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摘要：在深基坑施工中，降水工程是必不可少的环节，但其会对周边环境产生较大的影响，成为了施工中的一个重要问题。因此，科学合理的降水控制措施是深基坑工程建设的重要点。本文就以某深基坑工程为例，对深基坑施工中的降水控制措施进行了一些探讨，可为类似工程提供借鉴与参考。
关键词：深基坑；降水控制措施；降水量；回灌
0 引言
近年来，随着我国城市建设的快速发展，高层建筑的不断兴建使得深基坑工程越来越多。在深基坑工程施工当中，降水是减小地下水危害所采取的一种最常见、最有效的方法之一，是一项很重要的技术环节。而在降水施工过程中，在一定范围内改变了内应力的变化，对范围内的建筑物和环境造成一定的影响。因此，如何科学有效地控制基坑降水对周围环境的影响，对基坑安全施工有着重大的意义。现本文结合一个成功的工程实例，就深基坑施工过程中对降水施工的控制作一个详细的介绍，旨在为现实施工提供一定的指导意义。
1 工程概况
某综合楼项目为商住一体的综合性建筑，结构类型为框架-核心筒。该项目占地面积9，178m2，建筑面积约88，420m2，地下4层，基坑开挖深度约23m。周边环境复杂，基坑安全等级为一级，基坑环境保护等级为二级。基坑采用地下连续墙作为围护、止水措施，地墙深度约46m(未阻断第一层承压水)，施工采用顺做法。工程2011年11月开工，于2014年11月竣工。在深基坑施工过程中，某公司通过对降水施工技术攻关，克服了深基坑施工安全及对周边环境的影响这一难点，经第三方监测，周边环境沉降及支护体系水平位移均未超过设计报警值，该工程获得了该市文明工地、优质结构工程、得到了行业主管部门和同行的一致好评。
2 降水控制措施
2.1 确定降水方案
首先对本地区几个类似项目进行了调查，针对他们在施工过程中出现的问题进行分析得出:降水的控制是深基坑施工过程中对周边环境影响的关键。通过仔细解读本项目水文地质勘察报告，将本工程场地的水文地质特征准确分析出来，了解水文地质参数，并在此基础上，进行定流量非稳定流的单井抽水试验，共选择了2个观测孔和1个主孔，单井抽水25小时，并进行25小时水位恢复试验，编制了详细的抽水试验报告，用泰斯软件计算出含水层的渗透系数、导水系数、弹性释水系数、流量与降深关系及影响半径等，为深化降水设计做出了很大的贡献。通过上述分析确定了真空深井井点降水方法，合理布置疏干井、降压井和观测井的数量、位置和井底标高，在基坑内共布置42口疏干井和6口降压井，在坑外布置8口观测回灌井。如图1所示。
2.2 计算降水量
2.2.1 接下来我们进行了基坑底板稳定性验算，确定按需降水量:基坑底板的稳定条件:基坑底板至承压含水层顶板间的土压力应大于承压水的顶托力，即:Σγsi•h≥γw•H•Fs
式中:Fs—抗承压水头稳定性安全系数取1.1；γw—水的重度(kN/m3)，取10kN/m3；H—承压水头高度至承压含水层顶板的距离(m)；γsi—基坑底至承压含水层顶板间的各层土的重度(kN/m3)取17.7kN/m3；h—基坑底至承压含水层顶板间距离(m)。
2.2.2 根据地质勘察报告，场地内第⑦层含水层顶板最浅埋深为44.10m，试验实测承压水头埋深5.2～5.3m，本基坑开挖深度通常是18.5m，局部深坑深度分别为19.05m和22.5m，分别对不同开挖深度情况进行稳定性验算如表1所示。
分析表1可知:当基坑开挖到18.5m和19.05m时，无需降承压水，因为此时基坑大底板处于稳定性临界状态，但如果基坑开挖深度至22.5m时，为了保证基坑安全，就需要将承压水头降至9.45m以下。
2.3 改变抽水方法
2.3.1 根据“按需降水、严禁超降”的原则，通过上文分析可知当基坑开挖到18.5m和19.05m时，无需降承压水，只加强水位及坑底土体情况观测即可，只有当基坑开挖深度至22.5m以上时，为了保证基坑安全，才需要按照计算的水头高度降水。在疏干井进行潜水层降水时，严格按设计及规范要求降到开挖面以下0.5～1m，且随时观测坑外地下水位变化情况。一旦发现异常情况及时采取修正措施，避免损害周遭环境。并填报降水日报表，每日上报降水及水位情况，绘制降水曲线图，全程掌控潜水层水位变化。如图2所示。
2.3.2 利用“对角跳抽、间断执行”的方法进行降水施工。从图1可以看出，在局部深坑周边呈四边形布置了4口降压井,即Y3、Y4、Y5、Y6，我们决定采用Y4、Y5同时抽水，Y2、Y3、Y6观测降深及水位恢复情况，然后换作Y3、Y6同时抽水，Y2、Y4、Y5观测降深及水位恢复情况的方法进行，尽量避免局部集中降水量过大的情况。在承压水降水过程中，应安排专门人员轮流值班，随时观测水位变化及坑底土体情况。每间隔两小时测量一次水位，同时做好记录，根据水位高低进行降压井水泵的开启时间和顺序，将承压水水头始终控制在计算数据9.45m以下10m以上一个相对稳定的区间。
2.3.3 过去传统的抽水方法是将潜水泵安装在井底，在这种情况下，要求操作工人必须时刻坚守在岗位，因为一旦操作工人出现脱岗现象，那么很可能会导致降水过度的情况发生。为应对和解决上述问题，应将潜水泵安装在一个合理的深度，如此即使没有人为控制，一旦水头降到需要的标高时就会自动停止降水。经过初期对Y4、Y5分别在10m、15m、20m水泵安装深度的试验，并观测Y2、Y3、Y6水头下降情况，最终确定将水泵安装在20m深度时比较理想。
2.4 坑外加压回灌
2.4.1 经验分析回灌压力通常在0.06～0.10MPa之间，本次回灌用水利用降水抽出的地下水经三级沉淀后再利用，因此在回灌过程中为了使回灌达到所需压力，安装加压泵对水体自然压力进行加压。
2.4.2 通过多次回灌实验，观测水位恢复情况，测试回灌压力，最终确定压力值为0.10MPa，并确定对G6、G5、G3进行回灌，其余作为观测井。如图3所示。
2.5 确定停止降水时间
利用Σγsi•h≥γw•H公式进行底板混泥土浇筑后基坑稳定性验算(注:计算时未加上地下连续墙重量):
(44.1－22.5)×17.7＋1.35×35≥(44.1－5.2)×10
429.57≥389
通过以上计算数据分析:基坑底板至承压含水层顶板间的土压力大于承压水的顶托力.当基坑底板混泥土浇筑完成后基坑大底板处于安全状态，当混泥土达到一定的强度时即可停止降承压水。经与勘查、设计、监理、业主等参建单位讨论后，决定改变原设计“结构施工至8层停止降水”的要求，改为地下四层结构施工完毕即停止降水，减少了地下水降水时间，保护地下水资源过度流失。
3 结束语
综上所述，降水施工问题对深基坑工程的质量以及周边环境影响非常大，降水的控制不当容易造成基坑事故，给企业带来不可估量的损失。因此，在深基坑降水施工中，施工单位需要根据不同的水文地质条件和周边环境，确定合理的降水方案，并采取科学有效的控制措施，以确保深基坑工程施工质量的同时，有效控制好降水施工对周边环境的影响，进而获得良好的经济效益和社会效益。
参考文献
[1]刘新.浅谈深基坑降水方案与施工工艺[J].知识经济.2013(12):91-91.
[2]陈葆红.浅析深基坑降水方案设计[J].中国房地产业.2016(10).
论文作者:朱章浓
论文发表刊物:《基层建设》2017年第23期
论文发表时间:2017/11/8
标签：基坑论文; 水位论文; 含水层论文; 深基坑论文; 底板论文; 水头论文; 顶板论文; 《基层建设》2017年第23期论文;