二次降水降低深基坑地下水位

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摘要：深基坑二次降水主要用于排除基坑内的雨水及施工用地表水，管井降水无法直接将地下水水位降至设计要求时通过二次降水也能很好的将地下水水位控制在要求之内。

关键词：护坡加固；二次降水；降水盲沟

中图分类号： P426.6 文献标识码： A 文章编号：

引言

深基坑施工时一般通过井点降水将地下水位降至工作面以下以提供干燥的工作环境。但在复杂地质情况下井点降水的效率往往大打折扣，必须通过多种降水方式共同作用下方能达到降低地下水位的效果。明排二次降水以其施工方便效果明显等特点成为配合井点降水的首选，在场地狭小的工程之中降水盲沟既有明排的优势又能很好的解决场地问题。

1、工程概况

某工程位于某市商业黄金地段，为地下3层、地上27层建筑，结构类型为框架核心筒结构。为提高空间利用率设计之初地下室外墙按周边环境最大化原则设计。本工程场地极其狭小且地下管线复杂，东侧地下室外墙距工地围墙不足4米，西、北侧用地红线内地下有通信电缆及热力管，南侧紧邻一四层高砖混结构楼房。工程所在区域地下水水位为-5.50m，基底标高为-15.30m。土层分布情况及工程地质特征见表1：

土层分布及工程地质特征

表1

2、降水方案

由表1可知深基坑土方开挖范围内土层分布复杂：③为透水层且为砂性土若不采取措施将地下水排除在动水压力的作用了基坑侧壁土体可能出现坍塌现象直接影响基坑的稳定性；基底位于④层内透水性差质软，若地下水不能将至基底以下或及时排出直接影响基底的承载力。根据上述特点决定降水采取以下方案：

方案1：多级轻型井点降水。轻型井点结构简单适用范围广但本工程中基底标高为-15.30m，水头梯度为8.8m，单层轻型井点降低地下水位深度为3～5m，若采用轻型井点降水至少需要两级轻型井点降水。施工现场场地太小无法满足两级轻型井点降水所需的场地要求。

方案2：管井降水。管井降水适用于渗透系数较大地下水充沛的土体中，但④层土体渗透性较小管井降水的降水降水效率高的特点完全不能体现出来，甚至可能是泵机空负荷运作造成资源浪费。

方案3：井点降水与基底二次降水并用。通过井点降水可以有效的将地下水降至③层底，尔后加设二级井点故采取二次降水方式降低地下水。

由于进度要求，采取边降水边开挖的施工方法。施工现场场地的大小无法满足方案1的场地要求。方案2能快速降低地下水水位，但④层土体的透水性极大的影响了降水效率，经济性较差。二次以其降水施工简单降水效率高的特点能够很好将管井降水无法排除的地下水快速排除。综上采用方案3施工。鉴于场地的限制二次降水采用暗排法。

3、管井降水施工

井点降水就是在深基坑开挖前预先在基坑四周埋设一定数量的滤水管井，用抽水设备抽水，使地下水位降落到基底以下，同时在基坑开挖时仍能不断抽水。通过井点降水可以使开挖的土始终保持干燥状态，从根本上防止流砂现象的发生，改善了工作条件，同时由于土中水被排走后，动水压力减少或消除，边坡可以放陡减少挖土量或减小护壁的侧压力。此外，由于渗流向下，动水压力作用加强重力，增加土颗粒间的压力，使坑底土层更加密实。

管井降水以其施工方便、降深大、降水效果好，能迅速降低地下水位，提高基坑边坡稳定性，防止基坑出现流砂、管涌等特点为本工程井点降水的不二选择。施工顺序为：井点测量地位—钻机就位—成孔—成井—试抽—抽水系统安装—正式将水—降水完毕—封井。

成孔采用回转式潜水钻机进行成孔，成孔后立即安装井管并回填砾料。待填砾石后立即采用空压机清洗滤水井管。洗井直至满足洗井前后两次抽水涌水量差小于15%，洗井后井内沉渣不上升或基本不上升，方能认可满足要求。滤水井管安装前必须认真检查以免影响降水效果。降水井数量及水泵规格应满足基坑涌水量要求：

4、二次降水施工

4.1施工方案

护壁桩不透水层处的动水压力较大，且在动水压力作用下砂性土极易坍塌影响护坡的稳定性，因此护坡的加固工作在二次降水施工时起到至关重要的作用。由于水量较大降水明沟开挖必须在坡加固前施工保证土方开挖的进度。待土方开挖至基底标高后为方便后期施工将降水明沟回填做暗沟。综上施工工序为：降水明沟降水—护坡加固—暗沟降水—封堵降水井。

4.2 降水明沟降水

管井降水降水仅将地下水位控制在不透水层标高处，当土方开挖至该标高时为保证土方开挖的顺利进行必须开挖截水沟即降水明沟。因不透水层标高与基底标高高差仅为80cm，为保证施工进度土方直接开挖至设计标高。降水明沟在土方开挖前先向下开挖，保证土方施工的无水环境。为防止地下水直接将护壁的砂土冲刷掉及随后发生的护壁桩失稳，降水明沟距护壁桩保留2米宽的土方待护坡加固时挖除。沿降水明沟挖若干集水井，放设水泵及时抽除降水明沟内的的地下水。降水明沟的容量在方便护坡施工的前提下尽量加大保证当遇到停电时，基坑内半小时内不会浸水。降水明沟内地下水水面标高必须保证在基底下50cm以下，否则继续加深集水井深度。

明排法降水时，基坑周围的水位继续下降，透水层的水不断流向基坑，经过一段时间之后，在基坑周围形成漏斗状的弯曲水面，这个弯曲水面逐渐趋于稳定一般需要几天时间。降水漏斗范围内的地下水位下降以后，就必然会造成土体塌陷。因此在降水明沟开挖完地下水位稳定后方能将护壁边土方挖除，并且护坡加固必须紧随其后。

4.3 护坡加固

透水层处地下水水量较大，直接喷射的砂浆在地下水渗透后失去强度无法起到加固边坡作用。因此如何减小地下水的影响是护坡加固的关键问题。

在动水压力的作用下直接封堵加固完全不可行，因此减小地下水影响的主要以导水位主。不透水层处护坡加固时先用洛阳铲向护壁内打至少1米深洞口，随后向内埋设管径100mmPVC管做导流管。导流管直接将地下水导入降水明沟内。将透水层处土方及开挖后表层在水流作用下松散的砂土刨除即清坡后铺设钢板网。钢板网通过锚入护壁桩的拉钩固定且钢板网之间必须满足10cm的搭接长度。最后喷射砂浆。砂浆厚度保证10cm。

4.4 盲沟沟降水施工

基础边线外的可利用空间极小，降水明沟必须转化为暗沟降水。降水盲沟施工必须满足以下几点要求：

盲沟内必须保证水流的畅通。

回填明沟时集水井内应设置泵井保证生泵的正常运作。

回填后的盲沟地基承载力必须满足基底承载力要求。

沟为地下水导水通道，若盲沟堵塞导流管导出的地下水无法通过集水井的水泵及时抽除基坑极大的影响降水效率导致基底被地下水浸渍。回填时采用粒径大于100mm的砾石以保证透水性良好。砾石在进场堆放及转运过程中掺入过多的泥沙为减少砾石的含土量砾石要经人工筛装填，而不能直接用机械直接铲运至明沟进行回填。在砾石回填完后上盖土工布防止后期施工中泥土落入其中堵塞盲沟。

集水井作为二次降水的直接降水点，深度比降水明沟至少要深1米。为保证集水井内水泵充足的工作环境及回填时水泵的正常工作，回填至降水明沟底标高时放入滤水笼子。滤水笼子要有足够的强度顶住砾石回填时砾石的压力保证滤水笼子的完整及能够过滤较大颗粒的杂质保护水泵。滤水笼子直径≥60cm，采用直径16mm的钢筋作为骨架，外镶100目钢丝网做滤水用。定位好滤水笼子后开始回填降水明沟及滤水笼子周边。在砾石层面上滤水笼沿笼子边砌筑井壁做二级滤水保护。

将砾石回填至施工要求地下水位标高后上覆盖水工布做挡土用开始回填沙砾土褥垫层。由于施工正值雨季且为防止若盲沟降水出现问题致基底浸水时基底松软承载力不足，沙砾土严格控制含土量。回填时遵循分层回填分层夯实原则逐层回填施工。回填完后做钎探实验。

4.5降水井封堵

二次降水要待基础完成浇捣后方能停止。因此为方便水泵检修集水井处必须留设施工洞口。施工洞口处钢筋割断留预留洞口，待要浇筑时重新焊接。预留洞口尺寸只需要满足检修人员出入要求，底筋只要满足更换或维修水泵要求。预留钢筋必须满足搭接焊搭接长度要求。施工洞口内需焊接止水钢板。因此二次降水井最好留设于后浇带内。施工洞口浇筑前先安排人员清洗，剔凿混凝土面，加设水泵尽量将地下水降至最低点后抽取水泵，恢复洞口钢筋后浇捣。

5、结语

本工程现已完成基础施工，除后浇带处二次降水井外其他二次降水井均已完成浇筑。期间从未发生基底浸水情况。事实证明通过管井降水配以二次降水的方式可以有效的将复杂地质情况下的地下水为降至施工要求标高。

参考文献：

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