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摘要:为了适应工程需要，有效处理残留滞水问题，已成为深基坑工程施工中的重要组成部分，受到了高度重视。本文以深基坑工程为例，根据工程地质情况，采用“化堵为疏”的方式，成功解决了深基坑高水位滞水疏导、抗浮锚杆无法锚固等问题，确保了基坑安全可靠。
关键词:建筑工程；深基坑；滞水疏导；设计；布置；维护
引言
在深基坑工程施工中，滞水层问题是一道技术难题，尤其是在地下水水量大、水位高同时岩石松散的不利地质情况下，若再遇有滞水层，则深基坑施工更加困难。在建筑物密集地区进行施工，还会对周围环境带来较严重的后果。因此，在高水位深基坑施工过程中，对遇有滞水问题应及时采取措施进行处理，是十分有必要且迫切的。本文结合某工程为例，谈一谈对地下滞水处理的方法及利用技术。
1 工程概况
某工程地下4层，地上33层，总建筑面积为69394.2m2，基坑开挖深度25m。持力层为圆砾层，地下水位埋深21m，高于基坑底面标高4m，为承压水，水量较大；圆砾层具有透水系数大、岩层松散等特点，抗浮锚杆无法锚固，给基坑施工及建筑物抗浮带来了困难。结合多年的施工经验，决定采用“化堵为疏”的方式进行地下滞水处理，使得地下滞水得以有效疏导，并加以回收利用，同时能够保持建筑物场地生态环境平衡发展，有效进行水土保护，达到环境保护的目的。
2 深基坑滞水疏导系统原理
整个滞水疏导系统由滤水井、滤水管、集水井、输水管道、集水箱5部分组成，如图1所示。
疏导系统设计及工作原理:根据地质勘察资料报告，经过降排水设计计算，在建筑物基础底板中合理布置排水降压滤水管道系统，将部分承压地下水有组织的疏导至集水井后再统一抽排利用，从而将地下水的承压水头降低到合理区间，使基础底板所承受的水压力处于合理范围，减轻基础底板承受的水压力，防止了底板因水压力过大产生裂缝和降低建筑不稳定性。
滞水疏导的施工原理:先在基坑内设置集水井和滤水井，并预留滤水管，在集水井内设置低压抽水泵和水位抽水控制系统，当承压水涌出超过一定水位后，自动抽水；在地下室底板施工完毕后，预留出集水井，不封堵，继续作为基坑降水井使用；随主体施工安装滞水疏导管道，并利用主体结构集水箱，作为滞水收集水箱；在指定区域设置二级沉淀池，将回收水沉淀后用于施工生产中；建筑物主体施工完成，将滞水疏导系统归并到建筑物供水系统中。
建筑投入使用后，封堵预留的临时集水井顶部，在完成地坪后，接长滤水管管道，将承压水排出到建筑物集水池内，达到基础底板长期排水降压的效果。排出的水经有效处理后用于小区日常喷淋、卫生间冲洗、消防用水等，能够节约水资源和降低用水成本。
3 滞水疏导系统设计与布置
3.1 滞水疏导系统设计
根据地质勘察报告中地下水位、地下土层和基础承受的地面垂直荷载、基础形状及大小等相关资料进行滤水泄压系统设计。
设计中主要确定滤水管口径、数量、长度及滤水管上面的滤水孔间距和孔径，并对滤水泄压系统设计方案进行深化设计，使滤水泄压系统工作效果达到最佳。施工阶段的排水泄压量较建筑使用阶段的大，因此设计滤水泄压系统时以施工阶段的基本情况确定其基本数据。
(1)涌水量计算
式中:Q为基坑涌水量；k为土壤的渗透系数，按地质勘探报告按圆砾层强透水系数取大值，k=40m/d；S为基坑水位降深(承压水位由67.24m降至基底下0.5m)，取10.74m；M为承压含水层厚度，取1.22m；l为基坑长度(m)。
对于不规则形状的基坑，其等效半径按下式计算:
式中:A为基坑面积(m2)。
(2)井点的数量确定
n=mQ/q (3)
式中:m=1.1(安全系数)；n=1.1Q/q=17口井；Q为管井单井出水量，按照经验公式计算；q=120πrslk1/3，rs为过滤器半径，现场采用管井降水，故rs=0.14m，l为过滤器进水部分长度，l=1m。
3.2 滤水井布置
根据滤水泄压系统的设计书、地质勘查报告和操作方案等资料对滤水井进行布置。设计时，考虑建筑物使用阶段方便排水管道的布置和防止滤水泄压系统发生堵塞，将滤水管道均匀埋设在透水率较好、厚度较大的圆砾层处，并靠近建筑结构柱，如图2所示。
4 滞水疏导系统安装
4.1 滞水疏导系统的安装工艺流程
定位集水井和滤水井的位置→吊放混凝土套管及预埋件→回填井底圆砾层→回填井管与孔壁间的砂砾过滤层→洗井→集水井内设低压水泵→安装水位抽水控制系统→安装疏水管道和集水箱→滤水泄压系统试运行→验收使用。
4.2 施工要点
(1)滤水井构造滤水井为内径500mm的预制混凝土管，井管内安装内径140mm滤水芯管，在含水层段呈梅花状开φ10@20进水孔，外缠3层60～80密目滤网。滤水芯管与井孔之间填1～2mm粗砂滤料，井深约1.4m。
(2)埋设预埋件预埋件埋设于基础筏板滤水井处，与芯管固定盖之间设置胶垫圈。
(3)填粗砂从井管周围均匀填粗砂滤料，防止将井管挤偏，洗井补填粗砂滤料。
(4)安装滤水泄压系统芯管及芯管固定盖。按照预设的螺栓孔固定安装，并将螺栓旋紧，以免松动，发生漏水。
(5)安装排水管道排水管道根据建筑使用阶段设计，施工阶段与建筑使用阶段通用，其沿着柱子边缘安装至指定的使用位置。
(6)根据现场条件确定排水管道数量，排出的水经过处理后用于工地日常冲洗或排往市政排水沟，每口井施工完毕即装泵试抽水，要求一泵一电箱，电箱设保护装置，为保证滤水泄压系统的可靠性和连续性，现场应设抽水专业电路，若发生出水量与泵排量不平衡的情况，加设回流管。
4.3 滤水泄压系统运行与维护
由于基础板底水受压，承压水经滤水芯管过滤后会充满滤水井，当水位到达滤水井2/3处，即可通过已安装的抽水系统进行自动抽水。
使用过程中需注意以下注意事项，并进行必要的维护:①定期对滤水系统运行情况进行监测，主要是滤芯，发现问题及时处理，保证滤水泄压系统正常工作；②滤网投入运行后，应定期进行检查、清理和维护，除不锈钢外的黑色金属应每年涂刷防腐漆1次。
4.4 滤水井封堵
完成主体结构后，需要根据建筑使用阶段的要求进行滤水井的封堵施工。
(1)在底板混凝土垫层浇筑前，将滤水井表面抄平，保证滤水井顶部同基底相平，将钢套管固定在滤水井中心上方的集水井口，水泵穿过钢套管放入集水井进行抽水。
(2)施工底板防水层时，防水层上翻至防水套管外侧，并到水环底部。
(3)底板钢筋绑扎时，应按图纸和设计要求对防水套管周围进行施工，套管周围钢筋可以不断开，当钢筋断开时应对套管周围钢筋进行加强。
(4)当防水套管高度＞500mm时，为保证套管的稳定性，在套管止水外环上部点焊钢筋，且与底板钢筋连接固定。
(5)主体施工完成后，基坑内降水井停止降水时，立即将降水泵取出，埋置法兰盖板，在确认法兰盖板严密不漏气后，将钢套管清理干净，盖板上部浇筑比底板高一强度等级的膨胀混凝土，并用小型振捣棒振捣密实。
(6)根据管的法兰盖板大小和螺栓孔制作橡胶垫圈。
(7)封堵集水井口的混凝土在达到初凝后进行两次压光，再覆盖，保养，养护≥14d。
5 滞水合理利用
5.1 滞水沉淀与水质检测
滞水收集至集水井后，须经二级沉淀方可使用，在使用前需对水质进行检测，水质应满足相关规范要求。每周需用pH试纸对水质进行pH值检测，确保用水安全。
因承压水多来自雨水，滞水收集系统可与施工现场雨水收集系统合并，对施工现场水收集系统进行合理规划及布置。在施工作业区、生活办公区可设置雨水回收管道，将承压水与雨水回收，合并进行沉淀和净化，统筹安排和使用。
5.2 水资源合理利用
检测合格的回收水可用于施工现场混凝土养护、施工用水、道路清洗降尘、进出车辆冲洗、办公生活区冲洗用水等方面。
(1)降尘方面在施工现场沿道路、围墙设置降尘喷淋系统，定期对施工道路进行降尘喷淋，减少扬尘污染，并可适当缓解炎热；在施工作业面和作业层设置外架多功能喷淋系统，利用回收水作为水源，定期进行喷淋，既可做外墙混凝土养护，也可作为作业面的降尘和降温喷淋，保障工人健康。
(2)施工用水方面在施工现场设置施工供水管道，水源可使用回收水和市政供水联动，在回收水供给不足时，可采用市政水进行补充，主要可用于泵管清洗、砌体施工用水等方面。
(3)生活办公区用水夏天漫长而高温，缓解暑热是健康保障的重中之重，可在板房屋面设置降温喷淋系统，并将喷淋水加以循环利用，使得高温得以有效缓解。也可用于道路洒水降温，以及绿色植物的浇水灌溉。
6 结语
综上所述，该工程由于圆砾层具有透水系数大、岩层松散等特点，抗浮锚杆无法锚固，给基坑施工及建筑物抗浮带来了困难。采用“化堵为疏”的方式，成功解决了深基坑高水位滞水疏导、抗浮锚杆无法锚固、水资源合理利用等问题。“化堵为疏”将滞水进行合理疏导并加以回收利用，既保护了施工场地的水土资源，又使得基坑滞水得以回收利用，节约水资源。在高水位的深基坑中，可采取类似的措施，可减少对环境的破以及承压水浮力对建筑物的影响，以实现绿色施工、节能环保的目标。
参考文献
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论文作者:李志强
论文发表刊物:《基层建设》2016年第33期
论文发表时间:2017/3/6
标签：水井论文; 基坑论文; 系统论文; 底板论文; 套管论文; 水位论文; 集水论文; 《基层建设》2016年第33期论文;