淺談砂巖天然地基深基坑降排水工程施工方案的選擇

趙宗讓

陜西建工集團第五建筑工程有限公司

1.工程概況

    海達商業廣場工程位于內蒙古鄂爾多斯市伊金霍洛旗阿騰席熱鎮，由兩棟地下2層，地上分別為25層和26層的商住樓及五層裙樓組成，框筒結構，工程±0.00的絕對高程為1308.65米。基礎采用無梁式鋼筋砼筏板基礎（主樓筏板厚度2600、裙樓筏板厚度400/500），基坑開挖深度：主樓為-13.35m，裙樓為-10.95m。

依據巖土工程地質勘察報告，場地內有碎屑巖類孔隙-裂隙潛水存在，水位埋深一般為5.0m～10.8m，水位標高1298.0～1303.0米，整體水位呈北高南低、西高東低的態勢。涌水量貧乏，水位及水量受季節性影響變化較大。按照場地土的物理力學性質差異及其工程特性分為5個單元層，現將基坑開挖深度范圍內的地層分布情況自上而下分述如下：

    單元層①：細砂層，散體狀結構，極破碎，地層強度較高，變形量較低，分布厚度較小，變化大，一般為0.5～1.5米；

    單元層②：細砂巖層，平均厚度3.1米，強度較高，變形量低；

    單元層③：細砂巖層，強風化，膠結性較差，碎裂狀結構，風化裂隙發育，裂隙多為張裂隙，裂隙面多為粘性土填充，該層平均厚度12.1米；層頂起伏較平緩，變化較小，平面及垂向均一性較好，強度高，變形量低，承載力特征值650KPa，且下部為多層細砂巖層，無軟弱下臥層分布。

    按照設計要求，選擇單元層③作為地基持力層，采用天然地基，能夠滿足工程承載力要求。

2.深基坑降排水工程施工方案的確定

    2.1依據巖土工程勘察報告及現場施工條件，基坑土方開挖時采用坡率法穩定原則進行自然放坡，穩定坡比按照巖土地質勘察報告的結論確定為1:0.5。

    2.2由于本工程場地地下有碎屑巖類空隙—裂隙潛水存在，水位標高1298.0～1303.0米，涌水量貧乏，因而本工程土方開挖時暫不考慮基坑的降水問題，選擇明溝法組織基坑排水，即分別在主、裙樓距坑底邊300mm／500mm處開挖排水明溝，明溝尺寸為500×500，每隔30m左右設置一個集水坑，靠近基坑一側的明溝側壁采用240磚墻砌筑，并在基坑四周設1000×1000×1200的集水坑，集水坑間距為30米，用水泵抽水排至市政管網的污水井中。

3.基坑土方開挖揭示出地下水的分布情況及其出現的問題

    基坑土方開挖后，在裙樓基底（-10.95m）之上幾乎未見地下水存在，而在主樓基坑土方開挖時，發現除坑壁有地下潛水（巖層層間水）向坑內滲流外，且基坑坑底有許多直徑約為3～5mm，形如泉眼狀的細流由坑底向坑內涌入，導致基坑坑底始終有水存在而難以呈干燥狀態，一旦經過擾動，即成“泥狀”，這直接影響到基礎砼墊層及后續各工序的正常施工。

4.砂巖天然地基深降排水工程施工方案的選擇

    由于主樓坑壁有一定數量的潛水（屬砂巖層間水）向基坑滲流，且坑底形如泉水的涌水眼直徑很小，無法查明地下水在地下的滲流路徑，因而無論是采用井點降水、還是管井降水，都很難切斷該地下水的滲透路徑，達不到預期的降排水效果。在考慮經濟、合理、實用的條件下，采用開槽埋管，導流入坑的降排水施工方案，較好的解決了這個問題，具體做法如下：

    4.1坑壁降排水施工工藝要點

    鑒于主樓基坑位于裙樓和地下2層車庫范圍內，依據地下水的實際分布情況需對原降排水方案進行調整，即取消裙樓基坑周邊的排水明溝，僅設集水井，間距改為45～50m。

    4.1.1按照2.2的要求在主樓基坑周邊開挖排水明溝和集水井，同時觀察坑壁砂巖層間水滲流的分布情況；

    4.1.2在坑壁面上沿巖層裂隙方向剔鑿100×100的溝槽；

    4.1.3在槽內埋入Φ32PVC管，并在PVC管上縱向開縫，縫寬10毫米，埋置時縫隙朝內，外面用早凝性防水砂漿充填補平。PVC管的直徑一般依據水流的大小而定，可選Φ25、Φ32、Φ50，然后將PVC管引入基坑周邊的排水溝內；

    4.1.4對于坑壁上直徑約為3～5mm，形如泉眼狀的細流滲水點，按照就近的原則采用上述剔槽、埋管的方法選用Φ20PVC管與層間排水管相接；

    4.1.5當基底砼（不包括基坑周邊排水溝和集水井的部位）施工完成后，且坑壁無明水滲流時，除每棟主樓基坑周邊均勻留置3個集水井（參見4.3電梯井部位的降排水做法）外，其余排水溝、集水井即可全部采用10～30的礫石進行回填（要求回填密實），澆筑坑壁砼并與基礎砼墊層相接；

    4.2基底降排水施工工藝要點

    4.2.1仔細觀察基底涌水細流的具體部位，并在施工圖上做出明確標記；

    4.2.2依據施工圖標注的涌水部位，就近選擇基底滲水的疏導路線，并將各滲點用線相連；

    4.2.3按照上述確定的疏導線路安排人力剔鑿截面為100×80～120 mm（寬×深）的溝槽將水匯集起來（靠近基坑四周明溝處的溝槽深度為120mm，另一端為80 mm），并在槽底采用10～20礫石埋設一道F20PVC管將水排至基坑四周的明溝內；

    4.2.4對鋪設的10～20礫石采用鋼筋棍人工搗實（不得損壞PVC排水管），同時要求PVC排水管埋設前，應在PVC排水管的中上部打孔，間距為100～150mm，孔徑為F5。

    4.2.5 觀察2～3小時，若基底涌水均匯集在剔鑿的溝槽內，并能順暢的排出時，即可澆筑基礎墊層砼，進行下一道工序施工。

    4.3電梯井（或集水坑）部位降排水施工工藝要點

電梯井或集水坑部位的坑底通常要比大面積基坑坑底深，相對而言，其排水量較大，施工難度更大。

    4.3.1在電梯井坑底的中心位置采用風鎬開挖一個1000×1000×1200的臨時集水坑，同時在坑底的四周開挖截面尺寸為200×300的排水溝，并將浮土清掃干凈；

    4.3.2在電梯井坑周排水溝的四邊中點位置剔鑿截面為100×150的十字排水槽均與臨時集水坑相連；

    4.3.3電梯井坑壁降排水做法參見4.1的相關內容，并與坑周排水溝相接；

    4.3.4電梯井坑底降排水做法參見4.2的相關內容，并按照就近選擇的原則與坑周排水溝或臨時集水坑相接；

    4.3.4臨時集水坑的設置

    4.3.4.1在臨時集水坑內先鋪設一層300厚的礫石層（礫石粒徑為30mm），然后在礫石層上直立2根Φ500的混凝土無砂管和一根Φ50PVC管（設置Φ50PVC管的目的是為了便于觀測地下水位的高低，要求管壁開孔，呈梅花狀，孔距300，孔徑為10mm），緊臨設置，便于固定；

    4.3.4.2在兩個無砂管之外采用10～30的礫石充填，其內各設一臺出口口徑為Φ50的清水泵（其中一臺備用），管線各自相互獨立；

    4.3.4.3為便于與硬塑料排水管的連接，在水泵出水口加焊一節Φ50鋼管，管頭伸出筏板上表面的高度不宜小于0.3m；

    4.3.4.4水泵安裝后，在臨時集水坑之上安裝一個150厚帶孔的鋼筋混凝土預制蓋板，將臨時集水坑封住；

    4.3.4采用10～30的礫石對排水溝（200×300）及排水槽（100×100）進行回填，要求回填密實；

    4.3.5觀察電梯井部位降排水的施工效果，當無明水時，即可按照先坑壁后坑底的順序組織砼墊層施工。

5.安全質量保證措施

    5.1 降排水施工前應按城市建設有關規定提前到相關部門辦理市政排水排污手續；

    5.2 供電電源及供電線路要采取相應的安全保護措施，配電箱應編號，加安全護欄、懸掛專業警示牌，并做好防雨防雷保護措施；

    5.3 降排水施工使用的水泵及電纜線的連接必須由專職電工操作，嚴禁抽水人員私自操作；

    5.4 及時觀測臨時集水坑的地下水位，對降水運行的水泵做好運行記錄，發現異常，及時處理。

6.施工總結及體會

    開槽埋管、導流入坑的降排水方案，雖然在一定程度上解決了砂巖天然地基深基坑的降水問題，它在該工程的成功應用，不僅保證了施工工期，而且造價經濟、合理。但它絕不是砂巖天然地基深基坑降排水施工技術的唯一方案。

    實施深基坑降排水的工程項目，無論其降排水方案多么周密、多么完善，但在基坑土方開挖與支護的過程中，出現局部地質變異、流沙、涌水或與地質勘察報告不符的現象時有發生，因此，事先應充分考慮，制定相應的應急預案或處理措施就顯得極為重要。

(本文來源：陜西省土木建筑學會  文徑網絡：尹維維 尚雯瀟 編輯  文徑 審核)