地下水丰富的深基坑多方式降水施工技术研究与应用

张 浩

（甘肃一安建设科技集团有限公司， 甘肃 兰州 730060）

如果工程项目所在地区的地质条件欠佳、地下水位浅，那么施工过程中的深基坑部分务必要提高安全性，其间需要重点考虑的因素包括施工工期、经济效益等，深基坑降水施工、支护等也是关键，尤其要实现深基坑一次开挖成型。地下水丰富的深基坑降水施工，可选择的施工方法与工艺比较多，例如止水、降水、排水等，后期土方开挖还有利于杜绝深基坑开挖可能导致的边坡失稳与滑塌等事故，简化基坑施工环节，降低边坡防护支撑工序的复杂程度，也有助于提高深基坑施工的安全性。为此，地下水丰富条件下的深基坑施工，不同方式的降水施工技术是建设阶段重点。

1 深基坑多方式降水施工技术

1.1 技术特征

采取拉森钢板桩，其作用集中体现在隔水与井点降水这一方面，将基坑外部地下水有效隔离，基坑内部地下水位和土体含水量也会因此降低，提高基坑开挖施工的效率。拉森钢板桩、基坑支护桩结构后，可搭建联合支护体系，对于基坑支护有非常良好的效果[1]。此联合支护体系多选择高压旋喷桩和水泥搅拌桩止水帷幕，再与工字钢支护搭配后，使拉森钢板桩在现场施工中的隔水作用更加显著，也具有止水帷幕效果，通过基坑支护桩、横梁之间的搭配，拉森钢板桩抗侧向土压力也会因此得到改善，缩短工期、节省施工成本。

1.2 技术原理

地下水丰富条件下的深基坑多方式降水施工技术，其中井点降水、拉森钢板桩、基坑支护桩是联合支护体系的组成部分，拉森钢板桩在止水、支护上具有良好效果，而基坑支护桩则具有抗剪性，可杜绝钢板桩在施工中产生的横向位移与钢板桩变形等问题，井点降水降低基坑附近范围内的水位，使基坑边坡土体侧压力减小，这在一定程度上是基坑结构更加稳定[2]。

1.3 施工技术流程

深基坑降水施工流程如下：①组织降水井与基坑支护桩施工。②在施工现场插打拉森钢板桩。③随即施工人员可安装支护桩横梁、固定钢板桩和横梁。④以基坑为中心，基坑附近展开井点降水处理，基坑内部则重点做好降水施工。⑤基坑第一次开挖，要开挖到上层4m位置，第二次开挖至6m处。⑥如果基坑内部有水应该及时抽净，随后使用混凝土封底。⑦开展基坑内部施工，最后拔钢板桩、回填夯实即可完成。

2 深基坑多方式降水施工要点

2.1 井点降水施工

井点降水施工遵循先降水后开挖的原则（如图1），开挖基坑之前的7d实施降水处理，当降水已经超过7d后开挖土方。基坑开挖期间始终控制降水速度，即降水速度应一直快于开挖速度，当地下水位已经达到基底下，便可实施后续的开挖作业。对于轻型井点降水处理，检查后总结出水规律，保证达到“先大后小，先浑后清”的效果[3]。如果发生异常也应该马上组织检查。抽水要保证连续性，严禁时停时抽，施工过程中井点管滤网不能堵塞，以免导致基坑边坡塌方。

图1 井点降水施工

2.2 基坑支护桩与插打拉森钢板桩施工

深基坑降水施工中的基坑支板桩，建议应用规格为φ1.2m的钻孔灌注桩，采取旋挖钻成孔的形式，桩身采用C25混凝土，搭配钢筋笼，控制桩之间的距离以8m为基准。基坑底面可当作分界线，要求基坑底上部距离为6m，下部为距离9m，有利于加强桩身稳定性。此外，支护桩施工和钻孔桩施工规范相同。

插打拉森钢板桩的施工（如图2），拉森钢板桩支护长度以12m为宜，基坑底上、下距离均为6m。拉森钢板桩插打作业需要运用到履带式振动打桩机，开始作业前了解附近地下管线布局、检查钢板情况，并且在现场放线，保证打入的精准度。插打时测量桩斜度，如果发现偏斜较大必须重新施工[4]。

图2 拉森钢板桩施工

2.3 固定钢板桩与横梁施工

深基坑施工现场的支护体系需要精准设置钢板桩、支护桩、横梁。开挖基坑之前放置工字钢横梁，其长度以12m为宜，放置的位置选择在支护桩、钢板桩中间，工字钢横梁的其中一端连接支护桩，另外一端连接钢板桩。工字钢主要有2层，在支护桩的侧面打孔，孔内插入2根规格为φ32mm的钢筋、20cm混凝土，其中混凝土外露部分为1Ocm，钢筋上方平放工字钢横梁，要想加强其稳定性，钢板桩、横梁、钢筋需要采用焊接的方式固定。在工字钢横梁的两侧打孔，连接方面宜采用钢板、螺栓，基坑附近支护桩全部连接，再搭配拉森钢板桩便可逐渐完整的支护体系，有助于提高深基坑降水施工稳定性。

3 深基坑多方式降水施工技术应用

3.1 降水施工准备工作

深基坑项目施工之前一般会展开地质勘察，得到地质勘察报告，通过报告内容掌握施工现场地基土条件与埋藏情况。准备阶段最重要的是后期深基坑降水施工需要用到的原材料与机械设备等，提前准备好水泥加固料与水，通常深基坑降水施工采用的水泥为普通硅酸盐水泥，检查水泥种类、型号、规格等，检查是否与国家规定一致，而且材料提供商必须出具质量合格证，水泥加固料不能出现受潮、变质等质量问题。准备施工所需要的水，重点保证水源干净、酸碱度符合标准，pH值在5-10之间即可[5]。施工原材料配合比的设置，水灰比取值在1.0-1.5之间。优化水泥土性能，例如防沉淀性和强度等，建议在水泥中掺加适量的石膏、氯化钙等，有利于改善水泥性能。土样在正式使用前需进行试验，若是试验开始前土样发生变化，建议更换成天然含水量。按照试验结果明确喷浆量，水灰比作为水泥浆制备参考依据，在现场打点试桩，最后试桩结果判断加固料喷浆量是否达标，搅拌桩搅拌机在运行中的提升速度、喷入压力、搅拌轴回转速度、停浆面等，均需要在此环节加以确定。结合深基坑降水施工现场环境，还应该做好临时排水与截水设施的施工作业，施工范围外选定废泥浆池开挖地点，并且确定施工孔位和泥浆池之间排浆沟的位置，最后施工放样需要运用木桩，确定桩位再以白石灰作出标志即可。

3.2 科学选择多方式降水施工工艺

在地下水比较丰富的地质条件下，深基坑降水施工可采用多种方式，首先要在现场进行钻机定位。将旋喷桩机移动到指定位置，钻头与孔位的中心点一致，钻机整平处理后稳定放置，钻杆垂直度的偏差小于1%，最大不能超过1.5%。然后可以开始制备水泥浆，当桩机开始移动，根据试验结果配合比展开水泥浆拌制。应用旋喷注浆管实施钻孔，钻孔与插管可同步进行。喷浆管提升与搅拌施工，当喷浆管下沉至设定深度即结束钻进，但旋转仍继续，高压泥浆泵的压力提升到施工设计值，即20MPa-40MPa之间，此时保证坐底喷浆时间达到30s，喷浆和旋转共同进行，根据设计与试桩环节得出的提升速度，可针对性的提升钻杆。如果旋喷管已经提升到桩顶位置，那么从桩顶下的1.0m处可以开始缓慢提升旋喷，待几秒后逐渐向上提升，提升高度以0.5m为宜，一直到桩顶停浆面结束。如果在施工过程中发现砾石层，考虑到桩径的规范性，建议采用重复喷浆与搅拌的施工方法。一直持续到喷浆管到达停浆面，此时可将高压泥浆泵关闭，再中断水泥浆输送，旋喷浆管在旋转作用下提升出地面，最后钻机关闭即可结束。

浆液罐内部输入清水进行冲洗，将高压泵开启使管路内的泥土、杂物等全部清除。随后移动桩机进行后面深基坑桩的施工。喷射注浆施工已经结束，因为浆液具有析水作用，所以难免会产生收缩现象，导致固结体的顶端有凹穴，此时需要调配水泥浆进行补灌，水泥浆的水灰比为1.0。

当止水帷幕、地基处理高压旋喷桩已经进入到初凝阶段，可以进行后面的深基坑开挖施工，直至达到标高144.0的位置，此时可预留出0.5，切换人工开挖模式，保证桩基稳定性。控制开挖边坡的坡率，通常设定为1:1，要想使基坑底部干燥且没有任何水，在周围设置集水井，一直到基础底标高下的4m，通过水泵抽水排放到基坑以外。如果淤泥厚度超过了0.5m，施工人员可采用人工开挖的方式清除，以免干扰地基稳定性，出现扰动现象，开挖需要在下一工序准备结束后展开，人工开挖，再使用吊篮清理，最后将清除的淤泥运输到施工现场以外。已经完成开挖施工之后，根据规范要求检测地基处理桩基，确定符合标准再结合要求展开联合验收，验收的对象是桩基、基坑这一类隐蔽工程，必须要在验收合格之后进行后面工序的施工。

4 结束语

综上所述，地下水资源比较丰富的情况下，会增加深基坑施工难度。尤其是深基坑降水施工，为了保证开挖深基坑质量与稳定性，必须要结合地下水资源情况制定降水施工方案，采取多方式施工技术，达到预期降水施工效果。如此一来，不仅可以保证理想的深基坑降水施工质量，还能够为建筑工程项目后续环节打下扎实基础，避免项目投入使用后再出现安全事故与隐患。