X机场基坑降水施工技巧解析

1、X机场基坑降水施工技巧解析作者：刘桂芳来源：西部资源2021年第05期摘要：X机场基坑降水工程具有超大平面、复杂地质条件等特点。根据地质条件及含水层特点，分析并比较降水方案，选用管井降水；阐述基坑降水设计及施工技术。关键词：机场；基坑；降水；支护；设计；施工技术1.概述1.1工程概况本工程拟建场地位于X县X乡，现状主要为农田，局部有水井和坟地，地形平坦。根据拟建场地地勘资料，地下水位位于槽底之上，基坑开挖须进行地下水控制，以保障主体结构地下部分施工。本工程基坑总面积约17.7万m2，其中航站楼区域基坑挖深普遍约8m9.5m，面积约8.2万m2；交通换乘中心及停车库区域基坑挖深普遍约5m7m，面

2、积约9.5万m2。1.2拟建场区的水文地质条件1.2.1场区地表水分布情况X市属黄河流域，黄河从X市南部入境，据X县X水文站实测资料，黄河在本市多年平均径流量248.2m3108m3，保证率为50%的径流量为243.2m3108m3。大黑河及支流是X市城区地表水的主要来源。大黑河径流为降雨补给型，其特点为干支流来水，年内、变差大，历年平均降水量为392.8mm，一天内最大降水量为99.1mm，来水集中在汛期6月9月（60%80%）。1.2.2场区地下水分布条件依据含水层成因、结构特征，可将X市第四系含水层系统划分为山前单一结构含水层系统和平原区双层结构含水系统。平原区双层结构含水层系统，又划分

3、为浅层含水层系统和深层承压含水层系统。具体划分结果见表1-1。1.2.3地下水条件本次勘察90.0m深度范围内观测到一层地下水，地下水类型为潜水，拟建场地地下水主要含水层为粉土层、粉砂2层及以下透水层，水位稳定且水量较大，主要补给来源为大气降水、地面灌溉、以及深层承压水补给，主要排泄方式为蒸发和人工开采，地下水位一般自每年7月份开始上升，9月至10月份达到当年最高水位，随后逐渐下降，至次年的5月至6月份达到当年的最低水位，平均年变幅约1.0m2.0m。2.基坑降水目的、原則及要求2.1基坑降水目的、原则（1）遵循施工设计的原则，确保环保一流、坚持以人为本、采用先进的科技成果、高效的施工工艺。（

4、2）确保挖至槽底时基槽干燥无水；不影响土方、护坡的施工。（3）遵循维护地下水资源平衡的原则，确保不发生大量地下水流失。（4）遵循安全施工、文明环保的原则，确保地基及周边管线、建筑物不沉降、不变形、同时保证基坑不发生隆起及管涌等不良地质现象。（5）处理好残留滞水，确保基坑边坡安全。（6）遵循经济节约施工可行的原则，设计方案尽量降低造价；坚持实事求是的原则，根据公司的能力，确保施工组织的可行性、先进性及合理性；遵循科学施工的原则，正确组织施工，确保施工质量优良。2.2基坑降水要求将上述地下水降至基坑最低筏板标高以下0.5m；基坑大面积开挖深度普遍深处为9.86m，筏板厚度0.8m，因此要求将场区内

5、的地下水位至少要降至11.16m。受降水漏斗的半径影响，需将降水井插入到下一层含水层的土层中一定深度，以保证其排降效果。3.施工依据3.1降水条件分析与方案选择根据降水要求和地下水、地层分布及组成的特点，结合周边工程的施工经验，同时参考周边工程的降水成果。按招标文件要求与充分研究场区水文地质条件和周边基坑环境因素，基坑降水设计采取“以降水为主，疏干井为辅”的地下水控制方案。综合考虑本工程基坑支护设计方案、周边环境影响因素，本项目基坑采用管井降水方案。3.2降水和排水系统设计降水井沿基坑外侧布置间距8m10m布设323口，疏干井位居结构内部间距18m20m布设166口。基坑内部疏干井径650mm

6、，采用外径273mm、壁厚4mm的钢管井，钢管井在底板厚度范围内采用实管，以便后期封井。实管和滤管均为钢管，滤管深度至基底以下不少于7m。基坑外部降水井井径650mm，采用外径为400mm的无砂水泥砾石滤水管，滤管深度至基底以下不少于7m。四个区域排水口与排水线路关系及距离见下图。以上参数需根据现场实际抽水试验后进行调整。3.4残留滞水处理基坑侧壁在上层滞水和潜水含水层的底板位置可能会出现少量残留滞水的渗水现象，可采用导排措施予以解决，即在喷射混凝土护坡面层内埋塑料花管将渗水导出坡面，并导入槽底排水沟、集水井，用水泵抽排至地表排水管网中。3.5降水工程预防措施（1）在基坑四周距基坑边沿5m范围

7、内不得设置散用水点；在场地内的所有用水点，均应设置排水沟，将水引入排水管道。（2）在基坑四周边沿设置排水沟（或排水管道），沟内及以外3m范围的地面用水泥砂浆抹面，防止降雨和人工用水的入渗。（3）检查并堵塞施工场地内废弃的人防通道、上下水管道和暖气沟等，防止渗水和雨季积水渗漏引起边坡坍塌。4.降水井施工4.1降水井施工技术要求4.1.1钻进方法采用回转钻机反循环钻进工艺，减少孔壁泥皮，提高成井质量。4.1.2钻孔均不得使用粘土造浆护壁，循环钻机成孔时，必须保证清水的供给，循环泥浆池不得小于30m3，以便控制泥浆稠度。下管前进行彻底换浆。4.1.3成井选择质量好、渗透能力较强的水泥砾石滤水管、钢管

8、；接头处的死管长度小于2cm；换浆后立即下入井管，井管应保持垂直和居中；井孔内沉淀厚度不得大于0.3m；滤料必须沿四周均匀下入，边洗井边下滤料，上部2m待洗井结束后用粘性土封井。4.1.4洗井采用井内洗井方法；循环钻机成孔后，下入井管，边下滤料边用空压机送气吹洗；待水清砂少时，改用潜水泵进行抽水，直至水清砂净为止。4.1.5水泵安装潜水泵用绝缘材料绳吊放。安装并接通电源，每井附近架立电线杆，铺设电缆和电闸箱，做到单井单控电源，并安装漏电保护系统。4.1.6铺设排水管网地面管网采用波纹管、钢管、硬塑料管作为排水管线。分为主排水管、副排水管、集水管三级。根据现场实际情况，航站区整体排水暂定分为4个

9、区域。主排水管连接排水口与河道之间，采用大直径波纹管或钢管，暂定采用双600波纹管（一用一备）；副排水沿基坑周边布置，汇集降水井抽排出来的地下水进入排水口，采用直径大于250mm的钢管；集水支管采用潜水泵配套塑料管，使水泵抽出来的地下水进入副排水管。主副排水管网向水流方向的倾斜度以1为宜，考虑现场场地不平，也可采用集水管增加单向阀措施加压排水或增加加压泵站强制排水。主副排水管网由加壓提升泵站排水口连接；副排水管线布置在降水井外侧，根据现场条件可放置于地表或采取暗埋方式。4.1.7抽降联网抽降后应连续抽水，不应中途间断，水泵井管维修应逐一进行。开始抽水时，因出水量大，为防止排水管网排水能力不足，

10、可有间隔的逐一起动水泵。4.1.8抽降及维护现场降水人员对不能正常工作的水泵必须及时更换，保证抽降效果。降水人员分两班轮流进行值班。电工每天须有电工记录，每天早晚检查现场排水线路，保证现场降水用电安全。定期清理降水管线、沉淀池里的泥沙，保证排水线路畅通。4.1.9降水井质量验收施工结束前，对所有井的井深和水位进行验收，达不到设计要求的井点，应进行重新洗井，洗井后仍达不到要求的，应补打；当洗井、抽水时，井内出砂严重时，应停止洗井和抽水，防止砂土流失而引起不良后果。4.2封孔方案对于出水量较大的井点，封井采取在井管内灌注混凝土的封堵方法，基本操作顺序及有关技术要求如下：4.2.1当本基坑挖至设计标

11、高后，在基坑底开挖面以上70cm处，在管外焊一止水板，止水板外圈直径600mm；4.2.2向井管内灌入混凝土，混凝土的灌入高度略低于基坑底板混凝土面约10cm；混凝土灌注结束，及时观测井管内水位的变化情况；4.2.3待井管内混凝土的初凝能符合要求，并能确定封堵的实际效果满足要求后，即可割去所有外露的井管；4.2.4井管割去后，在管口要用铁板焊封，管口低于基底混凝土面以下10cm；4.2.5管口焊封后，用水泥砂浆填入孔洞抹平，封井工作完毕。4.2.6注：对于疏干井或出水量较小的情况下，采用微膨胀混凝土直接灌入进行封堵；封井后要严格做好封井效果的检验工作，当检测符合设计要求后，方可逐个实施封井工作

12、。4.3降水井质量保证措施4.3.1钻机安装应周正平稳，严格按操作规程施工，保证钻孔垂直度误差小于1%，孔深误差小于1%。4.3.2提下钻具时要轻提慢放，避免产生抽吸作用，造成塌孔。4.3.3清孔后应保证孔内沉渣厚度小于0.3m。4.3.4下管时滤水管接头处要用竹片夹好绑牢，防止在下入过程中发生位移；下管时应轻提慢放，遇阻时应查明原因后再下，严禁强行墩放，以防损坏井管；下至设计位置后，要保证井管口高出地面30cm以上，并用盖板盖好，防止杂物掉入；井管要安放在钻孔中央位置。4.3.5填入滤料时，要仔细检查滤料质量，控制其含泥量不超过5%；填入过程中要用铁锹沿井管四周缓慢均匀填入，防止投料不均或中

13、途架桥；在降水过程中，如遇滤料下沉，应及时补充。4.3.6空压机洗井时，洗井管应下到预定位置，并随时检查水中含砂量，直至水清砂净。5.基坑明排水由于本工程基坑深，土层渗透系数低，基坑内出现积水采用明抽排水方式，基坑整个土方开挖坑内积水需配合管井降水修筑坑内排水沟、集水坑进行集水明排。5.1工艺流程确定排水沟开挖的顺序和坡度及位置基坑顶面管道、排水沟、沉淀（砂）池施工基坑内排水沟、集水坑施工下泵架水管及接线抽水至沉淀（砂）池，沉淀后排出。5.2主要施工方法及技术要求5.2.1确定排水沟开挖的顺序和坡度及位置，坑内的排水沟沿基坑一圈布置，每隔40m60m设置一个集水坑，排水沟的坡度0.3%，明排水

14、结合重型井点降水施工布置。5.2.2基坑顶面管道、排水沟、沉淀（砂）池施工（1）基坑顶面排水沟设计图纸基坑顶的排水沟为300mm300mm的砖砌排水沟，侧壁厚120mm。垫层为150mm的C15混凝土，壁厚为60mm砖砌体。（2）沉淀（砂）池在排水工作开始前，根据设计图纸和现场实际在基坑东面设置4个沉淀（砂）池。沉淀（砂）池长4.0m、宽4.0m、高2m，中间设置1道隔墙。抽排水经沉淀（砂）池沉淀达标后排出。4.降水井施工4.1降水井施工技术要求4.1.1钻进方法采用回转钻机反循环钻进工艺，减少孔壁泥皮，提高成井质量。4.1.2钻孔均不得使用粘土造浆护壁，循环钻机成孔时，必须保证清水的供给，循

15、环泥浆池不得小于30m3，以便控制泥浆稠度。下管前进行彻底换浆。4.1.3成井选择质量好、渗透能力较强的水泥砾石滤水管、钢管；接头处的死管长度小于2cm；换浆后立即下入井管，井管应保持垂直和居中；井孔内沉淀厚度不得大于0.3m；滤料必须沿四周均匀下入，边洗井边下滤料，上部2m待洗井结束后用粘性土封井。4.1.4洗井采用井内洗井方法；循环钻机成孔后，下入井管，边下滤料边用空压机送气吹洗；待水清砂少时，改用潜水泵进行抽水，直至水清砂净为止。4.1.5水泵安装潜水泵用绝缘材料绳吊放。安装并接通电源，每井附近架立电线杆，铺设电缆和电闸箱，做到单井单控电源，并安装漏电保护系统。4.1.6铺设排水管网地面

16、管网采用波纹管、钢管、硬塑料管作为排水管线。分为主排水管、副排水管、集水管三级。根据现场实际情况，航站区整体排水暂定分为4个区域。主排水管连接排水口与河道之间，采用大直径波纹管或钢管，暂定采用双600波纹管（一用一备）；副排水沿基坑周边布置，汇集降水井抽排出来的地下水进入排水口，采用直径大于250mm的钢管；集水支管采用潜水泵配套塑料管，使水泵抽出来的地下水进入副排水管。主副排水管网向水流方向的倾斜度以1为宜，考虑现场场地不平，也可采用集水管增加单向阀措施加压排水或增加加压泵站强制排水。主副排水管网由加压提升泵站排水口连接；副排水管线布置在降水井外侧，根据现场条件可放置于地表或采取暗埋方式。4

17、.1.7抽降联网抽降后应连续抽水，不应中途间断，水泵井管维修应逐一进行。开始抽水时，因出水量大，为防止排水管网排水能力不足，可有间隔的逐一起动水泵。4.1.8抽降及维护现场降水人员对不能正常工作的水泵必须及时更换，保证抽降效果。降水人员分两班轮流进行值班。电工每天须有电工记录，每天早晚检查现场排水线路，保证现场降水用电安全。定期清理降水管线、沉淀池里的泥沙，保证排水线路畅通。4.1.9降水井质量验收施工结束前，对所有井的井深和水位进行验收，达不到设计要求的井点，应进行重新洗井，洗井后仍达不到要求的，应补打；当洗井、抽水时，井内出砂严重时，应停止洗井和抽水，防止砂土流失而引起不良后果。4.2封孔

18、方案对于出水量较大的井点，封井采取在井管内灌注混凝土的封堵方法，基本操作顺序及有关技术要求如下：4.2.1当本基坑挖至设计标高后，在基坑底开挖面以上70cm处，在管外焊一止水板，止水板外圈直径600mm；4.2.2向井管内灌入混凝土，混凝土的灌入高度略低于基坑底板混凝土面约10cm；混凝土灌注结束，及时观测井管内水位的变化情况；4.2.3待井管内混凝土的初凝能符合要求，并能确定封堵的实际效果满足要求后，即可割去所有外露的井管；4.2.4井管割去后，在管口要用铁板焊封，管口低于基底混凝土面以下10cm；4.2.5管口焊封后，用水泥砂浆填入孔洞抹平，封井工作完毕。4.2.6注：对于疏干井或出水量较小的情况下，采用微膨胀混凝土直接灌入进行封堵；封井后要严格做好封井效果的检验工作，当检测符合设计要求后，方可逐个实施封井工作。4.3降水井质量保证措施4.3.1钻机安装应周正平稳，严格按操作规程施工，保证钻孔垂直度误差小于1%，孔深误差小于1%。4.3.2提下钻具时要轻提慢放，避免产生抽吸作用，造成塌孔。4.3.3清孔后应保证孔内沉渣厚度小于0.3m。4.3.4下管时滤水管接头处要用竹片夹好綁牢，防止在下入过程中发生位移；下管时应轻提慢放，遇阻时应查明原因后再下，严禁强行墩放，以