深基坑岩溶裂隙水降水方法研究

深基坑岩溶裂隙水降水方法研究

摘要：随着高层建筑的普遍建设，深基坑处理难度越来越大，高含水量土层很大程度上影响着基础防水施工。本论文结合成熟降水方法创新性的研究，采用明沟配合盲管渗排水降水方法，通过计算现场水文水况和排水量，分析设计符合现场排水方式，研究本排水方法的施工工艺的各方面因素；改善排水措施，保证工程最终取得很好的降水效果和提高了施工质量。

关键词：深基坑、岩溶裂隙水、降水方法、研究

一、前言

在地下水位较高地区进行基础施工，降低地下水位，为基础结构施工提供一个干燥的作业环境是关键的。基坑工程中的降低地下水亦称地下水控制，即在基坑工程施工过程中，地下水要满足支护结构和挖土施工的要求，并且不因地下水位的变化，对基坑周围的环境和设施带来危害。基坑降水问题已经成为工程建设的重要组成部分。对深基坑工程制定更为科学有效的设计和技术方案关系到整个工程的实施。深基坑工程只是临时性工程，但其技术复杂性却远远高于永久性的基础结构或上部结构。如果深基坑技术没有满足工程建设出现问题时，就会对建筑物带来巨大的影响。由此可见，深基坑工程施工对整个工程的施工质量起着决定性作用，地下防水工作的好与坏将决定着混凝土结构的使用时间，高效的降水方法能够很好的保证施工进度和施工质量。

二、工程概况

临沂豪德光彩贸易广场一期工程位于临沂市罗庄区蒙山大道与清河北路交汇处西北角，地下1层，地上十七层，框剪结构，筏板基础，基坑开挖深度为6米。该工程已经开挖至基础设计标高，地下出水量大，据区域水文地质资料显示，该工程地下水主要以潜水的形式赋存于深层岩溶裂缝中, 为承压水，其水位埋深一般3.5米左右。同时该工程又位于临沂市主要泄洪渠道陷泥河南20米，基坑出水量受陷泥河水位有很大影响。

三、施工工艺设计和实施质量控制

3.1 施工工艺设计

通过方案论证分析大多数降水方案都要求施工场地宽阔、后期封堵，同时造价也高，而采用明沟配合渗排水降水方法，不受场地限制，造价低，工期短，后期无需封堵。本研究中提出的施工方法，结合了传统的降水方法，创新性的添加盲沟渗水法，增加水分的渗透速度，加快地下水的汇集速度，再增加水泵的排水能力，从而增加降水速度。本文中的降水方法施工工艺流程为：划分降水施工段、确定降水路径—计算出水量和所需水泵功率—盲沟（盲管）路径及断面设计、明沟及集水井设计—盲沟、明沟、集水井开挖—布设盲管—布水泵降水—

地基补强措施。

3.2 施工工艺实施质量控制

建筑工程施工中，每一道工序施工或多或少的影响着整个工程的质量。本文深入研究，从工序质量控制入手，深入探讨影响因素，使施工质量得到保证。本研究依据制定好工艺流程，为确保降水方案能够顺利实施，保证降水效果，组织降水专家和研究人员共同探讨研究，明确该降水方案实施过程中的工序施工的难点和要点，通过分析探讨每个环节影响因素确认总体降水流程实施中的难点和要点，分别是：划分降水施工段，确定降水路径、盲沟（盲管）路径、断面设计、盲沟的地基补强处理，并对方案从可实施性、经济合理性、工期等方面进行打分分析论证，确认最佳方案。

3.3 施工工艺施工质量控制措施

3.3.1 划分降水施工段，降水路径走向设计

降水工程施工中，要采用自然水渗透和人工降水相结合的方式，这样能够提高降水的速率，设计施工段的划分要结合施工主体结构和水系排布。由此研究决定根据图纸设计的楼体变形缝情况，确定了基础阶段和主体阶段的施工顺序，决定在基础阶段分三个施工段施工。为保证以上方案能够顺利实施，决定降水施工段的划分必须与之相吻合。根据施工段的划分确定降水的走向路径，确定由次盲沟到主盲沟，再到明沟，最后到集水坑的排水路径；为保证降水效果必须保证主盲沟（盲管）经过涌水量大的泉眼位置，且主、次盲沟（盲管）在基坑在顺泥夹沟设置，明沟和集水坑便于排水的位置。经过一段时间对已经施工完成的施工段和正在降水的施工段进行检查，水层下降到不影响基础混凝土施工，排水路径通畅能够达到预期的降水效果。

3.3.2计算涌水量，根据担负排水量确定盲沟断面尺寸。

○1、对岩溶涌水点的出水量通过进行抽水试验确定涌水量，通过抽水试验得到涌水量；依据涌水量计算出水泵的功率。

本工程按大井法估算把降水区域假想为一个半径为r0的圆形大井，其流入基坑内的涌水量Q ，按下式计算：Q ：基坑总涌水量（m3/d ）KS ：渗透系数(m/d) ，R ：影响半径（m ）, r0：引用半径(m),对不规则形基坑, a/b>2-3时, r0= U/π;a 、b 为汇水区边长(m)；U 为汇水区域周长(m)；A 为汇水基坑面积(m2)；

得到总涌水量为23.2+82= 105.2m3/h ，依据设计水泵的排水量不小于总用水量；因此，水

b b

b b b r m R m m KS r R S H ks Q b 4/lg *τ185.1τ56.128.6/lg )2(336.1+++=

泵功率计算水泵所需功率N（KW）按下式计算：式中K0：安全系数，取K0=1.2，Q：基坑涌水量（m3/d），Q=105.2 m3/d，η1：水泵效率，一般取0.40～0.50，η1=0.45，η2：动力机械效率, 一般取0.75～0.85，η2=0.8

N=K0QH0/75η1η2

计算得出单个水泵的额定功率N：

N=K0QH0/75η1η2=1.2×105.2×5.1/75×0.45×0.8=19.07KW < 25KW

经计算该区域选用25KW的潜水泵。

○2、依据规划的排水路径，主次盲沟在基坑底部顺泥加沟方向设置，清理干净的泥加沟（次盲沟）下埋ф150的高强度的PVC管，PVC管四周钻孔并裹上滤网增加盲沟的使用效果，外缠8号铁丝、间距不大于20mm，然后填上3-5cm的石子减少周围泥土堆盲管的影响，石子厚度不大于200mm。

○3、主盲沟（盲管）断面尺寸设计

根据设计单位要求盲管覆盖石子不大于200mm厚的要求，为保证最大水流速，计算时，确定盲沟两端高低差为200mm。根据测算得到水流速度v,根据涌水量,计算盲沟的断面尺寸：S=q/v，最后计算敷设盲管的根数n。

复核计算过程，得出计算数据准确，过程缜密，各系数选用正确。经过现场降水效果可以验证该截面设计符合实际，能够满足降水要求。

3.3.3盲沟地基补强

盲沟开挖后消弱了地基承载力，依据施工设计地基基础的承载力需要补强，否则将影响结构安全。经过组织人员针对灌浆、钢板、现浇配筋混凝土三种补强方式的可实施性、经济合理性、安全可靠性对比、研究，讨论、分析，最终结合现场实际和实施的经济效益，确定由设计单位计算确定补强板的配筋、混凝土等级及板厚，然后，将该部位混凝土同找平层混凝土一同浇筑施工，增强混凝土的施工质量。经现场施工情况来看，盲沟地基补强同找平层混凝土一起浇筑，缩短了施工工期，加快了施工速度，保证了加强带和找平层的整体性。

四、结论与展望

4.1 结论

本文中通过采用明沟配合盲沟渗排水降水方法，增加基坑地下水层的水的渗透速度，加强水流的汇集速度，从而提高了基坑降水的速率，地下水降到符合规范要求的深度，达到垫层混凝土浇筑的条件，盲沟补强达到地基承载力要求；不仅保证工程施工质量，而且加快了施工进度；从根本上提高了经济效益。

4.2 展望