浅谈建筑施工中基坑降水技术

蔡敬俭

（徐州汉源建设集团有限公司 江苏徐州 221600）

作为建筑工程的重要组成部分，基坑是建筑主体结构稳定性和可靠性的重要保障。在开挖基坑的过程中，如果没有及时排除基坑内的地表水和地下水，那么就会使基坑施工环境逐渐恶化，降低地基承载力，甚至可能会诱发基坑土壁坍塌问题。因此，为了确保基坑施工的质量，需要做好相应的降水施工工作。

1 “明沟+集水井”降水技术及其应用要点

“明沟+集水井”降水技术，包括集水明排和集水井这两种排水方式，分别安置在基坑内部适合的位置，之后通过抽水机设备将基坑中的地下水或地表水排放到所开挖的基坑外部（一般设置有专门的排水沟，以便确保基坑内部所排出的水可以顺利排出），借此来降低开挖基坑内部含水量，确保后续基坑施工等施工工作的有序开展，具体施工结构图如图1所示。该种基坑降水具有降水效果好，操作便捷等优势，但是该种降水技术不适合于深度比较大的基坑。

图1 “明沟+集水井”降水结构示意图

为了确保该种降水技术的顺利应用，必须科学、合理地布置集水井和排水沟，具体布置要点如下：①在布置集水井和排水沟时，适宜将其设置在建筑结构基础边净距0.4m以外位置处；②所设置排水沟边缘位置处和边坡坡脚之间的距离不可小于0.3m；③每隔30～40m间距或在开挖基坑的四个角的位置处，要科学地设置集水井；④相较于挖土面，所开挖排水沟底面要适当地低0.3～0.4m；相较于排水沟底面，集水井底面要适当地低0.5m及以上。在确定排水沟和集水井截面时，需要结合排水量进行确定，具体可以参照《建筑基坑支护技术规程》中的计算公式和要求进行计算；选择抽水设备时，结合基坑开挖的深度以及排水量大小情况进行合理确定。如果所开挖建筑基坑侧壁发生了分层渗水问题，那么按照不同高程科学设置导水沟和导水管；在无法设置分层明排系统或具有比较大的坑壁渗水量的条件下，要科学地设置导水降水方法；在设置基坑明排系统期间，如果发现地表水严重冲刷基坑侧壁，那么可以采用基坑外应用导流、封堵和截水等手段保证所应用“明沟+集水井”降水技术应用的质量。

2 井点降水技术及应用要点

2.1 井点降水技术简介

井点降水技术是通过科学、合理地设置井点管装置进行排水，可以避免基坑出现涌水问题、管涌和流砂等病害，有助于减少基坑横向荷载，稳定基坑开挖边坡，具体如图2所示。

根据实际施工条件的差异性，可以将井点降水技术中的井点类型及适用范围划分成单级/多级轻型井点、点渗井点、引渗井点、喷射井点、深井井点和管井井点等。不同井点类降水技术存在一些差异，具体需要结合实际施工情况进行灵活选择。

图2 井点降水技术应用作用示意图

2.2 井点降水技术中常见类型的应用要点

根据管井井点降水技术类型的不同，可以将其划分成管井井点、轻型井点等形式，具体技术应用要点如下：

（1）管井井点降水技术。主要包括抽水机、吸水管以及滤水井管三个部分所构成。在确定管井埋设距离与深度的过程中，综合考虑渗透系数、深度以及降水面积等进行确定，一般管井的最大埋置深度可以达到10m，间距适宜控制在10～50m，开挖基坑边缘和管井之间的距离结合实际钻孔工艺的差异性合理确定（钻孔法成孔工艺，相应的距离不可小于3m；冲击钻成孔工艺，相应距离不可小于1.5m）。该种降水技术具有很强的经济性和实用性，设备结构简单，维护也非常便捷，主要适用于渗透系数为20～200m/d，降水深度处于3～5m条件下的基坑排水。如果基坑需要比较大的降水深度，适宜应用深井井点，适用于10～250m/d渗透系数，降水深度大于15m的施工条件下，就是所谓的“深井泵法”。在施工准备工作完毕后，结合管井井点降水技术的类型和施工工艺流程，依次开展井点定位放线、泥浆池开挖、钻机就位、护筒设置、砸井、钻孔清扫与换浆、井管吊放、滤料填充和洗井等操作。

（2）轻型井点降水技术。该种类型的井点降水是将井点管沿着基坑四周的蓄水层内进行埋置，之后使用抽水设备和井点管持续抽出地下水，确保将该位置处的地下水逐渐降低到开挖基坑底部以下。该种井点降水技术主要适用于渗透系数控制在0.1～50m/d的土层中，具体的施工全貌图如图3所示。根据降水深度的不同，可以将其划分成单级井点（深度范围为3～6m）和多级井点（深度范围为6～12m）。

图3 轻型井点降水全貌图

轻型井点降水技术关键设备主要是由抽水设备（水分离器、离心泵和真空泵）和管路系统（弯联管、井点管、滤管和总管等）所构成，相应的平面布置要点体现在如下几点：①单排布置，主要适用于基坑降水深度不大于5m，基坑宽度小于6m条件下，且要在地下水上游一侧位置处布置井点管，且两端延伸长度不适宜比坑槽宽度小；②双排布置，主要适用于基坑宽度大于6m条件；③U型或环型布置，主要适用于比较大基坑面积，结合施工机械进出的便捷性进行确定。如果采用U型布置方式，那么对于不封闭段的井点管布置适宜搁置在地下水的下游一侧。

此外，轻型井点降水深度一般不大于6m，具体结合相关计算标准和规范进行确定。比如，在一级井点不满足降水深度要求时，可以适当地设置二级井点；滤管适宜设置在透水层中，且井点管埋置深度需要适当地高出地面0.2～0.3m。在轻型井点管埋置的过程中，可以灵活地应用钻孔法（冲击钻、正/反循环钻等）、振动水冲法和水冲法（冲孔、埋管）。从安置顺序角度来讲，主要控制为：一般先进行排放总管安装，之后依次进行井点管埋设，并借助弯联管接通总管和井点管，最后再进行抽水设备安装，从而保证轻型井点埋设的整体质量。在安装完轻型井点管道后，及时开展抽水试验，如果发现存在漏水、漏气等问题，就要及时加以处理。比如，发现所设置的滤管被泥沙堵塞，造成“死井”问题，那么就需要拔出重新沉没或用高压水按照逐根顺序进行反向冲洗。抽水试验检测合格后，借助粘土对孔进行填塞，避免出现地表水下渗和漏气问题，保持在不堵塞的情况下进行连续抽水。

（3）喷射井点降水技术。主要是将特定的喷射器设置于井点管内，之后借助空气压缩机和高压水泵向喷射器内部输入压缩空气或高压水，以便可以借助所形成的的水汽射流来排出地下水，相应的降水深度可以达到 8～20m。

（4）电渗井点降水技术。主要是以井点管作负极，将在其中打入的钢筋作为正极，之后在通入直流电之后，可以使基坑中的土颗粒逐步由负极位置处向正极方向移动，而基坑中的水移动方向则正好相反，由负极方向进行集中排出。该种降水技术一般不单独使用，常常需要和轻型井点降水技术或喷射井点降水技术结合起使用。

3 小结

基坑开挖是建筑施工的重要组成部分，其非常容易因为基坑内部存在地下水而使基坑施工环境逐渐恶化，降低地基承载力，甚至可能会诱发基坑土壁坍塌问题。而基坑降水技术众多，包括“明沟+集水井”降水技术和井管降水技术等等，具体需要结合实际的基坑施工需求，科学制定施工方案，充分利用基坑降水技术保证后续基坑施工工作有序开展，防范安全事故的出现。