基坑降水是保证基础质量的重要步骤，这些要点需要用心记

基坑降水

是指在开挖基坑时,地下水位高于开挖底面,地下水会不断渗入坑内，为保证基坑能在干燥条件下施工,防止边坡失稳、基础流砂、坑底隆起、坑底管涌和地基承载力下降而做的降水工作。

降水的施工工程是深基坑施工的一到重要的施工环节，很大部分的基坑事故都是与地下水有关系。因此，深基坑的工程施工都要对地下水进行有效的治理。基坑降水是保证基础质量的重要步骤。

基坑降水的方法：

明沟加集水井降水、轻型井点降水、喷射井点降水、电渗井点降水、深井井点降水等等。

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常用的经验参数

1、基坑宽度小于6米时可沿基坑长边方向布置单侧线性井点，大于6米则需两则布置或环状布置井点。单侧线性井点要布置在地下水流靠上游的方向上。

2、降水井运行一段时间后，地下水会形成稳定的降水漏斗。降水漏斗的坡度约为1：10，也就是说，当井点处地下水位下降1米并长时间稳定时，离井点约10米范围内的地下水位都将受到影响，而且，距离井点越远降水幅度越小。

3、一般要求地下水位降到基坑底高程以下0.5～1米，以保持基坑在开挖期间的干燥状态，同时也保障开挖过程中基坑边坡的稳定性。

4、井点间距一般可选择0.8米、1.2米或1.6米，视地下水位和基坑深度而定。在特殊部位可以适当加密井点，以保证降水效果。

5、冲孔深度应比滤管低0.5米左右，回填井管时用粗砂一直填到滤管以上至少1米，在离地表至少0.5米的深度内用粘土进行封口。

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降水方法

1、基水坑降水

明渠加集水坑降水具有施工方便，费用低廉等特点，在施工现场应用的最为普遍。

在高水位地区基坑边坡支护工程中，这种方法往往作为其它降水方法的辅助排水措施，它主要排除地下潜水、施工用水和天降雨水。

在地下水蓄量较小，地质条件较好的情况下，使用明渠和集水井可以清除基坑内积水。

但是在地下水较丰富地区，若仅单独采用这种方法降水，由于基坑边坡渗水较多，作业面泥泞不堪，有不利于结构物施工。因此，这种降水方法一般不单独应用于高水位地区基坑边坡支护中，通常会与降水井点或截渗幕墙配合使用。

2、截渗幕墙

截渗幕墙不能单独作为降水方案，一般与明渠或井点降水配合使用。

截渗幕墙一般用于地下水非常丰富、地下水补给非堂快或需要特别对边坡不稳定性、周围建筑不均匀沉降进行控制的情况。

常见的有截渗墙、帷幕灌浆、钢板桩等，在截断地下水向基坑渗透的同时也对基坑的边坡起到一定的支护作用。

同时，由于截渗幕墙的存在，基坑降水对幕墙以外的地下水影响程度大大减小，周围建筑物的稳定性得到有效保障。

当然，截渗幕墙的施工需要较大的场地而且会产生较大噪声，在建筑物密集区和居民区附近等地施工时会受到一些限制。

3、轻型井点

轻型井点是国内应用很广的降水方法，它比其它井点系统施工简单快捷、经济安全，特别适用于降水面积不大，地下水蓄量较小的情况。

该方法降低水位深度一般在3～6m之间。轻型井点适用的土层渗透系数为0.1～50m/d，当土层渗透系数偏小时，需要采用在井点管顶部用粘土封填并保证井点系统各连接部位具有较好的气密性，通过提高整个井点系统的真空度来增强抽排水能力。

4、管井井点

管井井点适用于渗透系数大的砂砾层，地下水丰富的地层，以及轻型井点不易解决的场合。

它具有施工简单、出水量大等特点，每口管井出水流量可达到50～100m3/h，可降低地下水位深度约3～5m。

这种方法一般用于潜水层降水，通常土的渗透系数在20～200m/d范围内时效果最好。

5、喷射井点

喷射井点的抽水系统和喷射井管件比较复杂，运行时故障率相对较高，能量损耗很大，相对于其它井点法降水而言具有降水深度大运行费用高的特点。喷射井点系统能在井点底部产生250mm水银柱的真空度，其降低水位深度一般在8～20m之间。它适用的土层渗透系数与轻型井点一样，一般为0.1～50m/d

6、电渗井点

电渗井点适用于渗透系数很小的地质情况，如渗透系数小于0.1m/d的粘土、亚粘土、淤泥和淤泥质粘土等。它需要与轻型井点或喷射井点结合应用，在降水过程中，应对电压、电流密度和耗电量等进行量测和必要的调整，工作起来比较烦琐。

7、深井井点

深井井点是基坑支护中应用较多的降水方法，它的优点是排水量大、降水深度大降水范围大。

深井井点适用的土层渗透系数为10～250m/d、降低水位深度超过15m，常用于降低承压水。

利用深井点降低承压水位，有助于减除压力、保证基坑的安全性。但由于降水深度大、出水量大和水位降落曲线陡等原因，势必造成降水的影响范围和影响程度大因而容易引起基坑周围建筑物的不均匀沉降。

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需要注意的问题

1、作业时机和应急预案

基坑开挖和降水作业应选在降水量小、地下水位低的季节进行，通过合理安排施工组织计划来尽量减小降水难度，同时增加基坑底部结构物的施工紧凑性，使得结构物能够尽早达到回填或防水、防淹要求，从而缩短降水作业的时间。

为了确保施工的安全性和紧凑性，一定要设计好应急预案，如备用设施和备用电源、防雨措施和防渗措施、边坡稳定和沉降监测等。

2、降水井点的布置

井点可以均匀布置在基坑周围，由于设置出入基坑的道路而少布一个井点是不会对降水效果产生太大影响的。

但是，对于较大面积的基坑，有时为了确保降水效果，需要在基坑中设置一些降水井点。

井点位置与基坑周边的最小距离一般不小于2米，以保证基坑边坡的稳定性。

3、停止降水的条件

并不是说基坑底部结构成型就可以停止降水，通常应考虑结构物是否可被淹没或可防淹没，同时还要计算结构物底板强度和结构物整体重量能够承受和对抗地下水上升所产生的浮力。

4、地下水位的监测

降水过程中要对地下水的水位进行监测，确保地下水位经过较长时间的降水后保持在一个比较稳定的高程上，避免过度降低地下水位引起资源浪费和结构物不均匀沉降。

同时，发现地下水位异常上升或降低时都应该迅速查找原因，排除隐患。

5、不均匀沉降的预防

基坑周围建筑物的不均匀沉降主要是由于地下水位降低，建筑物下面地基基础脱水后承载能力降低，在重力作用下被压缩、固结。

为防止此类不均匀沉降必须控制地下水位过度、快速降低。通常采取减慢降水速度、打截渗帷幕、打井回灌地下水等措施。

其中回灌地下水的方案比较简单有效，只需在建筑物与降水井之间靠近建筑物的地方打井并回灌地下水，便可很大程度地防止建筑物沉降。

6、井点施工的质量

在井点施工的过程中要严格控制其质量，特别是在放置滤管和填充砂石的过程中，要防止井壁塌土堵塞滤管形成“死井”。

同时，正确填充的砂石可对地下水进行过滤，防止排水的过程中地下泥砂被大量抽出，既损害水泵又容易堵塞管道。

而且，地下泥砂大量流失可能导致地面产生过多的沉降甚至于开裂、坍塌。

基坑降水是土方工程、地基与基础工程施工中的一项重要技术措施，能排除基坑土中的水分，促使土体固结，提高地基强度。

同时可以减少土坡土体侧向位移与沉降，稳定边坡，消除流砂，减少基底土的隆起，使位于天然地下水以下的地基与基础工程施工能避免地下水的影响，提供比较干的施工条件，还可以减少土方量、缩短工期、提高工程质量和保证施工安全。

在工程实践中，采用合理的降水方案可以方便施工组织、降低成本、缩短工期、产生可观的经济效益。

拓展阅读

深基坑止水帷幕TRD工法与SMW工法应用分析

摘 要

[摘要] 随着城市建设的发展，超大、超深基坑已越来越多，基坑变形的控制难度也随之加大，在围护结构的设计和施工中，止水帷幕的选择是关键问题，同时也是影响周边环境变化的重要因素。结合天津仁恒海河广场综合楼项目深基坑止水帷幕的应用，对深基坑TRD工法和SMW工法进行对比分析，从而总结两种止水帷幕的施工工艺特点和优点，取得了良好的施工效果。

[关键词] 地下工程;深基坑;止水帷幕;TRD工法;SMW工法;应用

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工程概况

仁恒海河广场综合楼项目位于天津市南开区，该工程为框架一核心筒结构，筏板基础，整体地下4层，整个地块呈L形，基坑开挖深度约21m，局部电梯井和集水坑处开挖深度达约24m。基坑周边长度约520m，基坑开挖面积约13 O00m。综合楼地上1~5层为商业裙房，写字楼地上27层，总建筑面积114774.88m，建筑高度127m。

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工程地质条件

根据勘察资料，该场地地貌属第四系滨海相冲积、海积地貌单元。场地为旧楼房拆迁场地，地形有一定起伏，勘探孔孔口标高3.980~5.400m。勘察最大钻孔深度为120m，所揭露地层为第四全新统至上更新统沉积物，现按其时代、成因及土质特征的不同分为11个工程地质层，34个工程地质亚层。本工程开挖范围内主要是杂填土、黏土、粉质黏土、粉土。

本工程周边环境复杂，地下管线较多;场地东侧是宗教和文物保护建筑仁慈堂，仁慈堂为2~3层框架结构，浅层管桩基础，对于仁慈堂的保护是本工程的重点;场地南侧紧靠仁恒海河广场II期，与本工程相接处二期施工期间部分灌注桩、水泥搅拌桩等地下构件进入三期施工范围，导致止水帷幕不能连续施工。

本工程在海河沿岸，工程地质和水文地质条件复杂，根据勘察资料，该场地地下水属潜水~微承压水类型，主要受大气降水补给，以蒸发为主要的排泄方式，稳定水位埋深在0.600~2.500m(相当于标高3.300~3.600m)。深部影响范围内存在承压水头较高的6粉砂和7粉砂、7粉砂承压含水层。潜水层与微承压水层之间的相互渗透又进一步增加了地质条件的复杂性。本项目基坑开挖深度深，6粉砂承压含水层对基坑底部突涌产生较大影响。

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围护设计和止水帷幕比选

本工程支护总体采用钢筋混凝土灌注桩支护，设置4道水平支撑体系，大部分位置采用4,1 3 0 0 m m@1500mm钢筋混凝土灌注桩。根据工程要求需设置36m以上的超深止水帷幕，止水帷幕的合理设置和施工质量对基坑成败产生决定性的影响。因此应选择适宜的设备机械，保证36m长止水帷幕的顺利施工，同时应保证止水帷幕的垂直度和质量，不产生渗漏等工程问题。根据目前止水帷幕的长度，可选择的方法主要有接钻杆的三轴止水帷幕(SMW工法)、TRD工法。

3.1 SMW工法止水帷幕

超深SMW工法就是采用加接钻杆的方式或采用先钻孔再接钻杆后造墙的方式，经过3~5次加接钻杆，实现超深水泥搅拌桩墙的施工，其深度可达到50m。

根据本工程特点，采用SMW工法需采用~b850mm@600mm三轴水泥搅拌桩止水帷幕，桩长36m，采用P·042.5普通硅酸盐水泥，水泥掺量按照20%，墙体渗透系数可达到<10~cm/s。三轴水泥搅拌桩采用th850mm三轴搅拌设备施工，采用二喷二搅施工工艺，采用套接一孔法施工，形成水泥土搅拌墙。施工工艺流程为:场地平整一测量放线一开挖沟槽一桩机就位一搅拌和注浆一移机下一根桩。由于三轴搅拌桩的施工工艺只能将土体在水平方向上搅拌，受上下层地质条件不同的限制，导致成桩后桩体在垂直方向上均匀性不好，容易形成分层，质量控制较难。

3.2 TRD工法止水帷幕

TRD工法是将水泥土地下连续墙的搅拌方式从传统的垂直轴螺旋钻杆水平分层搅拌，改变为水平轴锯链式切削箱沿桩深垂直整体搅拌，施工深度最大可达60m。具有适应地层广、截水性好、安全稳定、无缝连接、降低渗漏风险等优点。该工法适宜长距离直线施工，对于转角较多的场地，施工工效低。

根据本工程特点，采用TRD工法厚度为700mm的TRD墙体作为止水帷幕，长度36m，采用三循环水泥土搅拌墙建造工序连续成墙。TRD工法墙采用P·042.5级普通硅酸盐水泥，水泥掺量≥20%。施工工艺流程为:先行挖掘一回撤挖掘一成墙搅拌。由于TRD工法一次连续成墙，墙体质量均匀，避免了三轴搅拌桩多次成墙并通过套接或搭接形成止水帷幕而无法避免的“施工缝隐患”，且切割箱可使地下土层均匀搅拌，成墙质量好，垂直方向上水泥均匀性好。

根据本工程特点，综合分析采用TRD工法和三轴搅拌桩组合止水帷幕，在长距离直线施工处采用T R D工法，转角较多处采用三轴搅拌桩帷幕，靠近仁慈堂侧为保证止水帷幕施工质量，采用TRD工法。对基坑西侧、北侧及东侧靠仁慈堂部分采用TRD工法施工与SMW工法施工的造价对比如表1所示。

两种工法相比，造价方面较为接近，但在工期上TRD工法节省14d，且TRD工法施工质量可以较好控制，渗漏率极低，因此采用TRD工法帷幕。

SMW工法和TRD工法对比示意图

两种止水帷幕效果和适用条件比较:

1）施工质量SMW工法接缝较多、垂直深度上水泥搅拌不够均匀，垂直度控制较难;TRD工法成墙连续、垂直深度上水泥均匀度好、垂直度容易保证、节水性能好。

2）安全性SMW工法三轴搅拌桩机架较高(一般30m以内)，安全系数低;TRD工法主机机身仅10m，稳定性好，安全系数高。

3）使用条件SMW工法深度可达50m，采用先钻孑L后造墙法适用于30击以上土质，可进行转角施工;TRD工法深度可达60m，适应地层广，不适合转角较多地段。

根据本项目的具体情况，设定基坑西侧、北侧及东侧靠仁慈堂部分采用TRD工法施工，南侧靠近二期处采用三轴水泥搅拌桩施工，可充分体现TRD工法和SMW工法的优势。基坑支护如图1所示。

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施工部署

本工程施工场地小，周边环境复杂，且基坑支护工程体量大，工期紧。基坑支护施工阶段混凝土灌注桩、TRD工法墙、SMW工法、咬合桩、高压旋喷桩等多种施工机械设备场内同时施工，施工协调难度大。为了减少围护桩施工对周边管线和建筑的影响，避免各种围护桩之间的施工产生不利影响，将施工现场根据施工作业和位置的不同划分为4个施工区域，每个区域设置1个施工员负责该区域协调，生产经理作为总协调的方式管理进行现场管理。灌注桩机止水帷幕施工配置2条作业线，每条作业线配备1套TRD工法设备和1套轴搅拌桩机。

为了满足施工进度要求，避免TRD工法止水帷幕和灌注桩施工的相互影响，围护桩的施工流程采取先施工TRD工法止水帷幕后进行围护排桩的施工步骤。在TRD工法止水帷幕施工完毕7~14d后进行该区域围护排桩施工，以保证TRD工法止水帷幕与围护排桩的施工质量。场地南侧处三轴搅拌桩可同时施工，施工管理同TRD工法止水帷幕。

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施工要点

1)SMW工法和TRD工法在施工前均应进行试成桩(墙)，根据实际地质条件确定各项技术参数以及成桩工艺、步骤等，土质差异大的地层，要确定分层技术参数。

2)提前做好施工前的准备工作，包括:清障、修路、铺设钢板(TRD工法机械自重大，对地基承载力要求高)、定位放线，开挖沟槽等。

3)当超深SMW工法遇到易坍塌砂层或TRD工法切割箱先行退避养生挖掘过程时，应注入或掺人膨润土。

4)超深SM W工法在钻杆加接时，桩架移位需重新调整垂直度，确保成桩达到0.5%的垂直度。T R D工法通过切割箱内部的测斜仪，对墙体垂直度进行控制，可达到0.4%的精度。SMW工法和TRD工法施工中的垂直度控制可采用激光经纬仪进行控制，允许偏差±2.5 cm。

5)超深水泥土地下连续墙施工，必须配置备用发电机组，在市电供给不正常的情况下，一旦停电可及时恢复供浆、压气、正常搅拌作业，避免延误时间造成埋钻事故。

6)施工中加强设备的维修保养，在硬质地层作业时，钻具磨耗大，应提前准备各类备用配件，及时更换、镶补，确保正常施工。

7)超深SMW工法要选择合适的加接钻杆的堵头材料，防止钻杆堵塞，造成无谓起下钻，加接钻杆作业时要注意安全，防止因操作不当造成工伤。

8)本工程东南角、西南角部分灌注桩、水泥搅拌桩等地下构件进入三期施工范围，影响止水帷幕的施工，使止水帷幕不连续。在该位置处采取高压旋喷桩封堵止水帷幕的措施，保证止水帷幕连续。

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实施效果

本工程采用TR D工法墙和SMW工法均取得了良好的施工效果，除三轴搅拌桩接缝处有局部细微渗漏外，其他区域未见明显渗漏情况。基坑监测数据显示，周边最大沉降6mm，达到设计要求的使用效果。

施工现场照片

取芯

结语：

TRD工法和SMW工法作为目前国内比较先进的止水帷幕体系，以其工期短、造价低、环境污染小以及适应地层广、抗渗性能好等被誉为可持续发展，循环经济的绿色工法。本文通过仁恒海河广场综合楼基坑支护的应用实例，对两种工法的适用特点及施工要点等进行对比说明，希望可以对类似工程起到借鉴作用。