廈門某研究基地工程基坑降水施工技術(shù)

黃源成

廈門市嘉頤建筑工程股份有限公司

廈門大部分地方，有的地下水位比較豐富且水位較高時(shí)，高層建筑的施工一般都有設(shè)計(jì)抗浮。當(dāng)建筑物主體還沒有施工到設(shè)計(jì)抗浮要求的層數(shù)時(shí)，就會(huì)存在整體基礎(chǔ)底板上浮的危險(xiǎn)。所以，在完成地下室結(jié)構(gòu)施工后進(jìn)行基坑回填土，在地下室的外緣至基槽的邊之間設(shè)置降水井降水，保證地下水位維持在設(shè)計(jì)的控制水位以下，才能確保地下室底板的安全。傳統(tǒng)的做法是在地下室的外緣填至基槽的邊緣之間磚砌降水井。此法對(duì)于本基坑工程來說，由于基坑較深，且填土與降水井砌磚的交叉作業(yè)，即不安全又浪費(fèi)工料。所以，該方法不宜采用。如果采用波紋管成井降水的方式，不僅節(jié)約成本又便于施工操作，且可以大大縮短總工期。

1 工程概況

廈門某研究基地工程項(xiàng)目地下室 2 層，裙房 5 層，主樓24 層，框剪結(jié)構(gòu)，其基礎(chǔ)采用鋼筋混凝土筏板基礎(chǔ)，地下室底板下的高程是 -10.8 米，設(shè)計(jì)抗浮水位 11.30 米，（相對(duì)標(biāo)高），潛水水位埋深 0.7-3.1 米,平均 2.06 米左右，黃海標(biāo)高▽8.30－5.90 米,總體平均黃海標(biāo)高 ▽6.94 米。

設(shè)計(jì)抗浮要求是裙樓施工到 5 層、塔樓施工到 10 層時(shí)，結(jié)構(gòu)就可以滿足設(shè)計(jì)抗浮要求。在此之前必須將地下水位控制在設(shè)計(jì)標(biāo)高以下。根據(jù)本工程的實(shí)際情況，決定采用波紋管成井降水技術(shù)，擬定采用內(nèi)徑為 300mm 波紋管，具體降水井的孔數(shù)按實(shí)際計(jì)算確定。

2 降水井的設(shè)置

2.1 降水井的選擇

該工程地下水有基巖潛水、裂隙水。由于基坑較深，東面是一塊高地，南面是傾斜走向的裂隙基巖，其它兩面隔一條大馬路便是填海灘地，在開挖基槽土方時(shí)是采用二級(jí)降水，基坑的邊坡采用旋噴樁加鋼絲網(wǎng)噴護(hù)細(xì)石混凝土。如果繼續(xù)延用輕型井降水，是無法滿足建筑物的抗浮要求。而采用波紋管成井降水，其施工快速、安裝便捷、流水通暢、完全可以滿足建筑物結(jié)構(gòu)的抗浮要求。波紋管直徑的選擇，可以參照廈門地區(qū)其他類似工程的基坑降水D=300 （毫米），其實(shí)能滿足建筑物抗浮的排水量即可。

2.2 基坑總涌水量

公式：q--基坑總涌水量；H--潛水含水層厚度，H=17.6 m；k--滲透系數(shù)k =4.00m/d； S--基坑水位降深，S=11.3m；R--降水影響半徑，潛水含水層R=2s ； r0--基坑等效半徑，本工程矩形狀基坑 r0=0.29（a+b）米, a=168m、b=70m ；a、b——分別為基坑的長(zhǎng)邊和短邊。

基坑總涌水量 q = 2572 M3/d

2.3 波紋管成井?dāng)?shù)量

降水井?dāng)?shù)量 n = 1.1 總涌水量 / 降水井排水量

公式：取π=3.14 rS--為過濾器半徑（m），rs =150mm；k--含水層滲透系數(shù)(m/d) 嗎， k =4.00m/d

L-過濾器進(jìn)水部分長(zhǎng)度(m)，L =1.50m；

降水井?dāng)?shù)量 n =1.1×2572 M3/d ÷134 M3/d = 21 （孔）

共取 21 口井，即基坑外緣平均（168+70）m×2 側(cè)/ 21孔= 22.7m） 按每 22.7m 延長(zhǎng)米考慮一個(gè)降水井。

2.4 波紋管降水井布置

按照 22.7m 的距離布置波紋管降水井，延基坑四周按22.7m 間距依次布置 22 個(gè)成井（實(shí)際布置可靈活，轉(zhuǎn)角處要布置）

3 降水井過濾管制作

（1） 參照本地區(qū)基坑涌水量和其它工程的實(shí)例，擬選直徑D=300 （毫米）波紋管作為成井管材。

（2） 在波紋管底部包裹 3 層過濾網(wǎng)，在管壁上每300mm距離為一道用 20 號(hào)鐵絲擰緊。為了過水流暢，在波紋管外壁上打孔，取直徑6mm，除去接頭外全長(zhǎng)都打孔，水平向孔距為 100mm，豎向孔距為 200mm，平面為梅花狀。在接口處 1000mm 內(nèi)不打孔，確保波紋管的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。

（3）在波紋管豎向?qū)拥奶幰?2 層大于 500mm 寬密目紗網(wǎng)，且該處要扎 3 根 1000mm×100mm×50mm 方木加捆 4 道 12 號(hào)鐵絲。所有密目網(wǎng)包扎時(shí)要有 100mm 搭接寬度，才不會(huì)有砂土雜質(zhì)不流入井管。

4 降水井的安裝

（1）降水井的工藝順序：波紋管過濾節(jié)的制作→固定第1 節(jié)過濾管→套上套筒、筒內(nèi)填砂、筒外填土方固定→安裝第2 節(jié)過濾管→套上套筒、筒內(nèi)填砂、筒外填土方固定→最終成井→井口防護(hù)→安裝水泵、降水。

（2）安裝過程細(xì)部措施：

① 在固定第 1 節(jié)過濾管時(shí)在管底部用水泥砂漿找平，始終保持管身垂直，外壁四周采用 3 根鋼管斜撐，邊回填土邊移動(dòng)斜撐。

② 波紋管的下口安裝要在設(shè)計(jì)控制水位線以下 1.2m，波紋管與地下室結(jié)構(gòu)外緣的水平距離應(yīng)大于 1.5m。

③ 降水井波紋管的設(shè)置承插式端，對(duì)接時(shí)要留出 1.5mm的空隙作為伸縮縫，波紋管對(duì)接要順暢挺直。

④ 回填土?xí)r，用 L=1.2m、D=900mm 鐵套筒套住管井，在套筒與井壁之間填粗砂 1.1m，待土回填至同樣高度時(shí)用葫蘆吊起套筒。在管井外形成完整的粗砂過濾層，讓水流順暢進(jìn)入井內(nèi)且保護(hù)管井壁。

⑤ 在波紋管降水井的頂部，用 Ф48×3.5mm 鋼管做成一個(gè)三角架固定來支撐，可用鐵絲固定也可用電焊固定。

⑥ 波紋管頂部周圍可用 250mm 透水性較差的土質(zhì)回填，且要高出周圍填土面 ≥150mm，用鋼筋格攔柵封口防護(hù)。再做找坡與排水溝。

5 安裝和運(yùn)行的細(xì)部要求

（1）基坑回填以要前定好降水井位置，然后按施工工藝要求安井、填回填土。井管外壁粗砂過濾層以外的填土宜選用透水性較強(qiáng)的土質(zhì)，以便地下水更有效地滲入管井。

（2）回填土?xí)r要檢查管身濾水密目紗網(wǎng)和井管接頭是否脫落，波紋管濾水部分管段是否變形，管身有無保持垂直等等，否則應(yīng)及時(shí)調(diào)整。

（3）波紋管降水井機(jī)組開機(jī) 24h 內(nèi)應(yīng)該抽出清水。否則，要逐一檢查管井，如果抽出混水，可以判斷降水井是否失效，考慮重新打井。

（4）施工用的波紋管要有質(zhì)量保證的產(chǎn)品，要檢查產(chǎn)品的合格證和出廠檢驗(yàn)報(bào)告，若不合格嚴(yán)禁使用。

（5）施工到設(shè)計(jì)抗浮層數(shù)要停機(jī)拆井時(shí)，須做抗浮驗(yàn)算，達(dá)到設(shè)計(jì)要求方可拆井。

6 降水井日常管理

（1）檢查潛水泵及機(jī)組電器設(shè)備、管路等的運(yùn)行是否正常，出水量是否正常等。

（2）檢查井內(nèi)水位標(biāo)高，其井內(nèi)水位是否處在設(shè)計(jì)要求的抗浮水位標(biāo)高以下。

（3）降水設(shè)備運(yùn)行、井內(nèi)水位標(biāo)高、出水量、水質(zhì)是否渾濁、井內(nèi)有無泥沙等情況，要做好排水運(yùn)行記錄、資料要保存。

（4）做好周邊建筑物、地面的沉降觀測(cè)，對(duì)運(yùn)行記錄和沉降觀測(cè)記錄要進(jìn)行分析，定期提出沉降變化情況的分析報(bào)告。

7 成本核算

（1）將磚砌降水井與波紋管降水井相比較：波紋管井安裝一節(jié)就有 3 米長(zhǎng)，并且井管強(qiáng)度高、材質(zhì)輕、便于施工操作，省掉磚料二次運(yùn)輸、砌磚、抹灰、養(yǎng)護(hù)期等等，單這些就可省掉單項(xiàng)造價(jià) 36580 元。

（2）波紋管降水井節(jié)省大型調(diào)運(yùn)機(jī)械投入費(fèi)用。

（3）不影響回填土施工，不會(huì)產(chǎn)生交叉施工；波紋管降水井大大節(jié)省能源，減少磚頭垃圾廢料，也節(jié)省勞動(dòng)力。

（4）通過對(duì)該工程項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)對(duì)比分析，波紋管降水井大大縮短總工期可降低整個(gè)工程總造價(jià) 927655 元。

8 結(jié)束語(yǔ)

（1）廈門某研究基地工程基坑降水，大膽采用波紋管成井取代磚砌成井的降水新技術(shù)、新工藝，并且精確的計(jì)算基坑總涌水量及管井的排水量，科學(xué)安排降水井的數(shù)量和位置，排水效果非常好。新型降水即提高基坑降水的效率，又加快基坑回填土的速度；即節(jié)省能源和工程成本，又加快工程施工的總進(jìn)度。

（2）波紋管材質(zhì)輕，成井施工方便，為地下室基槽回填土施工縮短工期。

（3）我們聘請(qǐng)檢測(cè)單位對(duì)地下室和基坑周圍土體的沉降觀測(cè)，觀測(cè)數(shù)據(jù)表明，波紋管降水井降水的新技術(shù)，可有效地控制地下水在設(shè)計(jì)標(biāo)高以下，完全可以保證地下室及主體結(jié)構(gòu)的安全。

（4）本工程基坑波紋管降水，其中 19 孔井出水量正常，剩下 2 口井遠(yuǎn)離高地靠近基巖，發(fā)現(xiàn)降水井只有比較少的地下水滲入，19 孔管井降水量平均為 178 m3/d 左右，滿足地下室結(jié)構(gòu)的抗浮要求。