深基坑降水优化设计与施工

李 飞 龙

(北京京鹏环宇畜牧科技股份有限公司，北京 100094)



深基坑降水优化设计与施工

李 飞 龙

(北京京鹏环宇畜牧科技股份有限公司，北京 100094)

分析了时间效应对勘察结果的影响，探讨了井点降水方法与降水方案的优化措施，并从降水井、施工组织管理及降水应急方案三方面，阐述了深基坑降水施工要点，对避免地下水源过度抽取，破坏地下水环境有一定作用。

深基坑，时间效应，降水施工，地下水

0 引言

由于高层建筑越来越多，随之导致深基坑数量也日益增多。为了保证深基坑工程顺利进行，要不断抽取地下水，但为了避免地下水源过度抽取，破坏地下水环境，所以不仅要对基坑的地勘报告进行详细分析，从多角度考虑设计出最优方案，而且要做好基坑降水的施工过程控制。

1 时间效应对勘察结果的影响

在深基坑降水方案设计和施工前，不仅要仔细分析地勘报告，而且应考虑时间效应对勘察结果的影响[1]。若勘察时间与深基坑设计、施工的时间间隔不大于2个月，则勘察提供的水位与设计、施工时的水位相差不大；若两者时间间隔超过2个月，甚至超过6个月，则一般勘察水位与设计、施工水位会有差别。其差别主要取决于以下两个方面：1)不同季节造成区域水位整体上升或下降；2)周边近期深基坑的施工，导致地下水位下降。因此在进行施工或者方案设计时，定要考虑时间效应；否则会影响后期的施工，进而可能会导致地下水源过度抽取，破坏地下水环境。

2 井点降水方法选择与降水方案优化设计

2.1 井点降水方法选择

结合周围已有的深基坑勘察报告及降水采取的措施效果，根据工程类比法和现有的深基坑地勘资料综合确定井点降水方法。常用的井点降水方法有：管井井点降水、真空井点降水、喷射井点降水。

2.2 降水方案优化设计

基于确定的井点降水方法，针对不同具体工程，根据基坑形状、地下水类型、含水层构造及《建筑基坑支护技术规程》[2]确定降水总涌水量，计算出单井设计流量，进而确定出降水井的数量和平面布置。但要进一步设计出最优降水方案，还需从以下三个方面进行考虑：

1)由于深基坑面积较大，一般降水井会沿基坑周围布置。根据《建筑基坑支护技术规程》[2]可以确定基坑内任一点处的地下水位降水高程，具体见下列计算公式。

a.潜水完整井坑内任一点地下水位计算公式：

(1)

其中,si为基坑内任一点地下水位降深，m；H为潜水含水层厚度，m；k为含水层渗透性系数，m/d；R为影响半径，m,R=2Sw(k·H)1/2，Sw为井水位降深，当井水位降深小于10 m时，取10 m；n为降水井数量；qj为按干扰井群计算的第j口降水井的单井流量，m3/d；rij为第j口井中心至地下水位降深计算点的距离，m，当rij>R时，取rij=R。

b.承压完整井坑内任一点地下水位计算公式:

(2)

其中，R为影响半径，m，R=10Swk1/2；M为承压含水层厚度，m。

2)深基坑工程的地下建筑基础存在浮力作用时应满足抗浮验算要求，它对设计地面以上覆土厚度、基础厚度等具有指导意义。而对于简单的浮力作用情况，基础的抗浮性应满足式(3)要求[3]。

(3)

其中，Gk为建筑物自重及压重之和，kN；Nw,k为浮力作用值，kN；Kw为抗浮稳定安全系数，一般情况下可取1.05。

3)对基底以下有水头高于坑底承压水含水层，且未采用截水帷幕隔断其基坑内外的水力联系时，应利用以下公式对承压水作用下的坑底做突涌稳定性验算。它对设计基坑的最大开挖深度，承压水的最小降深有重要的指导作用。

(4)

其中，Kh为突涌稳定安全系数,Kh≥1.1；D为承压水含水层顶面至坑底的土层厚度，m;γ为天然重度，kN/m3；γw为水的重度，kN/m3；hw为承压含水层顶面的压力水头高度，m。

3 深基坑工程降水施工

对于深基坑降水，设计仅仅是降水工作的第一步，要真正确保深基坑降水工作正常有序开展，更要控制好降水井施工质量、做好施工组织管理及相应的降水应急方案。

3.1 控制好降水井的施工质量

为了保证降水井的施工质量，应采取以下工艺流程[4]：放线定井位→钻机就位钻孔→吊放井管→填充滤料→安装排水总管→洗井→试抽水→正常抽水。在降水井的施工过程中，应保证每个井管定位准确；吊放时应保证其垂直度，降水井四周应使用铁撬均匀填滤料，禁止使用机械下料。降水井施工完成，进行试抽水之后可以正常抽水。

由于降水效果与洗井质量密切相关，所以现场的技术、管理人员必须高度重视此项控制点。对于降水井较深及渗透性较小的土层，应采用空压机洗井；反之，用气泵清洗，要求降水井从上到下清洗达到砂净水清即可。否则很可能会出现虽然观测井的水位很低，但在基坑开挖时会出现土中带水等不能真实反映动态观测的情形。

3.2 加强降水井施工组织管理

1)保证深基坑降水的整体效果，应对降水井进行分块有组织地管理。做好材料和设备进场计划、雨季施工计划、四节一环保计划、安全生产的管理计划等。

2)严格按照专家论证的专项施工方案和相关的法律行政法规进行施工；现场应设置专职技术人员做日常维护工作，动态监测观测井水位变化、排水管有无漏水、边坡稳定性等相关信息。若出现问题，及时反馈，以便采取相应措施。

3)大部分土方开挖到基底设计标高时应继续降水，根据地勘报告和相关经验判断地下水的流向，确定重点抽水部位；从而能达到节约地下水源，保护地下水环境的目的。

3.3 做好降水应急防范方案

1)防突发性停电方案。根据施工方案确定的降水泵数量、扬程、流量等来备用相应功率的柴油发电机(至少一台)，做到两路电源供电，确保降水施工的连续性。

2)危及周围建筑物安全防范方案。因深基坑降水可能会危及到基坑或周边建筑物的安全，宜采用截水或回灌技术。由于截水后，深基坑中的水量会较大或水压较大，宜采用坑内降水的方法。

3)防基坑滑坡及塌方方案。基坑降水过快或过慢、深基坑工程的降水周期长及雨期施工都可能会出现滑坡或塌方情形。此时可以根据地勘报告中的土层参数选取相应的临时支护方法，如使用排桩、水泥土墙、锚杆、土钉等；同时基坑壁应喷射C20的混凝土及配置φ6～φ10@150 mm～300 mm的钢筋网片。

4)雨季施工防范方案。为做好基坑降水雨季施工，首先，基底应增设盲沟和集水井，设置明排水泵，地面四周应排水流畅；其次可采用防滑坡及塌方的施工方案加固边坡；最后可根据现场情况增打降水井。

4 结语

为避免地下水源过度抽取，破坏地下水环境，所以要进一步优化降水设计和施工要求，应从以下3个方面进行考虑，总结如下：

1)考虑时间效应对勘察结果的影响，有利于更好地指导设计与施工。

2)根据勘察报告中的土性确定出井点降水方法，进而从三个角度考虑，优化设计降水方案。

3)控制好降水井施工质量、做好施工组织管理及相应的降水应急方案，对正常有序开展降水工作至关重要。

[1] 宋福渊，刘小刚，程学军.建筑深基坑降水设计与施工[J].施工技术，2008，36(2):99-100.

[2] JGJ 120—2012,建筑基坑支护技术规程[S].

[3] GB 50007—2011，建筑地基基础设计规范[S].

[4] 江正荣.地基与基础工程施工禁忌手册[M].北京：机械工业出版社，2006.

On optimal design and construction of deep foundation pit dewatering

Li Feilong

(BeijingJingpengHusbandryScienceandTechnologyCo.,Ltd,Beijing100094,China)

The paper analyzes the influence of the time effect on the survey results, explores the well dewatering methods and optimal methods, and from the dewatering well, construction organization and management, and dewatering emergency scheme, and illustrates the construction points in the deep foundation pit dewatering, so as to avoid the overpumping in the underground water resources and the damages to some underground water environment.

deep foundation pit, time effect, dewatering construction, underground water

1009-6825(2016)32-0101-02

2016-09-07

李飞龙(1988- )，男，硕士

TU463

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