卵石层深基坑的降水设计与施工技术

上海 200002摘要：通常情况下，施工水下承台时可以采用钢套箱、拉森钢板桩围堰或地下连续墙等施工方法，但以上方法均不适

用于有卵石层的深基坑施工。因此，结合工程现场环境总结出一套卵石土层深基坑降水施工技术，即通过采取深井井 点降水与集水明排相结合的方法，顺利地完成了基坑施工，取得了理想的效果。关縫词：卵石层；深基坑；深井井点降水；集水明排；水力坡度值中图分类号：TU753.6*6 文献标志码：A 文章编号：1004-1001 (2019)04-0576-03 DOI: 10.14144/j.cnki.jzsg.2019.04.010Dewatering Design and Construction Technology for Deep

Foundation Pit of Pebble Soil LayerZHAO Jun YANG Yubo MIAO LinShanghai Foundation Engineering Group Co., Ltd., Shanghai 200002, ChinaAbstract: Under normal circumstances, construction methods such as steel casings, Larsen steel sheet pile cofferdams

or underground continuous walls can be used for the construction of underwater pile caps, but the above methods are not suitable for the construction of foundation pit having pebble soil layer. Therefore, combined with the engineering site environment, a set of deep foun dation pit dewatering construction tech nology in the pebble soil layer is summarized. That is, by adopting a combination of deep well point dewateri ng and catchment waterway drainage, the foundation pit construction is successfully completed and the ideal effect is achieved.Keywords: pebble soil layer; deep foundation pit; deep well point dewatering; catchment waterway drainage; hydraulic

slope value井点降水是人工降低地下水位的一种方法。在基坑开 挖前，在基坑四周埋设一定数量的滤水管井，利用抽水设

集水明排是指在基坑内设置集水井，然后用水泵将

水抽出基坑外的降水方法。在卵石河床开挖基坑，如涌入 基坑内的地下水不能及时排除，不但导致土方开挖困难， 边坡容易塌方，而且会使地基被水浸泡，扰动地基土。当

备使所挖的土始终保持干燥状态。所采用的井点类型有： 轻型井点、喷射井点、电渗井点、管井井点、深井井点 等[1-3]基坑涌水量不大时，集水明排法是应用最广泛，亦是最简 单、经济的方法。轻型井点、喷射井点和电渗井点多用于渗透系数不大

于50 m/d的粉质黏土、砂土和黏性土中。管井井点由滤水 井管、吸水管和抽水机械等组成。管井排水量大，但其降

针对背景工程的卵石层地质条件，仅仅采用井点降水 难以取得满意的降水效果。因此采取坑外与坑内相结合、 深井井点降水与集水明排相结合的降水方法，以满足施工

低水位深度较浅且水泵设在地面，不利于现场施工布置。深井井点降水是在深基坑的周围埋置深于基底的井

要求。管，通过设置在井管内的潜水泵将地下水抽出，使地下水

位低于坑底。该方法具有以下优点：排水量大，降水深度 大于15 m；井距大且对平面布置的干扰小；不受土层限

1 工程概况背景工程承台场地土由第四系冲积物构成，在勘探深

制；井点制作、降水设备及操作工艺、维护均较简单，施 工速度快；井点管可以整根拔出重复使用。其适用于渗透

度100 m范围内由粉土和卵石构成。母岩多呈浑圆、次圆

状，一般粒径30〜60 mm,最大粒径可达200 mm«整体级

系数较大（10〜250 m/d）、土质为砂石类土、地下水丰 富、降水深、面积大、时间长的情况，降水深可达50m。配一般，充填物以粉细砂为主，上部充填程度较差。土层 渗透系数K=80 m/d。基坑平面尺寸41.75 mX71.50 m,基坑开挖深度为

作者简介：赵M （1990—）,男，本科，助理工程卯。 通信地址：上诲亩黄诫区江西中路406号（200002 ） o 电子 *[>«： 657497692@qq.com&5 m,地下水埋深0.5 m,降低水位深度10.0 m （图1）。设计图纸建议采用拉森钢板桩围堰施工。拉森钢板

桩适用于柔软地基及地下水较高的深基坑支护，施工简便

收稿貝期:2018-11-30且止水效果好。拉森钢板桩板材较薄，锁口部位形状难控5762019 • 4 • Building Construction赵骏、杨宇波、苗林：卵石层深基坑的降水设计与施工技术图1基坑剖面示意制，钢板桩连接处卡扣不严，无法保证止水效果。如遇河

床地质中的坚硬卵石，更有可能导致拉森钢板桩弯曲后无 法严密，其止水效果及整体性效果差。因此，拉森钢板桩

围堰工艺无法实施。本工程也对比了混凝土沉井法施工，

其工艺复杂、造价高，同样不允考虑。项目部经过多方调查、验证，对钢板桩围堰、混凝土

沉井及深井井点降水等方案进行了比选，最终选择了深井

井点降水配合放坡开挖的方法。深井井点降水是一种较成熟的基坑施工降水方法。本工程采用深井井点降水为主要降水方法，原因如下：其 一，原设计拉森钢板桩围堰施工不能避免有水河床卵石地

质条件下的透水风险；其二，井点成孔釆用旋挖钻施工，

机械设备与桥墩桩基成孔方法一致，施工设备上有较大便

利性；其三，基坑周边环境适用于基坑开挖施工，施工工 艺简单且风险较小。2 降水设计2.1降水试验水文地质参数是基坑降水设计中不可缺少的因子， 它的性质直接影响到基坑降水设计的准确、合理与可靠程

度。以掌握精确的地下水力坡度值为目的进行降水试验，

可为制订基坑降水方案提供可靠的依据。2.2水力坡度值地下水水力坡度（？）是表示含水层中任意两点的水位

（水头）差与该两点间直线距离的比值。河床卵石层地质 情况特别，水力坡度值无经验值可取。为了得到比较准确的水力坡度值，在待开挖基坑旁进 行了抽水试验。在同一直线上分别设置抽水井J1、观测井

G1、观测井G2,观测井间距9 m。试验井深度20 m,井底

低于基坑开挖深度。由观测井随时间变化曲线（图2）可得，水力坡度值

/=0.275«2.3井点管埋设深度井点管埋设深度Hm>H|+/i+/\\R+Z,,其中：H］为基 坑深度&5 m； /1为井点外露高度0.5 m； /为降水区内水力坡 度0.275； R为井点管至基坑中心的距离22.375 m； L为过滤

器工作部分长度4.26 m。经计算，取20 m。图2观测井水深随时间变化曲线2.4基坑涌水量及井点数量在工程实践中，井底往往不能恰巧到达不透水层的 顶板，在潜水含水层中叫潜水不完整井。由于地下水有向

上流动的性质，其渗流阻力就比完整井大。所以，在水位

降低值一样时，认为不完整井的涌水量要较完整井小。 对于不完整井，本工程根据相关公式计算得出其涌水量

为18 794.5 m'/d,据此，深井数量宜为16个，井点间距取

14.16 m。3 深井井点降水结合集水明排施工3.1深井井点布置计算所得井点间距为井点的布设提供了参考，由于基 坑两边邻近河流，其中一个基坑短边邻近河流上游，考虑

降水试验区位于基坑中心位置，以及水补给、地下水流方

向，本工程采用不等距布置降水井的方式（图3）。10.6 10.6 10.6 10.6 10.610.6 10.6邻水长边邻承台承台水短边

24.824.8 24.8图3降水井平面布置（单位：m ）根据基坑周边环境，采取的不等距井点布设方法取

得了较好的降水效果，但是由于地下环境复杂，基坑底部 仍然有小股水流渗透，因此另外釆用集水明排将其排出坑

外。3.2深井施工3.2.1钻孔深井钻孔方法采用旋挖钻机，孔径比井管直径大

300 mm。采用旋挖钻机专用聚合物泥浆，配制泥浆前，将

泥浆池内水质pH调节到9左右，以保证发挥其最佳性能。

3.2.2埋设井管检查钻孔深度，核对地质报告中土层分布和现场钻孔

建筑施工•第41卷•第4期5777I赵 骏、杨宇波、苗 林：卵石层深基坑的降水设计与施工技术地质情况，确保滤水管位置适合设计标高。均每个水泵的抽水量约500 m3/do3.2.3填充砂滤料井管全部下沉完毕后，立即在井管周围均匀灌填砂滤 料，填砂滤料至距离井管顶口以下2.0〜2.5 m。待抽水后，

施工数据显示，虽然邻水边深井井点数量布置多于背 水边，但是邻水边每一个井点的抽水量并不少于背水边每

一个井点的抽水量。采用深井井点降水与集水明排相结合 的降水方法，深井井点的排水量约占总排水的90%,集水

再用一般黏性土封口填实。在填砂之前将井管口封住，防

止杂物掉进管内。明排的排水量约占总排水量的10%。3.2.4洗井洗井能破坏泥浆护壁，恢复原土的渗透性，使得地下

水容易进入滤水管。用泥浆泵将井管内泥浆水抽出来，并

4 结语1) 通过30 h不间断降水试验，降水深度满足待开挖基

坑的基底标高要求。不断向井管底部注入清水，再将浑浊水排出。这样反复多 次，使井管内泥浆含量减少到最低限度。2) 在渗透系数大、水补给量足的基坑工程中，深井井

点布置间距应当疏密结合。3.3集水明排由降水试验可知，随着抽水时间的推移水位不断下 降，并且在25 h后基本保持不变。但该卵石层环境复杂，

3) 以深井井点为主、集水明排为辅的降水方法可完成

此基坑的降水工作。复杂环境下的基坑降水工作，适合采

在基坑开挖的过程中仍然有少量水沿着基坑壁渗流进入基 用多种降水工艺相结合的降水方法。坑。为此，随着基坑分层开挖，在每一层的基坑底部设置

集水井，然后用水泵将集水井中的水排至远离基坑的下游 水域。［1］

■参考文献==^=陈幼雄.井点降水设计与施工［ML上海:上海科学普及出版社,2004.

3.4施工抽水量设置在邻水边的深井井点共10个，平均每个井点的抽

［2］ 中华人民共和国住房和城乡建设部.建筑基坑支护技术规程:

JGJ 120—2012［S］,北京沖国建筑工业出版社,2012.

水量约1200m」/d,设置在背水边的深井井点共6个，平均 每个井点的抽水量约1 000 m」/d。集水明排水泵共4个，平

［3］ 姚天强，石振华.基坑降水手册［MJJb京：中国建筑工业出版社,

2006.OCXXXxXXXXXXOOOOOOOOOOOOOOCXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXxXXxXXXXxXXXXXXXxXXXXXXXXXXXXXXXXXxO(上接第575页)桩)同期施工的复杂情况，项目部通过整体施工部署，设 置过渡带、应力释放孔及抗振沟等方式以降低管桩挤土效

数据表明，在管桩施工后2d内，各桩间应力达到一个最大 值330 kPa.随后应力随着时间缓慢释放，在30 d内达到一

应对围护结构的影响，并设置监测桩指导施工顺序及沉桩 速度，同时提前施工降水井作为应力释放孔。通过一系列

个稳定状态，约170 kPao2) 土方开挖后，通过对管桩的质量、桩位、标高等进

行测量，发现管桩偏移上浮合格率高达98%,同时采取小 应变检测和静载试验等多种方式进行检测，发现管桩的桩

有效的措施，桩基工程顺利施工完成，最终工程质量亦满 足规范要求，可为软土地区工程桩与围护结构同期施工前 提下的大面积工程桩施工提供一定的参考。身完整性及承载力均满足使用要求(图13) |5-71o—参考文献

•［1］ 任冶，吴庆成.超长送桩在锤击管桩施工中的运用［J］.海峡科学,

2011(11):24-25.［2］ 徐新跃.锤击预应力管桩的若干问题［J］.工程质量,2002(10):34-37.［3］

张鑫.预应力混凝土管桩施工中的问题及处理［J］.江西建材,2017

(3):72.图13管桩施工效果［4］ 岑仰润，寇秉厚,赵云鹏，等.预应力管桩施工质量问题的处理［J］.浙

3)降水过程中，每日测量基坑周边的监测井水位状

况，充分了解止水帷幕的完整程度以便于及时调整打桩布 置。［6］

江建筑,2005,22(2):41-43.⑸邓建军.浅谈预应力管桩施工质量控制［几建筑安全,2009(7):34-36.陈梅，任林娥.预应力管桩施工飭若干经验［J］.人民珠江,2001(3):

23-24.5 结语针对桩基施工期间基坑围护结构(支护桩及三轴搅拌

［7］ 陈明辉.赫压预应力管桩施工中常见的问题及预吩措施［J}.山西建 筑,2006,32(14):83-85.5782019 • 4 • Building Construction