维普资讯 http://www.cqvip.com １４ 河 北 地 质 ２００８年第２期 秦皇岛市兴龙国际城基坑降水方案的选择 回广荣 （河北省地勘局秦皇岛矿产水文工程地质大队秦皇岛０６６０００） 摘要随着城市建设的发展，高层建筑日益增多增高，基坑降水问题显得尤为重要，通过对兴龙国际城基坑 降水工程技术方法的剖析，并预测降水水量，试图为同类深基坑降水工程方案的设计提供参考实例。 关键词 建筑深基坑降水工程 技术方法 秦皇岛 兴龙国际城 随着城市建设的发展，高层建筑日益增多增高， 花岗岩。上述各岩土层的岩性特征及分布情况详见 地下建筑规模越来越大，基坑开挖深度可达２４．０ 表１。 ｍ，带来降水工程设计问题，成为现代城市高层建筑 －＇ 日ｊ ” ”』 主要岩土工程问题之一，因此，降水工程质量好坏是 二＿二一一１ Ｉ 葛。 一 一一二二 ：二二一一 河＼ Ⅱ 影响基坑开挖与支护，基础施工等其它后续工程能 篮—一 一 市建材帆 ｔ厂 否顺利进行的关键，认真分析影响降水工程质量的 １ 一 因素，总结降水工程中的经验教训，探索降水工程质 量管理方法，都具有重要的意义。 兴龙国＃ １ 工程概况 ： ＼城 ｌ— ： 霹 路＼ Ｌ莹 ｌｌ Ｌ±ｃ －秦皇岛市兴龙国际城位于秦皇岛市海港区民族 ，， ｒｊ 一一 一，＝］ 筮一——． — 路与河北大街交叉口西北角，金原一期北侧，东邻民 一 一 一 族路，西邻体育路，北邻护城河（见图１）。建筑面积 一一１９．２８万平方米，基坑开挖面积３．５万平方米。本工 一 。 程规划建筑物为１～１２号楼和幼儿园，整个场区地 图１ 兴龙国际城基坑降水工程平面位置图 下设置一层地下停车库。１～７ 楼为地上２３～３０层 的高层建筑，地下２层。基坑深度７．２～８．５ｍ，基坑 １．２场地水文地质条件 围护结构南北两侧采用两级天然放坡，水泥混凝土 在勘探深度范围内，所有钻孔均揭露到地下水， 护面；东西两侧采用水泥灌注桩支护结构。 地下水分为两层，第一含水层为第四系孔隙潜水，主 本场地开阔，地形较平坦，地面绝对标高介于 要赋存于第②层中砂层中，第二含水层为第四系孔 ２．４５～３．８３ ｍ之间，最大高差为１．３８ｍ，场地地貌单 隙潜水，微具承压性，主要赋存于第⑤、⑥、⑦层的 元属滨海沉积平原。 砂、砾石层中，第③、④层粘土层为相对隔水层，第⑧ １．１场地工程地质条件 层强风化混合花岗岩为相对不透水层。 根据勘察报告ｕ Ｊ，在勘探深度范围内，底层沉积 场地地下水初见水位埋深介于１．８０ ４．００ｍ之 韵律较清晰，自上而下依次为新近堆积的人工杂填 间，混合水位稳定水位埋深介于２．８７ ３．７７ｍ之间， 土（Ｑ ）、第四系全新统海陆交互相沉积（Ｑ 。）的中 地下水补给来源主要为大气降水入渗和侧向径流补 砂和粉质粘土层（局部相变为粘土、第四系上更新统 给，总体上以地下径流形式由北向南排泄，最终汇入 冲洪积成因（Ｑ ）的粘土），中粗砂和粗砾砂（局部 渤海，本区地下水位年变化幅度约在１ｎ＇ｌ左右。 加粘性土层）及圆砾层，下伏太古界（Ａｒ）强风化混合 收稿日期：２００７—０７—１７；修订日期：２００８—０２—０１；编辑：张淑云 作者简介：回广荣（１９６８一），女，助理工程师，主要从事水文地质工作。 维普资讯 http://www.cqvip.com
２００８年第２期 回广荣：秦皇岛市兴龙国际城基坑降水方案的选择 １５ ２降水技术方法选择 在基坑开挖施工中，应选择适当的降水技术方 法【２Ｊ，当地下水位高于基坑底面时，为了避免产生流 水方法最适宜 Ｊ。 本基坑降水采用内外配合降水，即外截内抽。 基坑内设置降水井是为了疏干第一含水层地下水， 利于土方开挖及结构施工，基坑外降水井为截住第 含水层地下水向基坑内侧的渗流，降低第二含水 一砂、管涌、防止坑壁土体坍塌，保证施工安全和工程 质量，应进行基坑排水，通常采用的方法有明沟排 层地下水的承压性，以防止基坑底突涌破坏。利用 水、轻型井点集中降水、管井井点降水、渗水井降水、 电渗降水或几种方案联合降水等方案。本场地设计 基坑深度为７．２～８．５ｍ，场区混合地下水位埋深介 于２．８７～３．７７ｍ之间，显然明沟排水不适宜；本基坑 面积大、深度大，轻型井点集中降水也不适宜；渗水 井降水适用于坑底赋存，即能接受上部含水层入渗 的地下水，本基坑下部强风化混合花岗岩为不透水 层，渗水井降水方法也不适用；只有采用管井井点降 排桩支护结构作为截水帷幕，即在拟建建筑物基坑 东西两侧采用排桩支护，排桩之问的桩问土采用高 压喷射注浆止水，以防止由于基坑降水疏干过程中 存在的第一含水层疏干不彻底而造成的局部渗水致 使桩间土不稳定现象的发生，其止水帷幕进入第④ 层粘土底部，采用基坑内外配合降水，基坑内降水目 的为疏干基坑内第一含水层地下水，以利于土方开 挖及结构施工。 根据《建筑基坑支护技术规程》（ｊＧＪＩ２Ｏ一９９）要 维普资讯 http://www.cqvip.com
１６ 河 北 地 质 ２００８年第２期 求 结合场区水文地质特点，基坑设计降水深度确定 为９．０ｍ（基坑最大开挖深度处，降水后水位位于基 坑底部至少０．５ｍ）。 在进行降水工程设计之前，进行了勘探试验，并 作了带两个观测孔的抽水试验，取得了较为详细、准 确的水文地质参数。 ３降水工程设计 ３．１基坑出水量计算 （１）基坑等效半径 选用不规则块状基坑等效半径计算公式： ｒｏ：（Ａ／７【） 式中：Ａ基坑面积（约３．５万ｍ２）， 求得：ｒｏ＝１０５．５８ｍ （２）降水影响半径 选用潜水含水层经验公式 Ｒ＝２ｓ 丽 式中：ｓ基坑水位降深设计值（为９．０ｍ）； Ｋ渗透系数（为３０ｍ／ｄ据勘察报告）； Ｈ含水层平均厚度（为１５ｍ）； 求得：Ｒ＝３８１．８４ｍ （３）大井法 该基坑降水含水层为潜水含水层，分为第一含 水层和第二含水层，预测总涌水量等于两个含水层 涌水量之和，分别采用潜水完整井涌水量计算公式 和微承压水含水层计算公式： Ｑｌ＝１．３６６Ｋ（２Ｈ—Ｓ）Ｓ／［１ｇ（１＋Ｒ／ｒｏ）］ ＝３７７．８３ｍ３／ｄ 式中：ｓ基坑水位降深设计值（为３．５ｍ）； Ｋ渗透系数（为１５ ｒｎ／ｄ据勘察报告）； Ｈ含水层平均厚度（为３．５ｍ）； Ｒ降水影响半径（为３８１．８４ｍ）； 引用影响半径（为１０５．５８ｍ）； 求得：Ｑ２＝２．７３ＫＭＳ／［１ｇ（１＋Ｒ／ｒｏ）］ ：１６６４３．２９ ３／ｄ 式中：ｓ基坑水位降深设计值（为９ｍ）； Ｋ渗透系数（为３０ｍ／ｄ据勘察报告）； Ｍ含水层平均厚度（为１５ｍ）； Ｒ降水影响半径（为３８１．８４ｍ）； 引用影响半径（为１０５．５８ｍ）； 求得：Ｑ＝Ｑｌ＋Ｑ２＝１６６４３．２９＋３７７．８３ ：１７０２１．１２ ｍ ／ｄ （４）疏干法 Ｑ＝ ＨＩ ＋舶Ｋ Ｈ］ 式中：Ｋ渗透系数（为３０ｍ／ｄ据勘察报告）； Ｈ含水层平均厚度（为１５ｍ）； Ｒ降水影响半径（为３８１．８４ｍ）； ｒｏ引用影响半径（为１０５．５８ｍ）； Ｒ。＝Ｒ＋ｒ。 ＝４８７．４２ｍ “含水层给水度 基坑涌水量计算结果见表２ 表２基坑涌水量计算结果 历时（ｄ） 疏干法涌水量‘ ／ 井法 ３．２降水管井出水能力计算 采用《建筑与市政降水工程技术规范》（ＪＧＪ／ Ｔｌｌ１—９８）之中的６．４．５—１式进行计算： ｌｄｑ：一×２４ ‘ ａ 式中：ｑ单井出水量（ｍ３／ｄ）； ｄ过滤器外径（ｄ＝３８０ｍｍ）； ｌ过滤器淹没段长度（取ｌ＝２．００ｍ）； ａ与含水层渗透系数有关的经验系数（ａ 取７０）； 求得：ｑ：一ｌｄ×２４ ＝２６０．５７ ３．３降水井数量计算 根据《建筑基坑支护技术规程》（ＪＧＪ１２Ｏ一９９）第 ８．３．３条降水井数量ｎ计算公式： ’ ｎ＝１．１Ｑ／ｑ 式中：ｎ降水井数量（眼）； Ｑ基坑总涌水量（ｍ３／ｄ）； ｑ单井涌水量（ｍ３／ｄ）； 求得：ｎ＝１．１ ｘ １７０２１．１２÷２６０．５７ ＝７１ ８５ 维普资讯 http://www.cqvip.com ２００８年第２期 ３．４降水井平面布置 回广荣：秦皇岛市兴龙国际城基坑降Ｊ￣：ｈ－案的选择 １７ 种交叉作业进行，故开始１４天前只有１８眼降水井 降水，１５天以后所有降水井同时降水，２０～４９天时， 基坑预测涌水量与实测涌水量基本相吻合，降水水 位、单井涌水量基本稳定，实测最大涌水量与大井法 预测涌水量基本接近，故用大井法计算的基坑涌水 沿基坑开挖边缘线往外推１～２ｍ布井，原则上 按１４～１６ｍ井距布设，井深设计为１７～２５ｍ，基坑四 周共布置５３个降水井，由于基坑面积大，为了尽快 疏干基坑内第一含水层的地下水，在基坑内布设１５ 个降水井，井深设计为１１～１５ｍ（见图２）。 降水井 图２兴龙国际城降水井平面布置图 ３．５单井结构及成井工艺 采用完整井井结构，一径到底，成孔直径 ≥４５０ｒａｍ，井管直径３３０ ｍｍ，滤水管长度大于含水层 厚度的８０％，下部预留３～５ｍ的沉淀管，但不得穿 透下部隔水层。填砾砾料为砾径１～３ｍｍ的圆砾， 钻探尽量采用稀泥浆作冲洗液，过滤管孔隙率、滤网 规格等均符合规范要求。 ４降水运行与监测 ４．１抽水设备及安装 抽水设备的选择主要考虑：安全、长期工作状 态，性能稳定；直径小，可以与降水井孔配套；出水管 变幅大；能耗低等，并按照１．１倍井点数配置。 ４．２降水运行期间监测与调整 地质技术人员对降水过程进行监控，对每天观 测记录的３次水位降深资料进行分析整理，编制地 下水动态观测曲线，同时测量基坑总出水量（表３） 以便及时、准确，系统掌握地下水动态变化趋势，为 及时调整降水井点分布和数量，最大限度满足施工 与降水同步进行的要求，以节省投资成本，达到降水 快速、安全、合理、经济之目的。 ４．３降水效果验证 由于在进行基坑降水施工过程中，其它施工工 量基本代表基坑总出水量。随着时间推移，单井降 落漏斗扩展，基坑补给量衰竭，Ｑ总迅速减小。说明 本场地基坑井点布置方案合理，预测基坑出水量和 单个降水井出水量比较符合实际。 表３基坑总涌水量 抽水历时 基坑涌水量（ｍ３／ｄ） （ｄ） 计算预测 实测 ５结束语 （１）在水文地质条件复杂的地区，进行基坑降水 时，必须强调以勘探试验为依据，以降水设计作先 导，以信息施工为基本方法，这样才能更好地完成降 水任务。 （２）设计必须因地制宜，多方案比较，注意与地 基处理技术相结合，以达到事半功倍的降水效果和 良好的经济效益。 （３）采用管井降水用截、降相结合的方法进行降 水，效果明显，取得良好的经济效益。 参 考 文 献 ［１］秦皇岛兴龙国际城项目岩土工程勘察报告．中冶沈勘秦皇岛工程 技术有限公司．２００６．６ ［２］魏琅．高层建筑深基坑降水工程设计中的问题及对策．工程勘 察．１９９５．２ ［３］兰坚强，赖树钦．大面积基坑降水方法及应用实例．探矿工程． ２０ｏ３．２ ［４］林军．建筑深基坑降水工程技术方法的选择．西部探矿工程． ２（ｘ】４．】
