基坑降水是保證基礎質量的重要步驟，這些要點需要用心記

基坑降水

是指在開挖基坑時,地下水位高於開挖底面,地下水會不斷滲入坑內，為保證基坑能在乾燥條件下施工,防止邊坡失穩、基礎流砂、坑底隆起、坑底管涌和地基承載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環節，很大部分的基坑事故都是與地下水有關係。因此，深基坑的工程施工都要對地下水進行有效的治理。基坑降水是保證基礎質量的重要步驟。

基坑降水的方法：

明溝加集水井降水、輕型井點降水、噴射井點降水、電滲井點降水、深井井點降水等等。

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常用的經驗參數

1、基坑寬度小於6米時可沿基坑長邊方向布置單側線性井點，大於6米則需兩則布置或環狀布置井點。單側線性井點要布置在地下水流靠上游的方向上。

2、降水井運行一段時間後，地下水會形成穩定的降水漏斗。降水漏斗的坡度約為1：10，也就是說，當井點處地下水位下降1米並長時間穩定時，離井點約10米範圍內的地下水位都將受到影響，而且，距離井點越遠降水幅度越小。

3、一般要求地下水位降到基坑底高程以下0.5～1米，以保持基坑在開挖期間的乾燥狀態，同時也保障開挖過程中基坑邊坡的穩定性。

4、井點間距一般可選擇0.8米、1.2米或1.6米，視地下水位和基坑深度而定。在特殊部位可以適當加密井點，以保證降水效果。

5、沖孔深度應比濾管低0.5米左右，回填井管時用粗砂一直填到濾管以上至少1米，在離地表至少0.5米的深度內用粘土進行封口。

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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，費用低廉等特點，在施工現場應用的最為普遍。

在高水位地區基坑邊坡支護工程中，這種方法往往作為其它降水方法的輔助排水措施，它主要排除地下潛水、施工用水和天降雨水。

在地下水蓄量較小，地質條件較好的情況下，使用明渠和集水井可以清除基坑內積水。

但是在地下水較豐富地區，若僅單獨採用這種方法降水，由於基坑邊坡滲水較多，作業面泥濘不堪，有不利於結構物施工。因此，這種降水方法一般不單獨應用於高水位地區基坑邊坡支護中，通常會與降水井點或截滲幕牆配合使用。

2、截滲幕牆

截滲幕牆不能單獨作為降水方案，一般與明渠或井點降水配合使用。

截滲幕牆一般用於地下水非常豐富、地下水補給非堂快或需要特別對邊坡不穩定性、周圍建築不均勻沉降進行控制的情況。

常見的有截滲牆、帷幕灌漿、鋼板樁等，在截斷地下水向基坑滲透的同時也對基坑的邊坡起到一定的支護作用。

同時，由於截滲幕牆的存在，基坑降水對幕牆以外的地下水影響程度大大減小，周圍建築物的穩定性得到有效保障。

當然，截滲幕牆的施工需要較大的場地而且會產生較大噪聲，在建築物密集區和居民區附近等地施工時會受到一些限制。

3、輕型井點

輕型井點是國內應用很廣的降水方法，它比其它井點系統施工簡單快捷、經濟安全，特別適用於降水面積不大，地下水蓄量較小的情況。

該方法降低水位深度一般在3～6m之間。輕型井點適用的土層滲透係數為0.1～50m/d，當土層滲透係數偏小時，需要採用在井點管頂部用粘土封填並保證井點系統各連接部位具有較好的氣密性，通過提高整個井點系統的真空度來增強抽排水能力。

4、管井井點

管井井點適用於滲透係數大的砂礫層，地下水豐富的地層，以及輕型井點不易解決的場合。

它具有施工簡單、出水量大等特點，每口管井出水流量可達到50～100m3/h，可降低地下水位深度約3～5m。

這種方法一般用於潛水層降水，通常土的滲透係數在20～200m/d範圍內時效果最好。

5、噴射井點

噴射井點的抽水系統和噴射井管件比較複雜，運行時故障率相對較高，能量損耗很大，相對於其它井點法降水而言具有降水深度大運行費用高的特點。噴射井點系統能在井點底部產生250mm水銀柱的真空度，其降低水位深度一般在8～20m之間。它適用的土層滲透係數與輕型井點一樣，一般為0.1～50m/d

6、電滲井點

電滲井點適用於滲透係數很小的地質情況，如滲透係數小於0.1m/d的粘土、亞粘土、淤泥和淤泥質粘土等。它需要與輕型井點或噴射井點結合應用，在降水過程中，應對電壓、電流密度和耗電量等進行量測和必要的調整，工作起來比較煩瑣。

7、深井井點

深井井點是基坑支護中應用較多的降水方法，它的優點是排水量大、降水深度大降水範圍大。

深井井點適用的土層滲透係數為10～250m/d、降低水位深度超過15m，常用於降低承壓水。

利用深井點降低承壓水位，有助於減除壓力、保證基坑的安全性。但由於降水深度大、出水量大和水位降落曲線陡等原因，勢必造成降水的影響範圍和影響程度大因而容易引起基坑周圍建築物的不均勻沉降。

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需要注意的問題

1、作業時機和應急預案

基坑開挖和降水作業應選在降水量小、地下水位低的季節進行，通過合理安排施工組織計劃來儘量減小降水難度，同時增加基坑底部結構物的施工緊湊性，使得結構物能夠儘早達到回填或防水、防淹要求，從而縮短降水作業的時間。

為了確保施工的安全性和緊湊性，一定要設計好應急預案，如備用設施和備用電源、防雨措施和防滲措施、邊坡穩定和沉降監測等。

2、降水井點的布置

井點可以均勻布置在基坑周圍，由於設置出入基坑的道路而少布一個井點是不會對降水效果產生太大影響的。

但是，對於較大面積的基坑，有時為了確保降水效果，需要在基坑中設置一些降水井點。

井點位置與基坑周邊的最小距離一般不小於2米，以保證基坑邊坡的穩定性。

3、停止降水的條件

並不是說基坑底部結構成型就可以停止降水，通常應考慮結構物是否可被淹沒或可防淹沒，同時還要計算結構物底板強度和結構物整體重量能夠承受和對抗地下水上升所產生的浮力。

4、地下水位的監測

降水過程中要對地下水的水位進行監測，確保地下水位經過較長時間的降水後保持在一個比較穩定的高程上，避免過度降低地下水位引起資源浪費和結構物不均勻沉降。

同時，發現地下水位異常上升或降低時都應該迅速查找原因，排除隱患。

5、不均勻沉降的預防

基坑周圍建築物的不均勻沉降主要是由於地下水位降低，建築物下面地基基礎脫水後承載能力降低，在重力作用下被壓縮、固結。

為防止此類不均勻沉降必須控制地下水位過度、快速降低。通常採取減慢降水速度、打截滲帷幕、打井回灌地下水等措施。

其中回灌地下水的方案比較簡單有效，只需在建築物與降水井之間靠近建築物的地方打井並回灌地下水，便可很大程度地防止建築物沉降。

6、井點施工的質量

在井點施工的過程中要嚴格控制其質量，特別是在放置濾管和填充砂石的過程中，要防止井壁塌土堵塞濾管形成「死井」。

同時，正確填充的砂石可對地下水進行過濾，防止排水的過程中地下泥砂被大量抽出，既損害水泵又容易堵塞管道。

而且，地下泥砂大量流失可能導致地面產生過多的沉降甚至於開裂、坍塌。

基坑降水是土方工程、地基與基礎工程施工中的一項重要技術措施，能排除基坑土中的水分，促使土體固結，提高地基強度。

同時可以減少土坡土體側向位移與沉降，穩定邊坡，消除流砂，減少基底土的隆起，使位於天然地下水以下的地基與基礎工程施工能避免地下水的影響，提供比較乾的施工條件，還可以減少土方量、縮短工期、提高工程質量和保證施工安全。

在工程實踐中，採用合理的降水方案可以方便施工組織、降低成本、縮短工期、產生可觀的經濟效益。

拓展閱讀

深基坑止水帷幕TRD工法與SMW工法應用分析

摘 要

[摘要] 隨著城市建設的發展，超大、超深基坑已越來越多，基坑變形的控制難度也隨之加大，在圍護結構的設計和施工中，止水帷幕的選擇是關鍵問題，同時也是影響周邊環境變化的重要因素。結合天津仁恆海河廣場綜合樓項目深基坑止水帷幕的應用，對深基坑TRD工法和SMW工法進行對比分析，從而總結兩種止水帷幕的施工工藝特點和優點，取得了良好的施工效果。

[關鍵詞] 地下工程;深基坑;止水帷幕;TRD工法;SMW工法;應用

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工程概況

仁恆海河廣場綜合樓項目位於天津市南開區，該工程為框架一核心筒結構，筏板基礎，整體地下4層，整個地塊呈L形，基坑開挖深度約21m，局部電梯井和集水坑處開挖深度達約24m。基坑周邊長度約520m，基坑開挖面積約13 O00m。綜合樓地上1~5層為商業裙房，寫字樓地上27層，總建築面積114774.88m，建築高度127m。

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工程地質條件

根據勘察資料，該場地地貌屬第四系濱海相衝積、海積地貌單元。場地為舊樓房拆遷場地，地形有一定起伏，勘探孔孔口標高3.980~5.400m。勘察最大鑽孔深度為120m，所揭露地層為第四全新統至上更新統沉積物，現按其時代、成因及土質特徵的不同分為11個工程地質層，34個工程地質亞層。本工程開挖範圍內主要是雜填土、黏土、粉質黏土、粉土。

本工程周邊環境複雜，地下管線較多;場地東側是宗教和文物保護建築仁慈堂，仁慈堂為2~3層框架結構，淺層管樁基礎，對於仁慈堂的保護是本工程的重點;場地南側緊靠仁恆海河廣場II期，與本工程相接處二期施工期間部分灌注樁、水泥攪拌樁等地下構件進入三期施工範圍，導致止水帷幕不能連續施工。

本工程在海河沿岸，工程地質和水文地質條件複雜，根據勘察資料，該場地地下水屬潛水~微承壓水類型，主要受大氣降水補給，以蒸發為主要的排泄方式，穩定水位埋深在0.600~2.500m(相當於標高3.300~3.600m)。深部影響範圍內存在承壓水頭較高的6粉砂和7粉砂、7粉砂承壓含水層。潛水層與微承壓水層之間的相互滲透又進一步增加了地質條件的複雜性。本項目基坑開挖深度深，6粉砂承壓含水層對基坑底部突涌產生較大影響。

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圍護設計和止水帷幕比選

本工程支護總體採用鋼筋混凝土灌注樁支護，設置4道水平支撐體系，大部分位置採用4,1 3 0 0 m m@1500mm鋼筋混凝土灌注樁。根據工程要求需設置36m以上的超深止水帷幕，止水帷幕的合理設置和施工質量對基坑成敗產生決定性的影響。因此應選擇適宜的設備機械，保證36m長止水帷幕的順利施工，同時應保證止水帷幕的垂直度和質量，不產生滲漏等工程問題。根據目前止水帷幕的長度，可選擇的方法主要有接鑽杆的三軸止水帷幕(SMW工法)、TRD工法。

3.1 SMW工法止水帷幕

超深SMW工法就是採用加接鑽杆的方式或採用先鑽孔再接鑽杆後造牆的方式，經過3~5次加接鑽杆，實現超深水泥攪拌樁牆的施工，其深度可達到50m。

根據本工程特點，採用SMW工法需採用~b850mm@600mm三軸水泥攪拌樁止水帷幕，樁長36m，採用P·042.5普通矽酸鹽水泥，水泥摻量按照20%，牆體滲透係數可達到<10~cm/s。三軸水泥攪拌樁採用th850mm三軸攪拌設備施工，採用二噴二攪施工工藝，採用套接一孔法施工，形成水泥土攪拌牆。施工工藝流程為:場地平整一測量放線一開挖溝槽一樁機就位一攪拌和注漿一移機下一根樁。由於三軸攪拌樁的施工工藝只能將土體在水平方向上攪拌，受上下層地質條件不同的限制，導致成樁後樁體在垂直方向上均勻性不好，容易形成分層，質量控制較難。

3.2 TRD工法止水帷幕

TRD工法是將水泥土地下連續牆的攪拌方式從傳統的垂直軸螺旋鑽杆水平分層攪拌，改變為水平軸鋸鏈式切削箱沿樁深垂直整體攪拌，施工深度最大可達60m。具有適應地層廣、截水性好、安全穩定、無縫連接、降低滲漏風險等優點。該工法適宜長距離直線施工，對於轉角較多的場地，施工工效低。

根據本工程特點，採用TRD工法厚度為700mm的TRD牆體作為止水帷幕，長度36m，採用三循環水泥土攪拌牆建造工序連續成牆。TRD工法牆採用P·042.5級普通矽酸鹽水泥，水泥摻量≥20%。施工工藝流程為:先行挖掘一回撤挖掘一成牆攪拌。由於TRD工法一次連續成牆，牆體質量均勻，避免了三軸攪拌樁多次成牆並通過套接或搭接形成止水帷幕而無法避免的「施工縫隱患」，且切割箱可使地下土層均勻攪拌，成牆質量好，垂直方向上水泥均勻性好。

根據本工程特點，綜合分析採用TRD工法和三軸攪拌樁組合止水帷幕，在長距離直線施工處採用T R D工法，轉角較多處採用三軸攪拌樁帷幕，靠近仁慈堂側為保證止水帷幕施工質量，採用TRD工法。對基坑西側、北側及東側靠仁慈堂部分採用TRD工法施工與SMW工法施工的造價對比如表1所示。

兩種工法相比，造價方面較為接近，但在工期上TRD工法節省14d，且TRD工法施工質量可以較好控制，滲漏率極低，因此採用TRD工法帷幕。

SMW工法和TRD工法對比示意圖

兩種止水帷幕效果和適用條件比較:

1）施工質量SMW工法接縫較多、垂直深度上水泥攪拌不夠均勻，垂直度控制較難;TRD工法成牆連續、垂直深度上水泥均勻度好、垂直度容易保證、節水性能好。

2）安全性SMW工法三軸攪拌樁機架較高(一般30m以內)，安全係數低;TRD工法主機機身僅10m，穩定性好，安全係數高。

3）使用條件SMW工法深度可達50m，採用先鑽孑L後造牆法適用於30擊以上土質，可進行轉角施工;TRD工法深度可達60m，適應地層廣，不適合轉角較多地段。

根據本項目的具體情況，設定基坑西側、北側及東側靠仁慈堂部分採用TRD工法施工，南側靠近二期處採用三軸水泥攪拌樁施工，可充分體現TRD工法和SMW工法的優勢。基坑支護如圖1所示。

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施工部署

本工程施工場地小，周邊環境複雜，且基坑支護工程體量大，工期緊。基坑支護施工階段混凝土灌注樁、TRD工法牆、SMW工法、咬合樁、高壓旋噴樁等多種施工機械設備場內同時施工，施工協調難度大。為了減少圍護樁施工對周邊管線和建築的影響，避免各種圍護樁之間的施工產生不利影響，將施工現場根據施工作業和位置的不同劃分為4個施工區域，每個區域設置1個施工員負責該區域協調，生產經理作為總協調的方式管理進行現場管理。灌注樁機止水帷幕施工配置2條作業線，每條作業線配備1套TRD工法設備和1套軸攪拌樁機。

為了滿足施工進度要求，避免TRD工法止水帷幕和灌注樁施工的相互影響，圍護樁的施工流程採取先施工TRD工法止水帷幕後進行圍護排樁的施工步驟。在TRD工法止水帷幕施工完畢7~14d後進行該區域圍護排樁施工，以保證TRD工法止水帷幕與圍護排樁的施工質量。場地南側處三軸攪拌樁可同時施工，施工管理同TRD工法止水帷幕。

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施工要點

1)SMW工法和TRD工法在施工前均應進行試成樁(牆)，根據實際地質條件確定各項技術參數以及成樁工藝、步驟等，土質差異大的地層，要確定分層技術參數。

2)提前做好施工前的準備工作，包括:清障、修路、鋪設鋼板(TRD工法機械自重大，對地基承載力要求高)、定位放線，開挖溝槽等。

3)當超深SMW工法遇到易坍塌砂層或TRD工法切割箱先行退避養生挖掘過程時，應注入或摻人膨潤土。

4)超深SM W工法在鑽杆加接時，樁架移位需重新調整垂直度，確保成樁達到0.5%的垂直度。T R D工法通過切割箱內部的測斜儀，對牆體垂直度進行控制，可達到0.4%的精度。SMW工法和TRD工法施工中的垂直度控制可採用雷射經緯儀進行控制，允許偏差±2.5 cm。

5)超深水泥土地下連續牆施工，必須配置備用發電機組，在市電供給不正常的情況下，一旦停電可及時恢復供漿、壓氣、正常攪拌作業，避免延誤時間造成埋鑽事故。

6)施工中加強設備的維修保養，在硬質地層作業時，鑽具磨耗大，應提前準備各類備用配件，及時更換、鑲補，確保正常施工。

7)超深SMW工法要選擇合適的加接鑽杆的堵頭材料，防止鑽杆堵塞，造成無謂起下鑽，加接鑽杆作業時要注意安全，防止因操作不當造成工傷。

8)本工程東南角、西南角部分灌注樁、水泥攪拌樁等地下構件進入三期施工範圍，影響止水帷幕的施工，使止水帷幕不連續。在該位置處採取高壓旋噴樁封堵止水帷幕的措施，保證止水帷幕連續。

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實施效果

本工程採用TR D工法牆和SMW工法均取得了良好的施工效果，除三軸攪拌樁接縫處有局部細微滲漏外，其他區域未見明顯滲漏情況。基坑監測數據顯示，周邊最大沉降6mm，達到設計要求的使用效果。

施工現場照片

取芯

結語：

TRD工法和SMW工法作為目前國內比較先進的止水帷幕體系，以其工期短、造價低、環境污染小以及適應地層廣、抗滲性能好等被譽為可持續發展，循環經濟的綠色工法。本文通過仁恆海河廣場綜合樓基坑支護的應用實例，對兩種工法的適用特點及施工要點等進行對比說明，希望可以對類似工程起到借鑑作用。