基坑降水技術在建筑工程施工中的應用分析

李 濤

（山西工程職業學院，山西 太原 030011）

建筑工程基坑降水施工的有效進行有利于改善現場施工條件，為工程后續工作的開展打好基礎。而建筑基坑降水具有復雜性，需要遵循因地制宜的原則，根據實際條件進行計算和分析，確定基坑降水的參數，制定一套完善的基坑降水方案，并以科學的施工技術將基坑降水工作落實到位，諸如計算、設計、施工等環節的工作方法均要合理，為此，下文就相關內容進行探討。

1 工程概況

某建筑工程項目位于某東西兩道路交叉口東南處，建筑地下1 層、地上10 層，總高度為42.8m，建設規模10 113m2。建筑設計合理，使用年限為50 年，抗震設防烈度為7 度，耐火等級為一級，采用鋼筋混凝土框架結構，屋面防水等級為Ⅰ級，防水層耐用年限為25 年。

2 地質、水文條件分析

擬建場地的地貌屬沖擊平原地帶，最大相對高差0.1m，場地平整性良好。按自上而下順序，場地巖土層分別為粉質黏土、粉土、含砂漿粉土、含砂漿粉質黏土等。地下水以潛水為主，大氣降水和地下水徑流側向補給是地下水的主要補給形式，水位深度穩定在1.9～2.2m，受季節降水量的控制，水位變化幅度約為1m。

3 基坑降水關鍵參數計算

3.1 基坑涌水量計算

基坑遠離邊界，布設位置如圖1 所示。在本建筑工程中，基坑屬均質含水層潛水完整井基坑。

圖1 基坑位置

基坑涌水量計算方法：

式中：Q 為基坑涌水量，m3/d；k 為滲透系數，取1.50；H 為潛水含水層厚度，取18.00m；S 為基坑水位降深，取8.12m；R 為降水影響半徑，取108.94m；r0為基坑等效半徑，取18.27m。

經計算，得：Q=550.40m3/d。

3.2 降水井數量計算

按如下方法計算，確定降水井的適宜數量：

式中：n 為降水井數量；q 為單井允許最大進水量，m3/d；rs 為過濾器半徑，取200.00mm；l為過濾器進水部分長度，取1.30m；k 為含水層滲透系數，取1.50m；其他符號在上述已經作出說明，故此處不再贅述。

經計算，得：n=6 個。

3.3 水位降深計算

按如下方法計算，確定水位降深：

式中：R 為降水影響半徑，取84.39m；R0為基坑等效半徑與降水井影響半徑之和，取102.66m；r1，r2……rn為各井距基坑中心或各井中心處的距離；其他符號在上述已經作出說明，故此處不再贅述。

經計算，得：水位降深yo=9.34m。

4 基坑降水總體方案

以基坑內最大坑深為降水設計目標，采取適應于基坑地質條件和水文條件的降水方法，保證降水配套設施順利建設和降水的有效進行。地基局部存在軟弱層時，為保證地基的穩定性，在地基處理時增加開挖深度，因此，要考慮此特殊性，確保水頭降低深度在降水設計中得到有效控制，同時留有余地。根據工程進度安排可知，留給基坑降水的時間相對較少，存在工期緊、任務重等特點，需要以較快的速度保質保量疏干基坑內的地下水。此外，由于基坑降水活動持續進行，周邊土體的應力狀態發生改變，地下水由靜置轉變為穩定運行狀態，水位下降迫使土體自重應力增加。在基坑降水設計中，要充分考慮前述羅列的各項特殊條件，秉承安全、高效、經濟、環保的基本原則，提出輕型井點與管井降水的綜合基坑降水方案，要求管井有足夠深度，同時基坑內部的輸干井點數量要充足，以借助豐富的疏干井點快速促進土體中地下水的疏干。經過各類降水設施的設置后，一次全面降水。

5 基坑降水施工技術應用

5.1 施工工藝流程

基坑降水的施工工藝流程如圖2 所示。

圖2 基坑降水施工工藝流程圖

5.2 設備和材料配置

為輕型井點降水配置排水量為25m3/h 的2BL-6 型的JSJ60 射流泵，共4 臺；井點立管采用長度為7.9m、直徑38mm 的鋼管，底段1.2m 的濾管；配套直徑38mm 的橡皮管，作為連接管使用；集水管由多個節段共同組成，單個節段均為長度4m 的100mm 鋼管，立管按照1.2～1.6m 的間距依次布設到位。

5.3 井點管安裝

沖孔時，沖孔用水可能向四周飛濺，為避免此現象，在基坑開挖坡頂線外50m 的部位開挖深度約為1.0m 的溝槽。以水沖法埋設井點管，具體方式是用高壓水沖刷土體，期間沖管配合，將土層沖成圓孔，進而埋設井點管。成孔直徑為300～350mm，沖擊期間適度搖動沖水管。管壁與井點管間流出適量空隙，井點管安裝后，向該部位填充砂石，使空隙具有密實性。井點管要埋設至淤泥質粉質黏土上部，確保布設到位的井點管可切斷外圍水，避免水向基坑內持續流動。在井點管外側50cm 位置布設總管，首先開挖溝槽，整理槽底并清理雜物，將提前準備好的管段逐根有序放入，形成完整的管道，隨后在端頭法蘭穿螺栓，墊橡膠密封圈，擰緊法蘭螺栓，保證細節部位的嚴密性。井點管埋設到位后，將其與抽水設備和總管連接，各連接部位必須嚴密、穩定。試抽水，根據試驗結果檢驗井點管是否存在漏氣、淤塞等問題，若有要隨即采取疏通或其他處理措施，確保各井點管均可有效使用。此外，組織沖洗井點管試驗，操作方式是向井點管底部插入Φ15～30mm 的膠管，持續注水清洗，直至流出的水為清水為止。

5.4 管路安裝

井點總管鋪設完成后，先用吸水膠管將其與總管連接，然后用8 號鐵絲綁扎，以保證連接部位的穩定性，最后連接至抽水設備。管道連接結束后，接通電源試抽水，判斷管道是否存在漏氣、淤塞等問題，同時，重點檢查管道連接部位的接頭是否有漏氣現象，若有異常隨即檢修。試抽水期間，壓力表讀數達到0.15～0.20MPa、真空度超過93.3kPa，同時管道各部位均無異常時，表明管路安裝質量良好，可投入使用。

5.5 井點降水

井點降水遵循連續性原則，抽水作業持續進行。首先試抽水，若與降水相關的各類設施均無異常，進入正式抽水階段。抽水期間，每日觀測3 次水位，結果顯示水位被控制在設計深度以內，同時具有穩定性后，將觀測頻率調整為每日1 次，所有的觀測數據均要記錄，用于反映降水過程中水位的下降趨勢，為降水控制提供參考。降水時，由專員定期檢查抽水設備及配套管路，若有故障隨即進行處理；同時，定期安排抽水設備的維護保養，防微杜漸，確保抽水設備始終保持正常運行狀態，為井點降水作業提供可靠的硬件支持。除現場水位觀測外，井點降水過程中周邊建筑物的沉降觀測也尤為關鍵。根據觀測結果判斷建筑物是否由于井點降水而出現大幅度沉降或水平位移現象，若有需隨即采取防護措施，并評估當前井點降水方法的可行性，加以優化，按照優化后的井點降水方法進行施工。

6 基坑降水的檢查與控制措施

6.1 周邊地面沉降的控制措施

基坑施工存在擾動性，可能導致周邊地面發生沉降，如何有效控制基坑周邊地面的沉降至關重要。在基坑工程中，地下管道的分布缺乏均勻性，在此條件下若以回灌法進行施工，易產生漏斗狀的降雨曲線，其突出問題在于破壞周邊環境，因此，出現周邊建筑物沉陷、傾斜等問題，同時，基坑自身的穩定性也難以得到保障。針對這一問題，需要建立回流體系，其運行機理是灌水井向基坑底部土層注水，從而產生水幕，在此條件下縮小降雨面積，在一定程度上放慢地下水的流失速度，實現對地下水的有效控制，減小地下水引起的不良影響?；刈Ⅻc的設置是回流體系建設中的重點內容，施工人員需要注重以下幾點：

（1）有針對性地增設回注水箱和閘閥。若抽水點的水均流至主管后仍有多余的水，可見該部分水經由溝渠流出，基于此特點，在配置回灌點的濾管時，通常按照長度略大于抽水點濾管長度的方式進行。對于井壁與井筒間的空隙，以填充的方法加以處理，材料采用粗砂，經過填充后保證空隙得到嚴密的填充，使井筒維持穩定。

（2）注水時存在沉淀現象，而產生的沉淀物具有難溶解的特性，受此影響，隨著注水時間的延長，注水管線中的積累物將逐步增加，從而引起管道堵塞，降水效率逐步降低。為清理管道，注水時適度加壓，借助壓力作用推動沉淀物從管道排出。

6.2 降水速度的控制措施

基坑降水時，要合理控制井口之間的距離，否則排水速率偏低影響排水效果。建筑所在部位的地層為厚度較大、滲水性差的黏土地層，可用套管鉆進的方法充填。準備適量粗砂，用此類材料建設砂樁，以維持底水流動的順暢性。抽水期間加強現場觀察，如判斷井口是否堵塞、管線表面是否有潮氣等，針對檢查中發現的異常情況及時進行成因分析、應對措施的制定及落實。若死井數量超過10%，用高壓水清洗，保證降水作業的正常進行，避免由于死井數量過多而導致降水異常。

6.3 降水效果檢查與控制

對建筑地下室基坑進行井點降水后，可減少含水量、維持基坑的干燥度、提高基坑的承載性能，保證工程后續施工活動順利進行和建成后的穩定使用。為保證降水的有效性，在降水過程中要加強檢查，如檢查邊坡支護結構，要求位移速度不大于2mm/d；檢查地面沉降，以不超過0.5m 為宜。同時地下室各層均要保持干燥狀態，若地下室的部分區域頗為潮濕，需要分析原因，妥善處理，使該部位恢復干燥狀態。

6.4 基坑降水井運行階段的檢查與控制

除了降水井建設階段的檢查與控制外，降水井使用期間的檢查與控制也尤為重要。根據檢查結果判斷降水井的使用效果，針對發現的問題采取應對措施，保證降水的有效性，減小降水對周邊環境產生的不良影響。因此，需要由專員在降水井運行階段進行全方位監控，如監控泵機的運行狀態，若監控結果顯示該裝置運行過程中存在水位異?，F象，說明泵機存在故障，應由專員維修，必要時進行換新。抽水泵運行階段，水位觀察周期為24h，此階段的觀察時間以7d 為宜，必要時視實際觀察結果適當延長觀察時間，觀察過程中獲取到的各項信息均要完整記錄，利用觀察信息如實反映抽水泵的運行狀態。降水時，若因水位降低而導致周邊環境受到影響，要立即暫停施工，根據地下水的實際情況采取隔絕措施，避免因降水而產生不良影響。對于排水系統，其在基坑降水全過程中均要保持暢通，否則，將導致降水時水的流動缺乏順暢性，不利于高效降水，為此，需要定期檢查排水系統，適時疏通，防止堵塞。

7 結語

綜上所述，經過本文關于工程實例的分析，提出基坑降水施工技術的應用策略，諸如施工準備、井點管安裝、管路安裝及檢查、井點降水等均是基坑降水施工中的重點內容，各項工作需要由專員落實到位。同時，施工期間和降水期間必須加強檢查，判斷是否存在周邊環境因基坑降水而受到干擾、管路堵塞、抽水泵異常運行等問題，若有則盡快處理，保證基坑降水的安全性和有效性。作為施工單位，在后續的基坑降水施工中除了遵循基本的流程和方法外，還要結合現場地質、水文等條件靈活優化作業方法，并加強對各環節施工質量的管控，以提高基坑降水技術的應用水平。