浅谈工程降水方法设计与施工

文/白继峰 常德市天城规划建筑设计有限公司 湖南常德 415000

1、几种常见基坑降水方法的分析比较

基坑降水的方法主要是用在地质条件比较复杂的地方，基坑降水主要以地质条件为基础，采用地基处理与止水相配合的方案。基坑降水的方法有很多的种类，但常见的就是内排水法、外排水法和堵截法三种。

1.1 基坑降水的内排水法

内排水法又叫集水坑排水法，就是将让水引进基坑的内部。在基坑内部挖建明沟或暗沟并使其发挥进引流的作用，将水流引入水坑后再排除。这种方法的适用条件主要是粉土、粉砂土、砂土、淤泥质粘土或粘土等广布的岩性中。地下水为潜水，地下水位为1m左右，水量不大，浅层潜水渗透的力度系数平均可以达到0.5m／d。内排水法的优势在于施工简单而且经济实惠，在进行施工时，基坑的开挖深度越是接近地下水位，基坑周围越是要挖好一个环形的排水沟，排水沟设置位置是基础轮廓线以外的地方，并距离基础边缘一定的距离，大约是2～3m之间。排水沟内设置集水井(或称集水坑、集水池)，集水井应设在地下水的上游，然后，用抽水设备自集水井向坑外强行排出地下水。随着基坑底的不断加深，集水井与排水沟也不断向下加深，直到坑底达到设计标高为止。 排水沟底应比基坑底面低0.5～0.8m，集水井底不得高于排水沟底 的0.8～1m。挖方工程在施工时，一般都是从周边开始工作，在必要时可先行排水，待持续水面降低到开挖面以下时，再按设计进行边坡和开挖明沟的修整。

1.2 基坑降水的外排水法

外排水法又称井点降水法，有轻型井点、喷射井点、深井井点、电渗井点降水四大类型。其中最常采用也最为普遍的类型是轻型井点降水排水法与深井降水排水法。轻型井点降水一般是被利用在渗透系数较小的地层，降深一般都会低于6m，但级别较高的降水系统的降水深度可以达到6～12m。在水文地质条件及施工条件的考虑角度来看，轻型井点降水系统适用于渗透系数较小的土层。基坑的平面形状、大小、要求降深、地下水流向和岩性等因素对轻型井点降水系统的平面布置情况具有决定性的影响，布置类别主要有环行、U形或线形等。当基坑宽度比两倍的抽水影响半径还要小时，就要考虑沿基坑外缘进行布置的情况了；当基坑宽度比两倍抽水影响半径还要大时，考虑加一排线形的井点在基坑中间；如果基坑的宽度比2.5m还要小且较窄的时候，降深一般要求较小，只在基坑的一侧布置一排井点即可，两端的延伸长度最好要大于基坑的宽度。深井井点降水是通过在深基坑的周围埋置深于基底的井管，再在井管内设置潜水泵，从而将地下水抽出，达到地下水位比坑底要低的目的。这种方法的特点在于排水量大，降水量大；井之间的距离大，对平面布置产生的干扰较小；不会受土层的限制；井点制作的方法、降水设备的操作、维护都非常简单，施工效率高；井点管具有既整根拔出又能够重复使用等优点；但一次性投入的资金过多，成孔质量也有严格的要求。 适于渗透系数较大（10～250m/d），土质为砂类土，地下 水 丰 富，降水深，面积大，时间长的情况，降水深可达50m以内。从本质而言，井点降水是采用了抽水井处降低地下水位，以井点为中心渗透形成的漏斗效应。每个井点的漏斗效应相互叠加使漏斗的最高水位低于基底标高。在诸多井点降水方法中，深井井点降水具有不仅降水效果好、施工简便而且操作技术易于掌握的优点，使得各种形状的基坑都能运用此方法，发展为基坑降水常用的一种手段。

1.3 基坑降水的堵截法

堵截法也就是我们所说的工程中的止水帷幕。常用的借助建立地下的连续墙、水泥搅拌桩、旋喷桩、钻孔灌注桩等方法而形成不透水的密闭结构，防止外部的地下水渗入或流入到基坑内。以地下水对地下水位的影响程度和不透水层的分布深度为根据，当基坑的开挖遇到无法采用普通的排降水方案时，从与地质条件相适应的止水帷幕角度开始考虑，其中最常用的做法是打造水泥搅拌桩及旋喷桩建立止水帷幕。在施工中首先通过查找各种地勘资料从而找到不透水的岩层，然后对旋喷进入不透水层的厚度加以确定，正常情况下可进入强风化岩层的厚度为1m。泥搅拌桩、旋喷桩桩直径都为600～800mm，相邻的两根桩需有100mm咬合度。施工基坑的外侧借旋喷桩的阻力将海水挡在基坑的外面。此类方法属于地下施工法，但由于地下的不确定因素实在太多，需注意在施工中受到地下水中的盐对混凝土的强度影响，在两桩结合部位的薄弱环节容易产生渗漏导致降水的失败。

2、基坑降水方法选择设计时的注意事项

如果基坑的开挖范围比较大而且深度也比较深的话，为了取得良好的降水效果可以考虑多种不同类型的降水方法。例如，当基坑开挖的工程恰好在透水性较弱的地层时，深井与轻型井点组合的方法，即事先布置降低水位5～10m的大间距深井，接着在挖好的坑中建立间距较小的单级的轻型的井点系统，最后降水。当施工的工地恰好为透水性很强的砂砾层，周围又有丰富的补给水体，就需要在基坑的开挖工程中布置降水系统，并由外往内的排列深井和排水沟。基坑降水工程在实际的运用过程中，如果真的要采用几种不同的降水方法时，灵活度虽然比较大，但操作起来却比较复杂。在外侧采用旋喷桩进行止水帷幕、在内侧采用钻孔灌注桩组合起来的办法逐渐成为深基坑降水常见的方法。外侧的旋喷桩具有有效止水的效果，能够保证基坑中的作业在干燥的土体条件下进行，而钻孔灌注桩则具有支持土方防止坍塌的作用。

结语：

工程在实践的过程中得知，工程中的降水方案在设计时一定要以实际的水文地质条件为参考依据，不同的水文地质条件要选择设计不同的降水方法。 深基坑在开挖的过程中，必要时可组合使用几种不同的降水方案，以取得最佳的布置效果，获得最大的降水量。

[1]李峰.基坑降水工程设计与施工经验浅析[J].中国煤炭地质,1997(1):58-60.

[2]谢长松.浅谈基坑降水工程施工技术[J].黑龙江科技信息,2011(31):267-267.