楊振岐

（山東東昊工程監(jiān)理有限公司， 山東 東營 257091）

基坑施工封閉降水技術在東銀大廈工程中的應用

楊振岐

（山東東昊工程監(jiān)理有限公司， 山東 東營 257091）

基坑施工封閉降水技術是國家推廣應用的10項新技術內容之一，指采用基坑側壁止水帷幕+基坑底封底的截水措施，阻截基坑側壁及基坑底面的地下水流入基坑，同時采用降水措施抽取或引滲基坑開挖范圍內地下水的基坑降水方法。以東營市東銀大廈工程為例進行分析總結，從而探討基坑施工封閉降水技術在工程中的具體應用。

基坑施工；封閉降水技術

本工程場地內地形平坦，屬黃河沖積平原地貌單元，場區(qū)附近無不良地質作用，場地穩(wěn)定，場地地下水屬第四系孔隙潛水，以大氣降水補給及地下水側向補給為主，該工程基坑開挖上部為雜填土，下部分別為較厚的粉土和粉質黏土層，這種情況如果采用傳統(tǒng)的降水設計在降水疏干的過程中極容易造成基坑外水源補給，從而造成周邊建筑物和管線的不均勻沉降；而造成安全隱患。另基坑下分布弱承壓水，深基坑部分不滿足抗突涌要求。針對本工程復雜的地質環(huán)境特點以及基坑開挖面下各土層的特點，優(yōu)化施工降水方案，合理設計降水井的深度及布置范圍，做到真正的“按需減壓”降水，在抽取疏干井的過程中盡量不觸動承壓水，從而有效地控制抽水量，抑制基坑周邊建筑物的沉降同時起到抗突涌的作用。

1 工程概況

主體結構：地下 1 層為地下車庫及人防工程，地上為 21層現澆混凝土框架剪力墻結構，總建筑面積為 35 915 m2?；右?guī)模：該工程基礎南北長 92.0 m，東西寬 84.0 m，基坑周長 352 m，基坑開挖面積 7 728 m2。

基坑挖深：根據周邊地形及基礎埋深，基坑開挖深度6.8 m～7.9 m。

環(huán)境概況：本工程位于東營市東城中心位置，地下水屬第四系孔隙潛水，靜止水位埋設深度為自然地坪下 1.30 m～1.40 m，相應標高為 3.09 m～3.2 m。地下水位的年變幅約 1.00 m。

基坑施工難點：基坑深、大、復雜，施工空間狹小、施工難度大，在施工過程中，受降雨、地下管網、工程地質、土方開挖、周邊建筑及施工動載等不確定因素的影響，存在一定的風險，所以，基坑開挖變形控制要可靠，支護體系整體性要強。同時，由于地下水豐富，止水體系安全可靠性要高。

2 本工程降水特點

該擬建工程地下室基礎底板埋深約 7.8 m～8.9 m，按設計0.00 相對于絕對高程 5.15 m 標高計算，與目前場地地面標高相差約 0.40 m，基坑大面積開挖深度 7.40 m～8.50 m。擬建場地周圍環(huán)境條件為：基坑北側距實驗中學用地紅線 5.40 m，基坑東側距用地紅線 5.20 m，距道路邊 15 m，基坑南側距府前大街用地紅線 6.00 m，距道路邊 16 m，基坑西側距 5 層計生辦公樓基礎邊 5.00 m，該樓基礎埋深 1.50 m。

基坑開挖影響深度范圍內主要為人工填土、粉質土、粉質黏土等，土質松軟，且因場內地下水位較高，基坑底部存在滲透性涌水，需四周采取邊坡支護和止水帷幕設置，結合基坑內管井有效降低地下水?？紤]本次施工電梯井底基礎最深，土方開挖深度為－8.90 m 左右，為滿足開挖要求，基坑中心水位應比坑底低 1.0 m，才對基坑開挖及底板施工有利。

3 止水帷幕及邊坡支護

擬建建筑四周環(huán)境復雜，為確保基坑開挖及降水期間對周邊環(huán)境無明顯影響，確保周邊環(huán)境和基坑施工安全，結合本基坑開挖深度和場地土質條件及周邊環(huán)境，采用φ900@1300 雙排懸臂式鉆孔灌注樁支護，支護樁長度17.1 m，外側采用 φ650@450 三軸單排深層水泥土攪拌樁，水泥摻量 10%。

4 確定基坑內降水管井數量及布置

4.1 降水井數量的確定

根據地勘報告有關數據和工程情況，水位降低值：S=9.0 m (8.9－0.9+1.0)，含水層厚度取 H=12.5 m，滲透系數根據地質勘察報告 4.2 E-0.4，?。簁=0.36 m/d。

式中：t 為時間，自抽水時間算起計劃抽水到滿足土方開挖時間(d)，取 15 d；

k 為土的滲透系數(m/d)，按地質報告 4.2E-0.4，取0.36 m/d；

Hw為含水層厚度(m)，取 12.5 m；

M 為土的給水坡度，按粉質土取 0.15。

基坑涌水量計算如下。

(1)基坑穩(wěn)定滲流涌水量計算可用下列公式來進行。

式中：k 為土的滲透系數，取 0.36(m/d)；

M 為總含水層厚度(m)；取 12.5 m；

S 為地下水水位降低值(m)，取 9.0 m。

(2)基坑靜儲水量計算。取基坑土體給水度 m 取 0.15，故基坑總靜儲水量 V(m3)的計算可按下式進行

式中：含水層厚度 Hw=12.5 m；

基坑長度 a=92 m；

基坑寬度 b=84 m；

土的給水坡度 m=0.15。帶入公式，可得基坑靜儲水量為

則：Q2=v/t=14490/15=966 m3/d

(3)基坑總涌水量計算?；涌傆克?/p>

(4)基坑單井出水量計算。采用完整承壓井來計算單井出水量

式中：rw為水井半徑(m)，取管內半徑 0.15 m；

S 為水位降低值，取 9.0 m；

k 為滲透系數，取 0.36 m/d。

(5)基坑單井數量的確定?；泳c數量按下式計算：n(管井數量)=1.1xQ/q=1.x1312/44=33(個)，實際設置 31 個。

4.2 基坑井點布置

降水井沿基坑內邊 1.50 m 按間距 15 m 左右設置 24 個降水井，基坑中間按 25 m 左右設置 7 個，整個基坑內設置共31 個降水井，另外在基坑外圍分別設置 9 個觀察井和 17 個回灌井。

5 降水井成井施工

降水井成井施工按照 JGJ 94—2008 規(guī)范中規(guī)定和要求的成孔工藝。主要工序為：井位測設→成孔→下井管→填礫→洗井→抽水。成孔過程中應檢查控制成孔深度、直徑、垂直度，防止出現鉆孔的垮塌和縮頸，確保井管位置居中、垂直，接頭牢固。填礫時要求檢查控制砂礫粒徑，按要求對稱回填。填礫后應洗井至抽出清水，需定期觀測水位、水量，做好記錄。

6 降水設備及安全施工要求

(1)抽水設備采用每口井放置深井水泵一臺，將水位降深達到要求。

(2)各井點設置單獨用電開關箱，做到一機一閘一保護，以期達到安全用電和停泵與開泵的用電的要求。

(3)必要時，為確保降水井作業(yè)的連續(xù)性，施工現場應準備發(fā)電機，以備停電時使用。

(4)停止降水時間，依據設計單位的設計要求停止降水，并進行降水井封堵施工。

7 環(huán)境監(jiān)測與降水維護要求

(1)在降水施工期間，定期進行周邊環(huán)境監(jiān)測工作，及時取得監(jiān)測數據，認真分析降水施工對周邊環(huán)境產生的各種影響，及時反饋數據，指導降水施工，嚴禁超降地下水。

(2)開始降水前應統(tǒng)測 1 次自然水位，抽水開始后，在水位未達到設計降水深度以前，每天觀察 3 次水位。

(3)當水位已達到設計降水深度，且趨于穩(wěn)定時，可每天觀察 1 次，在受地表水體補給影響或在雨季時，觀察次數宜每天 2～3 次。

(4)根據水位、水量監(jiān)測記錄，查明降水過程中的不正常狀況及其產生的原因，及時采取調整補充措施，確保達到降水深度。

(5)降水期間應對抽水設備和運行狀況進行維護檢查，發(fā)現問題及時處理，使抽水設備始終處在正常運行狀態(tài)。

(6)抽水設備應進行定期保養(yǎng)，降水期間不得隨意停抽。在更換水泵時，應測量井深，掌握水泵安裝的合理深度，防止埋泵和掉泵。

(7)注意保護井口，防止雜物掉入井內，經常檢查排水管、溝，防止?jié)B漏 。

8 降水井的封堵

降水井封堵的前提條件是穩(wěn)定水位位于基坑底面以下，土建作業(yè)無突涌現象，滿足主體結構抗浮要求。

(1)在基礎混凝土墊層施工前加工制作防水鋼套管，鋼套管采用熱軋無縫鋼管制作，套管高度不小于混凝土底板與墊層厚度之和，在套管外側底板厚度中部用兩個半圓鋼環(huán)與鋼管焊接成止水翼環(huán)一道，焊縫要飽滿，不得有縫隙，套管內側距上口 80 mm 處采用同型號材料焊接止水內環(huán)，在施工基礎混凝土墊層時，將防水鋼套管預埋于混凝土墊層中，將降水泵穿過防水鋼套管進行降水。防水鋼套管制作及安裝如圖1 所示。

圖1 防水鋼套管制作及安裝

(2)當可以停止降水、進行降水井封堵時，取出降水泵，對降水井底部采用級配水泥、砂、石干料回填至距離基礎混凝土墊層部位 1.0 m 處，再用與基礎底板同標號的混凝土澆筑到底板頂面下 80 mm 處(鋼套管止水內環(huán)處)，加焊鋼板頂蓋板，最后用微膨脹混凝土填實澆平。

(3)降水井封堵順序根據現場實際情況，先從基坑周邊開始，采取隔一封一的順序和方法進行，逐步減少。

9 結 語

對坑內潛水含水層進行封閉疏干降水，以達到有效降低被開挖土體含水量的目的。采用降壓降水管井進行減壓降水，達到保證基坑安全及施工順利進行的目的：對坑內開挖深度以下的承壓水進行“按需減壓”降水，即始終保持承壓水位位于安全埋深以下。采取該項新技術是考慮到傳統(tǒng)降水方法疏干井較深，影響范圍較大，抽取潛水的同時也抽取大量的承壓水，抽水量大，對周邊環(huán)境造成明顯影響，嚴重情況下會造成基坑周邊建筑物、構筑物及設施出現明顯不均勻沉降甚至開裂。此項新技術應嚴格區(qū)分抽取潛水過程和承壓水減壓過程，以達到減少抽水量，減少對周邊環(huán)境影響的目的。

本工程采用深基坑封閉疏干降水技術進行施工，較好地保證了基礎施工安全和周邊環(huán)境安全，保證了基礎施工質量和施工工期，取得了較好效果，達到了預期管理目標，同時為以后的深基坑降水施工積累了一定的技術參數和實踐經驗。

通信地址：山東省東營市東城曹州路115號 山東東昊工程監(jiān)理有限公司。

TU712

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2015-08-07