惠州市某酒店基坑降水方案分析

计 岭，汪超培

(安徽省煤田地质局水文勘探队，安徽 宿州 234000)

惠州市某酒店建筑基坑平面形状近似为矩形，占地面积230×70 m2，地面标高+16 m，开挖深度为6.80 m(坑底标高+9.20 m)。建设场地内的地下水位埋藏深度5.00 m左右，为保证工程施工质量实现基坑干封底，应采用深井降水法，将建筑场地内的地下水水位降低到基坑开挖面0.5 m以下。

1 地质与水文地质条件

1.1 地质条件

建筑场地位于东江河流阶地上，地形平坦，距东江河42 m，钻探揭露深度内分布的地层特征见表1。

表1 场地地层情况一览表

1.2 水文地质条件

建筑场地内的地下水为第四系松散层中的孔隙水和下覆基岩强～中风化岩体内的孔隙/裂隙水。对基坑开挖有影响的地下水为场地内的②－3～②－5层中砂土层和卵石层中的地下水，依据含水层的埋藏条件和水动力特征，该含水层为潜水，与东江河的水力联系密切，地下水位标高在+11.00 m，含水层饱水厚度平均值为17.90 m。

2 降水方案设计

2.1 设计依据

2.1.1 几何参数

基坑长a=230 m;宽b=70 m;基坑中心到补给边界的距离b0=77 m。

2.1.2 水文地质参数

水文地质参数取场地的抽水试验成果资料，降水设计采用的水文地质参数为:渗透系数 K=2.00m/d，饱水厚度H=17.90 m。

2.2 设计降深

按开挖到基坑底面时坑内的水位低于开挖面0.5 m以下的要求，降水运行时场地内的地下水平均水力坡度I=1/10确定水位设计降深。

基坑中心水位降深 s=2.3～2.8 m，降水井水位设计降深 sw=5.0 m

2.3 降水井(观测孔)结构

降水井钻孔直径550 mm，深度20.00 m(孔底标高 －4.00 m)，井管直径273 mm，下入深度19.00 m(井底标高 －3.00 m)，其中深度 11.00 ～18.00 m(标高 +5.00 ～ －2.00 m)为过滤管，其余部位为井壁管;观测井钻孔直径127 mm，深度 16.00 m(孔底标高 +0.00 m)，井管直径 89 mm，下入深度15.00 m(井底标高 +1.00 m)，其中深度12.00 ～14.00 m(标高+4.00～+2.00 m)为过滤管，其余部位为井壁管。降水(观测)井孔壁与井管壁之间深度 10.00 m(标高 +6.00 m)以上用粘性土封闭，其余部位用1～3 mm的过滤砂封闭(图1)。

图1 降水井(观测孔)结构示意图

2.4 涌水量计算

2.4.1 基坑涌水量

基坑涌水量按式(1)计算:

式中:Q总为基坑总涌水量，m3/d;s为设计基坑水位降深，m;r0=0.29(a+b)等效半径，m，其它符号同前。

2.4.2 单井涌水量

单井涌水量按式(2)计算:

式中:q为单井涌水量，m3/d;sw为降水井水位降深，m;rw为降水井半径，m，其它符号同前。

2.4.3 设计原则

降水井的布置应同时满足降水井总涌水量大于基坑涌水量，且基坑内的水位降深不小于设计降深。

2.4.4 降水井数量

降水井数量按式(3)计算:

式中符号同前。

2.4.5 水位预报

基坑内任意一点的水位降深按式(4)计算:

式中符号同前。

2.4.6 降水井(观测孔)布置

同时满足式(3)、式(4)要求时，计算工程降水需布置降水井26口，降水井布置方案沿坑外呈环形布置。降水井间距坑外地下水补给一侧(临近东江河一侧)为20 m，其余部位降水井间距为40 m，为了解基坑中水位下降情况，基坑内布置观测孔2个。

3 施工方法

3.1 成井施工

成井施工工序为:成孔→一次换浆→安放井管→二次换浆→回填滤砂(动水)→回填粘土球、粘土块(静水)→洗井抽水。成孔钻进过程中，尤其是进入②－3～②－5层中砂土层和卵石层后，泥浆的粘度控制在20 s以下，以防止泥浆进入砂层，形成泥皮，造成含水层堵塞，降低水井的出水量，从而影响降水效果。为保证孔壁的稳定性，不发生塌孔，施工过程中始终使孔内的水位高于钻孔初见水位2 m以上。过滤管外包扎尼龙纱网2层，周围要求回填1～3 mm的过滤砂，防止抽水时降水井涌砂，投置滤砂前用清水置换孔内的泥浆，以防泥砂混和，影响过滤层的透水性。成井结束后，先进行活塞洗井，然后用空压机洗井至水清砂尽。

3.2 降水方案验证

观测井和降水井施工完成后，采用抽水试验方法对降水设计方案进行了验证。抽水试验分单井抽水和群井抽水，每次抽水试验均及时观测记录观测孔中的地下水位变化情况，为调整和确认降水设计方案提供依据。

3.3 泵型选择

按式(2)计算的单井涌水量，降水施工采用流量15 m3/h扬程20 m的潜水深井泵。

3.4 安全措施

降水期间定期监测观测孔中的水位，现场备有备用电源，以防停电造成降水运行中断，发生基坑涌水事故。

4 工程效应分析

4.1 经济效应

本工程采用降水法控制基坑地下水，按市场价计算投入的费用为35万元，约为坑底循喷止水法的1/3，可以节约工程成本70多万元，并且降水法施工技术成熟，可以保证工程施工质量，缩短施工工期，使工程尽早发挥投资效益。

4.2 环境效应

基坑降水对周边环境的影响主要是由于地下水位的下降造成孔隙水压力的降低，使土层的有效应力增加，引起土层压缩，产生地面沉降，并可能造成建筑物的破坏。本工程水位降低深度小(设计基坑中心水位降深为2.3～2.8 m)，降水引起的地面沉降小，均在建筑物的地基允许变形范围内，况且场地内的地下水补给条件好，停止降水后水位可迅速回升，可以使降水过程中产生的部分地面沉降得以回弹，因此对周边的环境影响小，不会造成周边建筑物的损坏。

［1］建筑基坑支护技术规程［s］.北京:中国建筑工业出版社，1999.

［2］建筑地基基础设计规范［s］.北京:中国建筑工业出版社，2002.