广州市水务科学研究所 510220
摘要：高层建筑由于上部荷载大，大多采用补偿性基础，因此一般都设一层或多层地下室，这样有利于建筑物的稳定，并可充分利用地下空间。但同时由于基础埋深较大，基坑开挖较深，也给施工增大了难度，尤其是在地下水位较高的软土地区开挖深基坑时，地下水会不断地渗入基坑，容易造成流砂、边坡失稳或使地基承载力下降，为此，在进行深基坑施工时必须做好地下水控制工作。
地下水的控制方法主要有降水、截水和回灌等几种形式，这几种形式可以单独使用，也可以组合使用。
（1）降水的方法有集水明排和井点降水两类。集水明排属重力降水，它是在开挖基坑时沿坑底周围开挖排水沟，并每隔一定距离设置集水井，使基坑内挖土时渗出的水经排水沟流向集水井，然后用水泵将水排出坑外。
（2）深基坑工程的截水方法经常采用的是截水帷幕，它是在基坑开挖前沿基坑四周设置隔水围护壁（亦称隔水帷幕），帷幕的底部宜深入坑底一定深度或到底部透水层，由于围护壁是止水的，这样基坑内外的地下水就不能相互渗流。截水后，基坑内的水量或水压较大时，可以采用基坑内井点降水，这种方法既有效地保护了周边环境，同时又使坑内一定深度内的土层疏干并排水固结，改善了施工作业条件，并有利于围护及基底的稳定。
（3）回灌法就是在降水井点和需保护的原有建筑物、地下管线之间打一排井点。在降水的同时，通过回灌井点向土层内灌入一定数量的水，从而阻止或减少回灌井点外侧建（构）筑物下的地下水流失，使原地下水位基本保持不变，这样就不会因降水而使土层产生固结下沉，消除或减少了周围的地面沉降，保证原有建筑物、地下管线的安全与使用。
一、井点降水法简介
常用的井点降水术技术有真空（轻型）井点、喷射井点、电渗井点、管井、辐射井（水平井点）及引渗井、大口井等。下面就深井井点降水作以下介绍。
图示：a）防止涌水 b）稳定边坡 c）防止管涌 d）减少横向荷载 e）防止流砂
二、深井井点降水原理
井点降水就是在基坑开挖前，预先在基坑四周埋设一定数量的滤水管（井）。在基坑开挖前和开挖过程中，利用真空原理，不断抽出地下水，使地下水位降低到坑底以下。如图2所示
三、深井井点的施工
深井井点的施工大致分为以下几个过程：准备工作、井点系统的形成及埋设、使用及拆除。
（1）准备工作包括井点设备、动力、水源及必要材料的准备，施工道路的形成，以及测量放样。
（2）井点系统的形成及埋设程序是：先井点成孔，再下井点管，在井点管与井孔之间灌填碎石滤料，然后安装抽水设备，连接支管，最后将各排水运管与排水主管连接。
（3）试抽。井点系统全部安装完毕后，需进行试抽，以检查有无漏水现象。在试抽时，还有一个最重要的任务，就是要根据时刻观察管井水位，并做好记录，根据水位记录调节控制阀开关大小，以调节抽水流量，保证井点抽水状态连续，始终保持地下水位达到要求水位以下。
四、深井井点降水法的特点
深井井点降水法与其他井点降水法相比，具有以下特点：
（1）改变土体物理性质，增加边坡的稳定性。当基坑开挖到地下水位时，土体中的地下水渗流形成的水动力会对土体边坡的稳定构成威胁，尤其是砂质土壤，最为容易受水动力的破坏。深井井点降水原理为地下水通过井点管内的深井泵提升，造成井点管内水位下降，井点管内水位下降后，其周围的地下水在重力作用下向井点管内聚集，在聚集过程中地下水渗流方向则朝下，动水力方向与重力一致，这种渗流方向增加了土体颗粒压力，提高了土体的密实度，出现了良好的渗流固结效果，有利于边坡稳定。在井点周围的土被大气压力所稳定，真空井点群井构成沿边坡走向的真空连续墙，阻止侧向渗流趋向基坑，消除了边坡的渗流侧压力，这就增加了土层特别是软土的有效应力和抗剪强度。
（2）避免流砂及软土的软弱流变现象和土体的潜蚀或管涌现象。软土和粉土、粉砂土层在水动力的作用下易发生压力传递现象，出现软土滑动及砂土的流砂现象，造成严重工程事故。深井井点降水法在基坑开挖前就已将开挖土层的自由水排出，致使软土出现滑动和砂土层流砂的动水力很小。
（3）显著的经济效益、环境效益。地下水位降低后，土内水分已被排除，增加了边坡的稳定性，边坡可改陡，减少挖土量，同时可省去大量支撑材料，提高工效和降低施工费。深井泵吸的清水可成为施工场地的生产用水水源，外排的清水不会污染城市地下管网。
综上所述，使用深井井点降水法，具有良好的降水效果，明显稳定边坡的作用，大大缩短工期及保障周围施工环境安全等综合效应。
五、工程案例
某电站厂房基坑施工场地较小，基坑底部高程为1 042 m，其开挖深度达到 20 m 左右，开挖地层为细砂和砂砾石层属中等透水性。基坑地下水位分布高程为1 065． 5 ～1 066． 5 m 之间，基坑右侧坝肩旁为A市城区，左侧为泄洪闸施工部位，建基面高程在1 062 m，部分基础处于电站基坑的边坡开挖范围内，其边坡的稳定对泄洪闸基础和乌海市安全尤为重要。
（1）深井井点降水措施
考虑到该基坑设计挖深为 － 20 m，设定基坑中心降止水深度为 21 m，在确定基坑深井井点降水深度后，根据前期基坑明排渗水量和潜水型非稳定流水利公式计算，决定在基坑四周均匀布置深井井点，电站基坑井群按近似块状环形布置，距开挖边坡上缘口外侧5 m，井点间距 5 ～ 8 m，管井孔径选择 500 mm，孔深32 m，全孔下入井管，选用管径 325 mm 螺旋钢管，采用穿孔式过滤器，基坑边坡线总长 800 m，共设 128 个井点。采用 150QJ30 － 39 型号井用潜水泵，其适用最小井径为 150 mm，流量为 30 m 3 /h，扬程 39 m。排水支管为 DN32 钢管，分别连接6 根 DN250 排水主管上。水由排水支管汇聚到排水主管，再排向基坑外。
（2）降水效果及评价
自管井群井投入运行后，基坑基本达到无水施工条件，电站基坑开挖顺利，运行期间局部坡底出现渗流，根据来水方向，对管井进行了加密，有效解决了运行期间基坑出现的渗流，通过对电站基坑管井降水后的观察，电站基坑周边未出现塌陷，基坑开挖边坡稳定，也未出现垮塌现象。因此深井井点降水在本基坑工程中的使用效果良好。
参考文献：
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[2] 张永波，孙新忠． 基坑降水工程［ M］ ． 北京：地震出版社，2000
[3] 龚晓南． 深基坑工程设计施工手册［ M］ ． 北京：中国建筑工业出版社，1998
[4] 姜清华，颜克诚，蔡枫． 浅谈基坑降水发展及优化设计［ J］ ． 中国水运，2006（12
论文作者:高俊双,贾晓霞
论文发表刊物:《基层建设》2017年3期
论文发表时间:2017/5/5
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