高层建筑深基坑开挖与排水施工初探

龚斌

摘要：高层建筑深基坑开挖与排水施工是深基坑工程的关键，施工好坏直接影响的工程的整体质量与安全。本文分别从基坑的开挖与排水两方面探讨了其施工技术要点。

关键词：深基坑；开挖；排水

一、高层建筑深基坑开挖

（一）基坑开挖应具备的条件

在深地基的开挖前首先要对四周的建筑物高度和建筑物要承载的能力进行考察，确保地基的挖掘过程中不影响其他建筑物的安全。其次要保证基坑在施工前的干燥，必要时可以对土质进行抽样检测其水分的含量，水分含量达到标准要求后再进行开挖作业，以确保施工的安全进行。第三、对基坑的边坡进行加固处理，使基坡具有一定的稳定性，降低基坡产生塌方的可能性。第四、要对进行挖掘基坑的地下管线进行梳理，搜集本区域相关的管道和线路的铺设情况，根据相关质量对管道和线路铺设进行实地勘察，摸清管道的走向和位置，在挖掘前关闭相关管道的阀门。挖掘过程中对地面下适合铺设管道厚度内的土层要精心操作，减少由于误操作产生的管道泄漏，从而影响施工的进程。

（二）开挖过程中的控制

土方开挖前，应根据施工方案的要求，将施工区域内的地下、地上障碍物清除和处理完毕。建筑物或构筑物的位置或场地的定位控制线（桩）、标准水平桩及开槽的灰线尺寸，必须经过检验合格；并办完预检手续。夜间施工时，应有足够的照明设施；在危险地段应设置明显标志，并要合理安排开挖顺序，防止错挖或超挖。开挖有地下水位的基坑槽、管沟时，应根据当地工程地质资料，采取措施降低地下水位。一般要降至开挖面以下0.6m，然后才能开挖。施工机械进入现场所经过的道路、桥梁和卸车设施等，应事先经过检查，必要时要进行加固或加宽等准备工作。选择土方机械，应根据施工区域的地形与作业条件、土的类别与厚度、总工程量和工期综合考虑，以能发挥施工机械的效率来确定，编好施工方案。施工区域运行路线的布置，应根据作业区域工程的大小、机械性能、运距和地形起伏等情况加以确定。

二、高层建筑深基坑排水施工

在地下水位较高的地区开挖深基坑，由于含水层被切断，在压差作用下，地下水必然会不断地渗流入基坑，如不进行基坑降排水工作，将会造成基坑浸水，使现场施工条件变差，地基承载力下降，在动水压力作用下还可能引起流砂、管涌和边坡失稳等现象，因此，为确保基坑施工安全，必须采取有效的降水和排水措施。目前，深基坑降水比较常用的有防渗垂直帷幕、明沟降排水和管井井点降水。由于各工程的地理位置、气候条件以及地质条件的不同，在施工中对基坑排水的要求也就不一样。

（一）防渗垂直帷幕

1、浆液配制

施工所用浆液一般采用砂浆搅拌机进行拌和，且每次搅拌时间不少于3min，水泥浆液制备完成则不可过久停置，一旦超过2h则应降级使用，且浆液在搅拌设备内应不停搅拌直至送浆；

2、桩机就位

一般利用起重机开动绞车将深层搅拌机移送到指定桩位，为保证桩位准确且对中误差小于5cm而一般采用定位卡，就位后应保证导向架与搅拌轴与地面垂直，其偏差度小于1%；

3、喷浆成桩

启动灰浆泵待浆液从喷嘴喷出后则可启动桩机向下旋转钻进以喷浆成桩，期间要求连续喷入水泥浆，并应控制钻机钻进速度以及喷浆压力和喷浆量等，待桩长达到设计长度或到达设计层位后应在原地喷浆0.5min后方可进行反转匀速提升使搅拌头自桩底反转匀速搅拌提升直至地面，过程中若搅拌头被粘土包裹则应及时清除；重复钻进及提升。若喷浆量未达到设计量则应重复钻进搅拌及提升，若达到设计量则只需复搅而不用送浆。

（二）明沟排水

首先对土质进行取样抽查，主要查明地基不同高度的土质情况，主要包括土壤厚度和岩石层厚的测量计算等相关数据资料。另外，还要探明地下水位情况，为基坑挖掘和排水提供依据。其次在对基坑进行施工排水时，要与基坑开挖结合，在基坑底部四周挖一些临时集水坑和明沟，把基坑内的少量渗水和明水及时排除，为后期施工开始做准备。

为了保证施工作业面的水上施工，确保施工便利，基坑排水通常采用初期排水和经常性排水相结合，初期排水根据排水时间与积水深度，要控制好基坑水位下降速度，前期抽水不能太快，也不能太慢。如果抽水太快，边坡土体的压力过大，很容易形成塌坡；如果抽水太慢，也会影响工期，延迟开工时间。在初期排水完成之后，就可以转入经常性排水的过程了。对于经常性排水要计算和测量好排水沟的底部坡度，底宽主排水沟深度和支沟深度等，并且掌握基坑周围覆盖层含水量、渗流量和渗流点，确定水泵台数和泵坑位置，布置好排水系统。要根据土方分层开挖的程度和要求，尽量使每一个开挖土层保持干燥状态，排水沟的位置要不影响开挖道路畅通。然后沿主排水沟垂直方向设置排水支沟，保证水能够顺利排出去。在基础范围外布置排水泵坑，坑内安设水泵，渗水进入支沟后汇入主排水沟，再流入排水泵坑，由水泵抽出围堰外。

（三）井点降水法

在地下水位较高的地方，采用井点降水法。井点降水法，它是在拟建工程的基坑周围设能渗水的井点管，配置一定的抽水设备，不间断的将地下水抽出，使基坑范围内的地下水降低至设计标高。井点降水法防水适用于具有不同几何形状的基杭，它有克服流砂，稳定边坡的作用，由于基坑内土方干燥，有处机械化施工，缩短工期，保证工程质量与安全。目前常用的井点降水法有深井井点、轻型井点、喷射井点、电渗井点等。降水施工时应考虑的因素：

一是布井时，周边多布，中间少布；在地下补给的方向多布，另一方向少布。 布井时应根据地质报告使井的滤水器部分能处在较厚的砂卵层中，避免使之处于泥砂的透镜体中，从而影响井的出水能力。

二是水泵选择时应与井的出水能力相匹配，水泵小时达不到降深要求；水泵大时，抽水不能连续，一方面增加维护难度；另一方面对地层影响较大。一般可以准备大中小几种水泵，在现场实际调配。

三是降水期间应对抽水设备和运行状况进行维护检查，每天检查不应少于3 次，并应观测记录水泵出水等情况，发现问题及时处理，使抽水设备始终处在正常运行状态。同时应有一定量的备用设备，对出问题的设备能及时更换。

四是应优先采用挡水作用的支护结构，如深层搅拌桩、钢板桩、砼灌注桩或地下连续墙等，并尽可能把降水井点立管埋设在支护墙的内侧（基坑一侧），井点立管的深度应浅于支护墙的深度。

五是合理确定井点立管的深度，控制降水曲线。当基坑附近没有建筑、管线、道路时，坑中井点水位应降至基坑底面以下1米为宜；当邻近有建筑、管线时，井点主管埋深可适当提高，其深度以保证基坑不出现流砂为宜。

六是适当控制抽水量或离心泵的真空度。在开挖基坑时，井点降水用最大的抽水量或真空度运行；在垫层、地下室底板完成后，可适当调减抽水量或调小真空度，使基坑外的降水曲面尽可能控制在较小的范围内，但要在坑内、外设置水位观测井，及时控制水位。

结语

高层建筑深基坑开挖时要根据地质条件采取相应的开挖方式，选择合适的开挖程序， 选择合適机械组合方式，提高土方开挖的功效。 在深基坑工程排水施工中，采用单独的降排水施工方法如不能达到预定目的则可采用防渗垂直帷幕、明沟及井点降水和盲沟排水等施工工艺进行综合降排水施工，方可确保在复杂施工场地条件下保证降排水工程的施工质量。

参考文献

[1]刘立兵，徐平，付强，王伟德.深基坑支护设计理论与实例[M].郑州：黄河水利出版社，2013.

[2]许静.刍议深基坑开挖施工技术[J].建材与装饰，2014年3期.