半径，取84.39m；R0为基坑等效半径与降水井影响半径之和，取102.66m；r1，r2……rn为各井距基坑中心或各井中心处的距离；其他符号在上述已经作出说明，故此处不再赘述。

经计算，得：水位降深yo=9.34m。

4 基坑降水总体方案

以基坑内最大坑深为降水设计目标，采取适应于基坑地质条件和水文条件的降水方法，保证降水配套设施顺利建设和降水的有效进行。地基局部存在软弱层时，为保证地基的稳定性，在地基处理时增加开挖深度，因此，要考虑此特殊性，确保水头降低深度在降水设计中得到有效控制，同时留有余地。根据工程进度安排可知，留给基坑降水的时间相对较少，存在工期紧、任务重等特点，需要以较快的速度保质保量疏干基坑内的地下水。此外，由于基坑降水活动持续进行，周边土体的应力状态发生改变，地下水由静置转变为稳定运行状态，水位下降迫使土体自重应力增加。在基坑降水设计中，要充分考虑前述罗列的各项特殊条件，秉承安全、高效、经济、环保的基本原则，提出轻型井点与管井降水的综合基坑降水方案，要求管井有足够深度，同时基坑内部的输干井点数量要充足，以借助丰富的疏干井点快速促进土体中地下水的疏干。经过各类降水设施的设置后，一次全面降水。

5 基坑降水施工技术应用

5.1 施工工艺流程

基坑降水的施工工艺流程如图2 所示。

图2 基坑降水施工工艺流程图

5.2 设备和材料配置

为轻型井点降水配置排水量为25m3/h 的2BL-6 型的JSJ60 射流泵，共4 台；井点立管采用长度为7.9m、直径38mm 的钢管，底段1.2m 的滤管；配套直径38mm 的橡皮管，作为连接管使用；集水管由多个节段共同组成，单个节段均为长度4m 的100mm 钢管，立管按照1.2～1.6m 的间距依次布设到位。

5.3 井点管安装

冲孔时，冲孔用水可能向四周飞溅，为避免此现象，在基坑开挖坡顶线外50m 的部位开挖深度约为1.0m 的沟槽。以水冲法埋设井点管，具体方式是用高压水冲刷土体，期间冲管配合，将土层冲成圆孔，进而埋设井点管。成孔直径为300～350mm，冲击期间适度摇动冲水管。管壁与井点管间流出适量空隙，井点管安装后，向该部位填充砂石，使空隙具有密实性。井点管要埋设至淤泥质粉质黏土上部，确保布设到位的井点管可切断外围水，避免水向基坑内持续流动。在井点管外侧50cm 位置布设总管，首先开挖沟槽，整理槽底并清理杂物，将提前准备好的管段逐根有序放入，形成完整的管道，随后在端头法兰穿螺栓，垫橡胶密封圈，拧紧法兰螺栓，保证细节部位的严密性。井点管埋设到位后，将其与抽水设备和总管连接，各连接部位必须严密、稳定。试抽水，根据试验结果检验井点管是否存在漏气、淤塞等问题，若有要随即采取疏通或其他处理措施，确保各井点管均可有效使用。此外，组织冲洗井点管试验，操作方式是向井点管底部插入Φ15～30mm 的胶管，持续注水清洗，直至流出的水为清水为止。

5.4 管路安装

井点总管铺设完成后，先用吸水胶管将其与总管连接，然后用8 号铁丝绑扎，以保证连接部位的稳定性，最后连接至抽水设备。管道连接结束后，接通电源试抽水，判断管道是否存在漏气、淤塞等问题，同时，重点检查管道连接部位的接头是否有漏气现象，若有异常随即检修。试抽水期间，压力表读数达到0.15～0.20MPa、真空度超过93.3kPa，同时管道各部位均无异常时，表明管路安装质量良好，可投入使用。

5.5 井点降水

井点降水遵循连续性原则，抽水作业持续进行。首先试抽水，若与降水相关的各类设施均无异常，进入正式抽水阶段。抽水期间，每日观测3 次水位，结果显示水位被控制在设计深度以内，同时具有稳定性后，将观测频率调整为每日1 次，所有的观测数据均要记录，用于反映降水过程中水位的下降趋势，为降水控制提供参考。降水时，由专员定期检查抽水设备及配套管路，若有故障随即进行处理；同时，定期安排抽水设备的维护保养，防微杜渐，确保抽水设备始终保持正常运行状态，为井点降水作业提供可靠的硬件支持。除现场水位观测外，井点降水过程中周边建筑物的沉降观测也尤为关键。根据观测结果判断建筑物是否由于井点降水而出现大幅度沉降或水平位移现象，若有需随即采取防护措施，并评估当前井点降水方法的可行性，加以优化，按照优化后的井点降水方法进行施工。

6 基坑降水的检查与控制措施

6.1 周边地面沉降的控制措施

基坑施工存在扰动性，可能导致周边地面发生沉降，如何有效控制基坑周边地面的沉降至关重要。在基坑工程中，地下管道的分布缺乏均匀性，在此条件下若以回灌法进行施工，易产生漏斗状的降雨曲线，其突出问题在于破坏周边环境，因此，出现周边建筑物沉陷、倾斜等问题，同时，基坑自身的稳定性也难以得到保障。针对这一问题，需要建立回流体系，其运行机理是灌水井向基坑底部土层注水，从而产生水幕，在此条件下缩小降雨面积，在一定程度上放慢地下水的流失速度，实现对地下水的有效控制，减小地下水引起的不良影响。回注点的设置是回流体系建设中的重点内容，施工人员需要注重以下几点：

（1）有针对性地增设回注水箱和闸阀。若抽水点的水均流至主管后仍有多余的水，可见该部分水经由沟渠流出，基于此特点，在配置回灌点的滤管时，通常按照长度略大于抽水点滤管长度的方式进行。对于井壁与井筒间的空隙，以填充的方法加以处理，材料采用粗砂，经过填充后保证空隙得到严密的填充，使井筒维持稳定。

（2）注水时存在沉淀现象，而产生的沉淀物具有难溶解的特性，受此影响，随着注水时间的延长，注水管线中的积累物将逐步增加，从而引起管道堵塞，降水效率逐步降低。为清理管道，注水时适度加压，借助压力作用推动沉淀物从管道排出。

6.2 降水速度的控制措施

基坑降水时，要合理控制井口之间的距离，否则排水速率偏低影响排水效果。建筑所在部位的地层为厚度较大、渗水性差的黏土地层，可用套管钻进的方法充填。准备适量粗砂，用此类材料建设砂桩，以维持底水流动的顺畅性。抽水期间加强现场观察，如判断井口是否堵塞、管线表面是否有潮气等，针对检查中发现的异常情况及时进行成因分析、应对措施的制定及落实。若死井数量超过10%，用高压水清洗，保证降水作业的正常进行，避免由于死井数量过多而导致降水异常。

6.3 降水效果检查与控制

对建筑地下室基坑进行井点降水后，可减少含水量、维持基坑的干燥度、提高基坑的承载性能，保证工程后续施工活动顺利进行和建成后的稳定使用。为保证降水的有效性，在降水过程中要加强检查，如检查边坡支护结构，要求位移速度不大于2mm/d；检查地面沉降，以不超过0.5m 为宜。同时地下室各层均要保持干燥状态，若地下室的部分区域颇为潮湿，需要分析原因，妥善处理，使该部位恢复干燥状态。

6.4 基坑降水井运行阶段的检查与控制

除了降水井建设阶段的检查与控制外，降水井使用期间的检查与控制也尤为重要。根据检查结果判断降水井的使用效果，针对发现的问题采取应对措施，保证降水的有效性，减小降水对周边环境产生的不良影响。因此，需要由专员在降水井运行阶段进行全方位监控，如监控泵机的运行状态，若监控结果显示该装置运行过程中存在水位异常现象，说明泵机存在故障，应由专员维修，必要时进行换新。抽水泵运行阶段，水位观察周期为24h，此阶段的观察时间以7d 为宜，必要时视实际观察结果适当延长观察时间，观察过程中获取到的各项信息均要完整记录，利用观察信息如实反映抽水泵的运行状态。降水时，若因水位降低而导致周边环境受到影响，要立即暂停施工，根据地下水的实际情况采取隔绝措施，避免因降水而产生不良影响。对于排水系统，其在基坑降水全过程中均要保持畅通，否则，将导致降水时水的流动缺乏顺畅性，不利于高效降水，为此，需要定期检查排水系统，适时疏通，防止堵塞。

7 结语

综上所述，经过本文关于工程实例的分析，提出基坑降水施工技术的应用策略，诸如施工准备、井点管安装、管路安装及检查、井点降水等均是基坑降水施工中的重点内容，各项工作需要由专员落实到位。同时，施工期间和降水期间必须加强检查，判断是否存在周边环境因基坑降水而受到干扰、管路堵塞、抽水泵异常运行等问题，若有则尽快处理，保证基坑降水的安全性和有效性。作为施工单位，在后续的基坑降水施工中除了遵循基本的流程和方法外，还要结合现场地质、水文等条件灵活优化作业方法，并加强对各环节施工质量的管控，以提高基坑降水技术的应用水平。