沿海滩涂基坑井点降水浅析

中铁十八局集团第六工程有限公司 天津 300222

1 工程概况

中国铁建（宁波）山语城工程原始地貌单元属海积平原及海湾滩涂，现场地势平坦。基坑最大开挖长度173 m，最大开挖宽度153 m，开挖深度4.6 m，电梯井开挖深度7.9 m，地面标高为-1.2 m。根椐地质报告结合前期施工经验判断地下水位标高约为-2.0 m。

2 工程地质及水文地质条件

场地原始地貌单元属海积平原及海湾滩涂，沉积了很厚的第四系沉积物。在深度45 m范围内，地基土按成因及年代可分为人工填土层（人工堆积层Qml）、第Ⅰ陆相层（Q43al）、第Ⅰ海相层（Q42m）、第Ⅱ陆相层（Q41h+Q41al）、第Ⅲ陆相层（Q3eal）、第Ⅱ海相层（Q3dmc）、第Ⅳ陆相层（Q3cal）[1-3]。

本场地埋深约1m浅范围内为填土层，呈松散状态，在场区表层普遍分布，厚度0.4～2.5 m不等，综合评价该段地基均匀性较差。埋深1～ 13 m为第Ⅰ陆相层和第Ⅰ海相层，工程地质性质尚可。场地地下水主要赋存和运移于中砂、含泥中砂及粉质黏土的孔隙及各风化基岩的裂隙中，地下水类型有上层滞水、潜水及承压水。

3 降水目的与止水帷幕设置

本工程开挖地层为④1粉质黏土、④2粉土、⑥1粉质黏土、⑥2粉土。涉及地下水为潜水含水层，渗流系数很小，对基底不会产生突涌危险，但本地区降水量大，地表水位高，为预防地下室沉降不均匀，方便基坑开挖及结构施工，需降低土体内天然含水率，所以降水井的主要目的为疏干作用。工程南北侧靠近街道，基坑开挖深度近5 m，加上地下室面积大，施工周期长[4,5]。从现场地下室平面位置来看，靠马路侧需考虑降水对市政马路的影响。经多方案讨论比较，结合当地设计院建议，决定该边采用工法桩止水帷幕，以避免降水对马路的破坏。另三边采用2排φ700 mm两轴水泥搅拌桩（水泥掺量15%），搭接200 mm，宽度1 200 mm，作为止水帷幕进行隔水，其桩长10 m，桩顶标高-1.5 m，桩底标高-11.5 m。

4 降水方案设计及施工

1）基坑开挖降水分析。由于本基坑开挖较浅，下层承压水对基底不会产生安全影响，所以无须降低承压水，也不需要进行地下水渗流计算。而疏干降水相对来说比较简单，不存在明显的渗流补给。开挖前应提前15～20 d进行降水，开挖过程中尽量保护降水井，即可确保土体疏干效果。

2）影响半径。因基坑开挖较浅，结合当地降水经验以及查阅《工程基坑降水水文地质手册》，在杂填土以及粉质黏土中单井的影响半径R＜10 m，降水设计取影响半径R=10 m。

3）降水井深度。根据资料，为形成有效的降水漏斗，疏干井设计深度一般为基底以下4～8 m。由于上部基坑位于地层④1粉质黏土，渗透系数较小，所以按4 m取值。即降水井深10 m，外侧周边按间距20 m布置管井，内侧按间距25 m布置管井，可满足施工要求。

4）井位测定。外侧周边按间距20 m布置管井，内侧间距按25 m布置管井，井深10 m，管井间开挖宽1 m、深4.5 m（保证明沟开挖不扰动地基土）纵横明沟，中间局部采用降水井排水。井位按平面布置图并结合建筑物基础图施测，并可适当调整。内井根据现场情况在底板混凝土浇筑前留设几个，保证基坑中间水位在地表-1.0 m标高。外井持续抽水以减少土体含水率对边坡的侧应力，基槽工作面范围内作明排水，保证基底干作业。工程共布置外井5个，内井15个，观测井3个，降水平面布置如图1所示。

图1 基坑降水平面示意

在基坑内沿周边按图1形式设置排水明沟，每50 m设φ1 m、深1.5 m集水井1个，内砌厚240 mm砖墙。

5）埋设护筒。采用电动振动锤施工，现场测量定位，及时纠正坐标及垂直度。

6）钻孔机定位。钻孔机平移就位，垂直度采用铅垂线校正，正确调整导向架，多次下放钻头，直至钻头与钢护筒中心完全吻合。

7）井孔钻进。首先在钢护筒内注满泥浆，采用低速钻进，同时严格控制孔位偏差，孔深钻进达到3.6 m以后，加快钻进速度，并根据设计提供的地质柱状图，钻至设计深度。清孔时应及时淘尽孔内泥砂，控制泥浆相对密度＜1.05。

8）管井的安装。管材运至现场后及时安放，严防坍孔发生，首节采用刚性较好的有孔管放在井底，管的连接采用软质管材，按圆周均匀施放3根并采用铅丝固定，在井口中央设置导向架，利用导向架将井管安放至地面0.15 m以上。井管安装完后，沿井管外周间隙人工回填经筛选的由粗砂和细碎石组成的过滤材料并捣实，操作时应小心仔细，防止振动安放的井管。

9）清理管井。采用15#工字钢固定井管，严防井管在清理过程中上浮。开始清井时，先搅动井内泥浆，然后开启抽水泵抽水，根据清理效果可采用注入清水等措施，不断进行调整，直到符合施工规范要求。

10）降水施工。根据设计图布置管井和排水系统后，做好防台风、暴雨等应急预案，开始降水施工，指定专职人员在现场监控排水情况，根据地表监控变形，调节降水速度和数量。降水前，先测量每口井起始水位，做好原始记录。下泵降水后，抽出的水通过过滤池沉淀后排入城市污水管网。由于现场部署的过滤池一般设在基槽周边，故现场布置4台水箱，通过循环导水，将水排出。

5 降水监测及效果

5.1 监测方案

一般每天上、下午各测1次，当变形超过有关标准或场地条件变化较大时，增加观测次数；当大雨、暴雨或基坑荷载条件改变时增加观测次数。在基坑周围和邻近公路的位置布设水位观测点，在开始降水前做好监测点起始值记录；在水位降至槽底-2.0 m时方可进行基坑开挖。如发现周围地面或道路路面出现沉降裂缝，应及时将观测井改为回灌井，必要时停止降水，采取措施后再进行施工[6]。

5.2 降水实施效果

通过对降水前后地下水位变化和靠近基坑周边建筑物墙体稳定安全状况的观察分析，发现周边建筑物均无变形，稳定状况良好；南侧邻近的柏油马路无明显开裂、沉降。同时观察到基坑周边地表没有开裂现象，其微小裂痕属正常变化，可知基坑是安全稳定的，表明止水帷幕和管井降水在该工程基坑开挖中的使用效果良好。

6 结语

沿海滩涂基坑降水要跟支护和开挖方案同时设计，监控量测要及时跟上，变形观测与水位监测同步进行，天气预报要时时关注，防台风、防暴雨等措施和预案要科学合理，如此工程施工降水才能顺利完成[7,8]。