[摘 要]：随着高层超高层建筑的增多，近几年在南通地区深井降水利用较为普遍，某些深基坑在设计计算过程中深基坑降水井的设置数量、深度均可以满足要求，但未考虑降水深度范围内土层工况对降水的影响，易造成降水失败，下面就本人在深井降水方面的某些观点提点商榷意见共大家参考。
[关键词]：深基坑 管井 降水 设计 计算
1工程概况
能达大厦建设工程地处南通经济开发区核心地段能达商务区内，基地用地面积为54810平方米，其南北宽为145米，东西长为378米，总建筑面积为119998平方米，其中地上99912平方米，地下20086平方米。地下2层，地上32层，其中裙房为5层；建筑高度为159.0米。
建筑物总体布局分为南北中三区，北区为5层弧形裙楼，南区为32层主楼，中区为一个5层通高的四季大厅，作为主楼和裙楼的共享大厅。
本项目±0.000标高相当于国家85高程+4.700M，室内外高差主楼0.700m，裙楼0.300m。
本工程自然地面标高为2.110～3.370m（国家85高程，下同），副楼及裙楼一层地下室基坑底标高为-0.800m，开挖深度为3.0～4.10m；主楼二层地下室基坑底标高为-7.2m、-8.1m、-8.5m不等，开挖深度10.5～11.8m；主楼西侧局部空调机房基坑底标高-4.10m，开挖深度为7.40m。
1.3 基坑周边条件
拟建场地地貌类型属长江下游冲积平原区新三角洲平原，成陆时间较晚，主要覆盖第四纪松散沉积物。
本工程的建筑±0.000m相当于国家85高程+4.700m，主楼室内外高差为0.7m，裙楼室内外高差为0.3m。拟建场地地貌类型属长江下游冲击平原区新三角洲平原，成陆时间较晚，主要覆盖第四纪松散沉积物。场区现为能达开发区闲置地，地势较平坦，相对高差较小，一般小于0.60m，孔口高程一般为2.60-3.20m。
在场地北侧及南侧各有一条明河分布，北侧明河系修建场地内园区道路新近人工取土所致，无淤泥，该明河宽约10.00-30.00m，勘察期间该明河水面高程为1.70m，水深0.50-0.70m，明河最大埋深处高程为1.00m；南侧明河宽约11.00-14.00m，勘察期间该明河水面高程为1.70m，水深1.20-1.50m，明河最大埋深处高程为0.20m，在两条明河之间有一条新建沥青园区道路（将废除）。
2水文地质情况
2.1 地质水文情况
根据江苏省地质工程勘察院提供的《南通经济技术开发区总部大厦岩土工程勘察报告》（报告编号：NT10014），本基坑降水所涉及的土层分层描述如下：
|
层 号 |
地 层 名 称 |
平均
容重γ(kN/m3) |
水平
渗透系数
KH(cm/s) |
垂直
渗透系数
kV(cm/s) |
渗透性
评 价 |
厚 度
（m） |
平均
厚度
（m） |
累计
厚度
（m） |
|
最小～最大 |
|
1 |
杂填土～素填土 |
(17.5) |
（5.00×10-5） |
（2.50×10-5） |
弱透水 |
0.40～3.50 |
1.95 |
1.95 |
|
2 |
粉土夹粉质粘土 |
18.3 |
7.96×10-5 |
3.84×10-5 |
弱透水 |
0.00～2.10 |
1.05 |
3.00 |
|
3-1 |
粉砂夹粉土 |
19.2 |
4.10×10-3 |
2.08×10-3 |
透水 |
3.00～5.40 |
4.2 | ,
7.20 |
|
3-2 |
粉砂夹粉土 |
19.1 |
3.16×10-3 |
1.42×10-3 |
透水 |
9.50～11.50 |
10 |
17.20 |
|
3-3 |
粉砂 |
19.2 |
5.03×10-3 |
2.50×10-3 |
透水 |
3.40～4.90 |
4.15 |
21.35 |
|
4 |
淤泥质粉质粘土夹粉土 |
17.5 |
5.12×10-6 |
2.49×10-6 |
微透水 |
0.90～2.50 |
1.7 |
23.05 |
|
5 |
粉砂夹粉土 |
19.2 |
3.76×10-3 |
2.42×10-3 |
透水 |
1.30～3.70 |
2.5 |
25.55 |
|
6-1 |
淤泥质粉质粘土夹粉土 |
17.7 |
5.11×10-6 |
2.65×10-6 |
微透水 |
3.30～5.50 |
4.4 |
29.95 |
|
6-2 |
粉质粘土夹粉土 |
|
|
|
|
6.50～8.50 |
7.5 |
37.45 |
|
6-3 |
粉土夹粉质粘土 |
|
|
|
|
1.00～2.50 |
1.75 |
|
|
7 |
粉土夹粉砂 |
|
|
|
|
4.40～8.60 |
6.5 |
|
|
8 |
粉砂与粉土互层 |
|
|
|
|
3.90～7.00 |
5.45 |
|
|
9 |
粉砂 |
|
|
|
|
5.80～9.80 |
7.8 |
|
|
10 |
粉细砂 |
|
|
|
|
13.60～14.20 |
13.9 |
|
|
11 |
含砾中粗砂 |
|
|
|
|
大于28.00 |
|
|
|
备
注 |
1、上表渗透试验参考《工程地质手册》（第三版）有关内容进行评价：
k=1.16×10-6～1.16×10-5为微透水；
k=1.16×10-5～1.16×10-3为弱透水；
k=1.16×10-3～1.16×10-2为透水；
2、带括号者为推荐值。 |
《地质勘察报告》表明，场区100.00m以浅粉土、粉砂、淤泥质粉质粘土为主。淤泥质粉质粘土富水性及透水性较差；粉土、粉砂、中粗砂富水性及透水性较好。
2.2 地下水描述
根据《地质勘察报告》：地下水类型主要为松散土层孔隙潜水及Ⅰ承压水。
孔隙潜水主要赋存于2～5层粉土、粉砂中；Ⅰ承压水主要赋存于9～11层粉砂、粉细砂、含砾中粗砂中，埋深在26.00～27.00m以下的6-1层、6-2层粘性土为两者的隔水层；场地孔隙潜水稳定水位高程为1.79～1.83m，Ⅰ承压水静止稳定水位高程-1.00m。
地质报告认为对本工程有影响的是孔隙潜水。
3原设计降水方案
根据主裙楼地下室开挖深度，业主在土建招标前对深基坑的支护及降水进行了专门的设计和评审，提供了“南通能达大厦地下室基坑支护工程施工图（南通市规划设计院有限公司）”，深基坑降水采用管井降水，设计主楼深坑内及主楼周边23口降水井井深20m、裙楼基坑内其它降水井（23井）井深14m。
图2.2-1 降水井平面布置图
图2.2-2 降水井结构图
4降水方案的探讨
4.1 探讨一
地质报告说明及基坑支护设计亦说明，对本工程有影响的是孔隙潜水，但我们须注意：此处地质报告说明有误，根据复算主楼局部电梯井部位坑中坑挖深近16m(准确应为15.3m)，其下基本不透水土层不能有效抵抗承压水头，应予以高度重视，主楼部位基础施工时应考虑降压井的设置，其它部位挖深相对较浅，则只能布置为疏干井，控制疏干井布置深度，以有效减少基坑施工地下水降水量，并控制住承压水头，而且还须注意工程桩的施工可能产生承压水渗水通道。
局部深坑下承压水头验算：
承压水所处土层（6-1层土）位置以上的覆土厚度为
h=1.95+1.05+4.2+10+4.15+1.7+2.5+4.4=29.95m
根据地质报告：承压水水头位置在国家85高程-1.000m左右，地面平均标高在国家85高程2.9米左右，则承压水所处土层位置的承压水头压力位：
P1=（29.95-2.9+1）×10=280.5KPa
挖深15.3m以下土层自重压力为：
P2=（29.95-15.3）×18.71=274.1 KPa
土层容重取加权平均值γ(kN/m3)=（17.5×1.95+18.3×1.05+19.2×4.2+19.1×10+19.2×4.15+17.5×1.7+19.2×2.5+17.7×4.4）÷29.95=18.71(kN/m3)
显然：P1>P2
由上计算可知，局部深坑下土层厚度不能有效抵抗承压水头压力，对局部深坑部位必须采取降低承压水压力的措施，否则将产生管涌现象，对局部深坑施工产生不利影响。
本工程主楼基坑局部挖深15.3米部位，每一个深坑侧布置2-3口降压井，降压井内径600，做法同基坑支护设计方案中的管井做法，但其布置深度必须大于37.45m。
4.2 探讨二
根据《地质勘察报告》中渗透系数，4层淤泥质粉质粘土夹粉土，亦为微透水层，可作隔水层考虑，5层土内地下水即可认为是承压水。
地基土渗透性评价一览表
|
层号 |
名 称 |
水平渗透系数
KH(cm/s) |
垂直渗透系数
kV(cm/s) |
渗透性
评 价 |
|
1 |
杂填土～素填土 |
（5.00×10-5） |
（2.50×10-5） |
弱透水 |
|
2 |
粉土夹粉质粘土 |
7.96×10-5 |
3.84×10-5 |
弱透水 |
|
3-1 |
粉砂夹粉土 |
4.10×10-3 |
2.08×10-3 |
透水 |
|
3-2 |
粉砂夹粉土 |
3.16×10-3 |
1.42×10-3 |
透水 |
|
3-3 |
粉砂 |
5.03×10-3 |
2.50×10-3 |
透水 |
|
4 |
淤泥质粉质粘土夹粉土 |
5.12×10-6 |
2.49×10-6 |
微透水 |
|
5 |
粉砂夹粉土 |
3.76×10-3 |
2.42×10-3 |
透水 |
|
6-1 |
淤泥质粉质粘土夹粉土 |
5.11×10-6 |
2.65×10-6 |
微透水 |
|
备
注
|
1、上表渗透试验参考《工程地质手册》（第三版）有关内容进行评价：
k=1.16×10-6～1.16×10-5为微透水；
k=1.16×10-5～1.16×10-3为弱透水；
k=1.16×10-3～1.16×10-2为透水；
2、带括号者为推荐值。 |
为此，重新对局部深坑下承压水头进行验算：
承压水所处土层（5层土）位置以上的覆土厚度为
h=1.95+1.05+4.2+10+4.15+1.7=23.05m
根据地质报告：承压水水头位置在国家85高程-1.000m左右，地面平均标高在国家85高程2.9米左右，则承压水所处土层位置的承压水头压力位：
图4.2 土层土质水位分布示意图
P1=（23.05-2.9+1）×10=211.5KPa
挖深15.3m以下土层自重压力为：
P2=（23.05-15.3）×18.85=146.1 KPa
土层容重取加权平均值γ(kN/m3)=（17.5×1.95+18.3×1.05+19.2×4.2+19.1×10+19.2×4.15+17.5×1.7）÷23.05=18.85(kN/m3)
显然：P1>>P2
由上计算可知，局部深坑下土层厚度不能有效抵抗承压水头压力，对局部深坑部位必须采取降低承压水压力的措施，否则将产生管涌现象，对局部深坑施工产生不利影响。
本工程主楼基坑局部挖深15.3米部位，每一个深坑侧布置2-3口降压井，降压井内径600，做法同基坑支护设计方案中的管井做法，但其布置深度必须大于23.05m。
5降水方案的修改
根据以上分析，我们认为主楼周边23口降水井井深20m调整为26m、裙楼基坑内其它降水井（23井）井深14m调整为18m较合适，其余做法不变。
图5-1 裙房地下室降水效果图片
图5-2 主楼地下室降水效果图片
6 结束语
本工程在深基坑专项方案专家论证时，我们对业主提供的管井降水施工蓝图提出了修改意见，得到了专家的一致认可，并在实际施工中得到有效验证，保证了深基坑施工的正常进行。
