深基坑开挖对基岩裂隙水的降水井后施工法

深基坑开挖对基岩裂隙水的降水井后施工法

冯京京

江苏省建苑岩土工程勘测有限公司 江苏省 南京市210009

摘要:在南京地区，深基坑施工过程中常存在对基岩裂隙水的处理问题。由于南京地区基岩裂隙水存在渗透路径不明、低补给量且渗水点随机的特点，在基坑开挖过程中往往渗水量低不影响施工，但开挖至坑底后出现大量基岩裂隙水，不利于地下室垫层、防水等施工。常规的降水井适用于强透水性的基岩裂隙水，对弱透水性的基岩裂隙水处理效果不佳。相对于传统的降水井，本文提出了易于施工的降水井后施工法，有效解决类似地质条件下的降水难题。

关键词：深基坑；降水井；基岩裂隙水

前言：在城市发展过程中，地下水的处理是极为重要且复杂的。在处理地下水的过程中，经常会遇到含砾粘土、基岩裂隙水等渗透路径不明、低补给量的随机渗水点，该种土层由于随机性较大，往往在施工过程中才能发现，只能采取临时处理措施来处理。但由于其渗透系数小、土质条件好等原因，不同于软土地区的处理方式，在坚硬土层中往往处理难度更大，在需要保证干燥作业时，综合满足经济、环境效应成为了一个实际施工过程中的共同难题。本文结合工程实例，提出“简易降水井”的排水措施，对比“轻型井点”、“管井”等降排水措施，为后续在类似地质条件下的排水提供了依据。

1 工程简介

1.1 工程概况

南京盱眙某基坑工程，根据其工程地质及水文地质条件，基坑开挖采用“明挖+集水坑”排水，未设置降水井，开挖过程中未见明水。顺利开挖至坑底。

开挖至基坑底施工垫层及防水卷材期间，施工单位反映：开挖面局部渗水，导致局部无法干作业施工，防水效果较差无法满足设计要求。根据现场实际出水量观测，开挖面局部地区积水1-2cm，渗透路径不明、渗水量不大且渗水点随机，由于基坑已开挖至坑底，垫层及工程桩已施工完成，地下水处理难度较大。

1.2 工程地质条件

表1 土层物理力学特性

1.3 水文地质条件

场地勘探深度内地下水类型为松散岩类孔隙潜水。

    潜水赋存于勘察揭露②层粘土及以上地层孔隙中，主要含水层为①层杂填土、②层粘土，主要靠大气降水及地表水入渗补给，排泄以蒸发和侧向迳流为主，迳流滞缓，与降水联系密切，潜水位直接受降水控制，场地附近无污染源，无污染情况，对工程基本无影响。

勘探期间测得潜水初见水位埋深为1.0m，稳定地下水位埋深约为1.5m。据区域水文地质资料反映，拟建场地潜水近3～5年内最高地下水位埋深为自然地面下1.0m，最低地下水位埋深为自然地面下2.0m，年变幅一般在1.0m左右，历史最高地下水位埋深为自然地面下1.0m。

1.4 开挖面渗水成因分析

基坑开挖面为③含砾粘土中，该层土渗透系数较小，硬度较大。在基坑开挖过程中未发现明水；开挖至坑底后约2-3小时渗出地下水，渗出速度缓慢；根据现场观测，24小时局部渗出地面地下水形成1-3cm厚的小型水坑，地下水渗出点随机。现场施工单位采取了施工垫层及局部浇筑素混凝土的方式进行封堵，发现地下水渗出点会发生改变，无法采用封堵的形式对开挖面渗出地下水进行处理。

③含砾粘土下层为⑤强风化石灰岩，强风化岩层中存在裂隙，裂隙中可能存在基岩裂隙水，基岩裂隙水水量不大且在裂隙范围分布，由于强风化岩层中的裂隙分布无规律，可通过③含砾粘土缓慢渗出。施工单位采取了浇筑垫层等方式临时封堵，⑤强风化石灰岩未暴露在开挖面，土体内部裂隙等结构面无法通过现场观测确认其位置，采取的封堵措施未能准确对裂隙进行填充，局部封堵后，基岩裂隙水会从其它地方渗出，对于该种情况，宜采取降排水措施。

根据实际工程的处理情况，提出了“简易降水井”的排水措施，有效解决了该种土层的地下水问题。

2 排水措施

2.1 “轻型井点”排水

“轻型井点”降水为常用的地下水降排水方式，由于其施工的便利性，经常用于临时处理地下水的应急措施，实际工程中在淤泥、淤泥质土、黏性土等地质条件下较为普遍使用。轻型井点是人工降低地下水位的一种方法，它是沿基坑四周或一侧将直径较细的井管沉入深于基底的含水层内，井管上部与总管连接，通过总管利用抽水设备将地下水从井管内不断抽出，使原有地下水位降低到基底以下。轻型井点抽水系统不应漏水、漏气，抽水时的真空度应保持在55kPa以上，且抽水不应间断。

含砾粘土、基岩裂隙水等渗透路径不明、低补给量的随机渗水点，该地质条件下，轻型井点真空度不易保持，由于土层渗透系数低、渗透点随机，真空井工作时常能迅速抽干局部地下水，形成空抽状态，导致泵被烧坏，轻型井点失效；过一段时间后，地下水又重新渗出。

2.2 “管井”排水

“管井”降水也是常用的地下水降排水方式，在粉土、砂土、碎石土、岩石等地质条件下较为普遍使用。管井成孔直径400-800mm，实际施工中常用800mm直径管井，成孔机械较大。正常情况下管井应在基坑开挖前施工完成，并提前一周预降水，确保土体内地下水位满足设计要求。

遇到含砾粘土、基岩裂隙水等渗透系数较小的隔水层，基坑开挖前根据土质条件判断出水量不大，大面积布置管井降水，会造成工程经济上的浪费；而且在渗透系数不大的情况下，管井滤网范围容易形成堵孔。在本基坑实际施工过程中，出现局部渗水点后，如在开挖面增设管井降水，施工操作不便，施工机械的进出场会对已施工的工程桩以及开挖面垫层碾压，影响施工进度。

2.3 “简易降水井”排水

“简易降水井”排水的降水原理同管井降水。

根据现场实际拥有管材及滤料，现场人工小型机械开挖直径约500mm降水井；绑扎滤管滤网，滤管周围滤料填实，形成小型“简易降水井”；将抽水管放入滤管中，利用水泵将“简易降水井”中的明水排出，水泵可根据出水量，随时开启和关闭。由于“简易降水井”施工要求并不需要统一，由现场焊接、绑扎而成，“简易降水井”形式多样，根据渗水点等关键部位设置，只要原理与管井降水相同，降排水满足施工要求即可。

2.3.1 “简易降水井”样式一

    采用开挖工具，开挖400mm×400mm，深度1.0m降水井；利用现有DN100镀锌管作为滤管，镀锌管四周开孔并缠绕镀锌密目滤网；利用现有瓜子片材料作为滤料，在滤管周围填实，形成简易降水井。

图1“简易降水井”样式一

2.3.2 “简易降水井”样式二

    采用机械成孔，开挖φ200mm，深度3.0m降水井；利用现有PVC管作为滤管，PVC管四周开孔并采用2层钢丝网外包；利用现有粗砂材料作为滤料，在滤管周围填实，形成简易降水井。

图1“简易降水井”样式二

“简易降水井”工艺，施工便利，无需大型机械进场，可根据渗水点灵活布设降水井位置；滤管可采用现场拥有管材，现场焊接、开孔，施工便利，“简易降水井”工艺及样式不需要统一；滤料也可根据现场拥有材料或方便购买材料，现场配比。在实际施工过程中，对于渗透路径不明、低补给量的随机渗水点非常适用。

3 .结论

对于本基坑实例，施工过程中发现渗透路径不明、低补给量的随机渗水点时，通过不同的处理方式和处理效果的对比，提出“简易降水井”的排水措施，为同类型的地质条件，提供相对可靠的处理思路。

不同的降排水措施适用于不同的地质条件和施工工况。对于渗透路径不明、低补给量的随机渗水点，可采用“简易降水井”的排水措施，施工方便，操作便利，有利于利用现有的管材、滤料，作为施工过程中发现渗水的后处理排水措施。尤其是对于强风化岩、含砾粘土等坚硬岩石，渗水点相对复杂且不易判断的地质条件，“简易降水井”是一种可靠、经济且施工便利的排水措施。

参考文献

[1] 《工程地质手册》编委会.工程地质手册（第五版）[M].北京：中国建筑工业出版社,2018:535-537

[2] 岩土工程勘察规范（2009版）：GB50021-2001.北京：中国建筑工业出版社

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