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南京德基廣場井點動態(tài)降水施工技術

文檔作者：廖秋林，劉春安，曾志獻，曾廣桃文檔來源：北京城建集團建筑工程總承包部		點擊數(shù)：	更新時間： 2025年10月31日
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2011 年1 月
第40 卷第2 期
施工技術
CONSTRUCTION TECHNOLOGY 9
南京德基廣場井點動態(tài)降水施工技術
廖秋林，劉春安，曾志獻，曾廣桃
( 北京城建集團建筑工程總承包部，北京100088)
［摘要］根據(jù)南京德基廣場二期工程超深逆作法基坑降水的施工實踐，結合地下結構逆作法施工部署，圍繞逆作法
深基坑降水的降水設計和施工運行等關鍵問題進行重點分析與闡述。該工程降水施工與運行歷經(jīng)2 年多，直至工
程地下逆作法施工結束，期間基坑外圍環(huán)境各項變形監(jiān)測數(shù)據(jù)穩(wěn)定，土方和結構施工進展順利，表明超深逆作法基
坑分層按需式井點動態(tài)降水科學、有效。
［關鍵詞］逆作法;基坑降水;井點降水
［中圖分類號］TU463 ［文獻標識碼］A ［文章編號］1002-8498(2011)02-0009-04
Construction Technology of Well-points Dynamic
Dewatering in Nanjing Deji Plaza
Liao Qiulin，Liu Chun’an，Zeng Zhixian，Zeng Guangtao
(Engineering Contract Department，Beijing Urban Construction Group Co. ，Ltd. ，Beijing 100088，China)
Abstract:Based on dewatering of the super-deep foundation excavation in Nanjing Deji Plaza with reverse
construction method，the design，construction and operating of dewatering are introduced and analyzed
combined with the reverse constructing of underground structures. The dewatering of the reverse
foundation excavation in Nanjing Deji Plaza has been completed for 2 years. During this period，the
earthwork and reverse construction of underground structures run smooth， and data deformation
monitoring were not out of range. It shows that the excavation well-points dynamic dewatering of layered
on-demand for the reverse foundation excavation in Nanjing Deji Plaza is successful.
Key words:reverse construction method; dewatering in foundation excavation; well-points dewatering
［收稿日期］2010-10-12
［基金項目］國家科技支撐計劃子課題(2008BAJ06B02-2) ;國家自然
科學基金資助項目(40702052)
［作者簡介］廖秋林，北京城建集團建筑工程總承包部博士，北京市
北太平莊路18 號城建大廈B 座1003 100088，電話: ( 010 )
62091937，E-mail:qiulinliao@ yahoo. com. cn
逆作法施工中土方開挖( 包括降水施工) 與結
構施工交錯進行，傳統(tǒng)基坑的一次性或連續(xù)性降水
勢必引起土體壓縮變形而危及逆作法混凝土結構養(yǎng)
護期間的穩(wěn)定;另一方面，逆作法中基坑施工與地下
結構施工周期要比順作法長，從而導致降水和基坑
監(jiān)測等施工周期延長，以及降水井結構和監(jiān)測點的
耐久性要求提高等，這也是逆作法基坑施工需要解
決的新問題。
結合南京德基廣場工程超深逆作法基坑的施
工，本文從井點布置、井身結構確定、降水井施工、水
位監(jiān)測與降水運行等方面精心策劃，并從施工工藝
與運行管理上加以提高、改進，切實為逆作法施工中
的深基坑降水積累施工經(jīng)驗和技術儲備。
1 工程概況
南京德基廣場二期工程地處南京最繁華的商業(yè)
地段———新街口商業(yè)中心區(qū)，是集商業(yè)、餐飲、辦公、
酒店公寓為一體的綜合性超高層建筑。
本工程基坑周長約552m，面積16 000m2 ，開挖
深度21. 7 ～ 23. 6m，其中主樓電梯井局部為29. 2m。
2 施工方案
工程采用逆作法施工，總體施工部署確定為:①
沿建筑物地下室軸線施工地下連續(xù)墻，同時施工建
筑物地下室中間支撐樁和基礎工程樁，作為施工期
間于底板封底之前承受上部結構自重和施工荷載的
支撐。②進行降水施工與首層土方明挖，再施工首
層的梁板樓結構，作為地下連續(xù)墻剛度很大的支撐。
③逐層向下降水、暗挖土方和逆作法地下各層結構，
直至底板封底。上部各層結構以首層的樓面結構為
平臺同步向上逐層施工。④如此地面上、下同時進
行施工，直至工程結束。
整個逆作法施工過程中，基坑降水不僅是基坑
萬方數(shù)據(jù)
10 施工技術第40 卷
土方開挖與結構施工的關鍵前導工序，也是整個基
坑安全與確保周圍環(huán)境穩(wěn)定的關鍵工序。逆作法深
基坑降水在基坑止水圍護條件下，在待開挖土層中
布置確定首層土體厚度與含水特征布置并施工鋼管
結構井點，同時在基坑內外布置地下水位監(jiān)測孔;在
首層土方開挖前對待開挖土層進行降水，并根據(jù)監(jiān)
測到的水位確定降水，滿足要求后，進行土方開挖與
結構施工，土方開挖與結構施工期間根據(jù)水位監(jiān)測
暫停降水或進行控制性降水。待結構達到設計強度
后，隨模架拆除啟動下一層土體降水。如此反復，直
至整個基坑土方開挖完成，并隨底板混凝土澆筑封
井或底板施工結束后封井。考慮到逆作法中井點降
水的長周期運行，采用鋼管井管，強度高，易于保護。
3 基坑水文地質條件
根據(jù)地質勘探報告揭示場地地下水分為潛水和
承壓水，其含水層水文地質特性如下。
1) 潛水層主要賦存于人工填土層與飽和軟
土層。人工填土層由磚塊、瓦片等粗顆粒與粉質黏
土混填，密度小，孔隙大，有利于地下水的儲存和滲
透，透水性較好( 滲透系數(shù)約為20 × 10 － 5 cm / s) ，尤
其雨季，含水量較豐富。該層地下水穩(wěn)定水位埋藏
較淺，一般在自然地面下0. 68 ～ 1. 31m，厚度約4 ～
10m，水位和水量隨季節(jié)性變化，水位年變化幅度在
0. 5m 左右。
2) 第1 層承壓含水層由軟～ 流塑粉質黏土
( 局部淤泥質粉質黏土) 組成，埋藏較淺，在13 ～
16m 以下，厚度約為4 ～ 7m，富水性較好，但透水性
差( 滲透系數(shù)約為1 × 10 － 5 cm / s，屬弱～ 微透水層) ，
且給水性較差。承壓水頭埋深在地面以下3. 0 ～
3. 6m，較潛水位低，水位較穩(wěn)定，常年有水，但雨水
期水位會略有提高。因該含水層的隔水頂板被坳溝
和漫灘切割穿，與潛水含水層有一定的水力聯(lián)系，并
接受潛水的越流補給，所以該含水層具有弱承壓性。
3) 第2 層承壓水由粉質黏土混粗砂、卵礫石
組成含水層，隔水底板為基巖。該含水層土質不均
勻，大部分為粉質黏土混粗砂、卵礫石，部分為中粗
砂混卵礫石，其中卵礫石的含量也不均勻。在粗砂、
卵礫石含量較高處，透水性、富水性較好。該含水層
埋藏較深( 頂板埋深在地面下32. 4m 左右) ，厚度不
大，約為4m，承壓水頭埋深在地面下4. 42 ～ 4. 45m，
絕對高程6. 50 ～ 6. 56m，水位較穩(wěn)定。該承壓含水
層與第1 層承壓含水層無水力聯(lián)系。
4 降水井點布置
針對基坑的圍護特點和水文地質條件，本工程
基坑在逆作法施工過程中的降水主要為兩部分:待
開挖土層地下水的疏干和第2 層承壓水的減壓。
1) 本工程基坑四周采用地下連續(xù)墻止水( 滲漏
處可隨土方開挖進行封堵) ，故基坑內待開挖土層
( 包括潛水層與第1 層承壓水含水層) 的降水可以
按疏干井考慮。根據(jù)逆作法工況要求，本工程基坑
分5 層自地表逐層向下開挖，每層開挖同時進行樓
板結構逆作法施工，相鄰兩層開挖均存在10 ～ 20d
的間歇時間;其中，首層(± 0. 0 板) 結構施工時間約
為2 個月，首層封閉之后方可進行下層土方開挖。
因此，整個待開挖土層的降水應以首層土體的疏干
為主要依據(jù)，余下各層土體降水有足夠的時間進行
持續(xù)降水;同時，根據(jù)同類地層降水經(jīng)驗設計，單井
的影響面積為300m2 ，除去被動土體加固部分，整個
場地布置44 口井降水。
2)考慮到地下連續(xù)墻的止水一般很難起到徹
底的止水作用且第2 層承壓水含水層滲透系數(shù)大、
水量豐富，滲漏可能導致第2 層承壓水水頭恢復到
初始狀態(tài)。整個基坑布置了5 口減壓井。根據(jù)上述
分析，確定了基坑內外疏干井、減壓井和觀測井的平
面布置，如圖1 所示。其中，考慮到第2 層承壓含水
層與上兩層含水層相隔10 余m，將疏干井與減壓井
結合為混合井，共4 口( J1 ～ J4) ，試驗井J5 為減壓
井;主樓開挖深度在23. 6m 以上區(qū)域設置27m 深疏
干井5 口( S1 ～ S5) ，裙樓開挖深度為21. 7m 范圍區(qū)
域設置25m 深疏干井34 口( Si
)。此外，坑內南北
區(qū)域設置36m 深第2 層承壓含水層觀測井2 口
(NCY1，NCY2) ;基坑外潛水層深12m 觀測井8 口
( SWi
) ，第1 層承壓含水層深18m 觀測井5 口
(CYi
) ，第2 層承壓含水層深36m 觀測井5 口
( SCYi
)。
圖1 基坑內外降水井與觀測井平面布置示意
Fig. 1 Plan of well points for dewatering and
monitoring in and out of the foundation excavation
針對淺層黏性土層滲透性小的特點，采用多濾
頭輔助進行基坑內降水，以提高基坑底土體的被動
土壓力和降水效果，井的結構設計如下: 井徑為
650mm;根據(jù)開挖深度井深為25 ～ 27m( 減壓井為
36m) ，管徑和過濾器口徑均為273mm，過濾器位于
萬方數(shù)據(jù)
2011 No. 2 廖秋林等:南京德基廣場井點動態(tài)降水施工技術11
地面以下2m 對應含水層位置( 結合勘查報告和鉆
孔鉆進資料確定) ，濾水管取用2mm 縫隙的橋式過
濾器，外包40 目濾網(wǎng)，外圍填瓜子片。采用鋼管井
管，確保了逆作法中井點降水的長周期穩(wěn)定運行。
各降水井井身結構如圖2 所示。
圖2 疏干井、混合井和減壓井結構示意
Fig. 2 Structures for the various dewatering wells
5 降水井施工
本工程疏干井、混合井和減壓井選用GPS-10 型
鉆機施工，采用正循環(huán)自然泥漿造漿，泥漿護壁回轉
鉆進成孔，鉆頭選用帶保徑圈的三翼鉆頭，其工藝流
程如下:準備工作→測放井位、鉆機就位、埋設護孔
管→鉆孔成孔→清孔換漿→井管安裝→填砂→止水
封孔→洗井→安泵試抽。
1) 準備工作
施工前落實材料和人員;專人負責進料，材料員
核定，確保井壁管、過濾管、填砂、黏土等材料的質
量;組織鉆機進場;做好施工前的設備、材料報驗和
交底等。
2) 測放井位、鉆機就位、埋設護孔管
根據(jù)設計圖紙坐標及結構、樁位等資料進行平面
定位，如果現(xiàn)場施工過程中遇到障礙(如樁位等)或受
到施工條件的影響，現(xiàn)場可做適當調整;鉆機安放穩(wěn)
固、水平，護孔管中心、磨盤中心、大鉤應成一垂線;埋
設護孔管要求垂直，并打入原狀土中10 ～ 20cm，外圍
用黏土填實夯實，井管、砂料到位后才能開鉆。
3) 鉆孔成孔
孔徑為650mm，鉆孔施工達到設計深度時，宜
多鉆0. 3 ～ 0. 5m。做好鉆探施工記錄，如發(fā)現(xiàn)實際
地質情況與勘察時提供的資料不一致，需及時通知
技術人員，并對井的結構進行及時調整，確保濾水管
能夠有效進水。鉆進開孔時應吊緊大鉤鋼絲繩，輕
壓慢轉，鉆進過程中要確保鉆機的水平，以保證鉆孔
的垂直度( 小于1% ) ，成孔施工采用孔內自然造漿，
鉆進過程中泥漿相對密度控制在1. 1 ～ 1. 15，泥漿
循環(huán)中及時撈砂。降壓井鉆進深度根據(jù)地層變化情
況可作適當調整，以滿足設計深度為準。
4) 清孔換漿
下井管前的清孔換漿工作是保證成井質量的關
鍵工序。為了保證成孔中在含水層部位不形成過厚
的泥皮，當鉆孔鉆至含水層頂板位置時，即開始加清
水調漿。鉆進至設計標高后，在提鉆前將鉆桿提至
離孔底0. 30m 進行沖孔，清除孔內雜物，同時將孔
內的泥漿相對密度逐步調至接近1. 05，孔底沉淤小
于30cm，返出的泥漿內不含泥塊為止。
5) 井管安裝
用鉆機上的卷揚機作為起吊井管設備，下部井
管用夾板固定，上部井管用鋼絲繩吊住，使上下兩井
管達到垂直后，進行滿焊連接。焊渣要清除，焊縫高
度、厚度要達到要求，保證井管的連接強度。
6) 填砂
填料過程中應隨填隨測礫料的高度。填礫工序
也應連續(xù)進行，不得中途停止，直到礫料下入預定位
置為止。最終投入濾料量不應少于計算量的95%。
7) 止水封孔
為了防止上部土層中的水沿砂料進入抽水井
內，減壓井在填砂頂部填5. 0m 厚的優(yōu)質黏土，以上
再用一般黏性土填實，一直填到地面;疏干井地面以
下2m 左右用一般黏性土填實。
8) 洗井
下管填料完成后應立即洗井，即使特殊情況下
時間間隔應≤24h;采用空壓機洗井方法洗井，洗井
過程應控制活塞上下運動速度，不得強硬推拉;洗井
結束后，井水含砂量應小于1 /10 000;井內沉渣厚度
不得超過20cm。
9) 安泵試抽
洗井完畢后，及時下泵預抽水，檢查成井質量。
疏干井施工結束后，用1 ～ 3t 泵進行試抽水。減壓
井施工結束后，用3 ～ 6t 泵進行試抽水。
6 降水運行
待降水井與水位監(jiān)測孔施工完成后，隨即組織
進行基坑降水。逆作法施工中基坑降水必須結合逆
作法工況嚴格執(zhí)行在水位監(jiān)測信息化指導降水運
行。降水過程中，根據(jù)各降水井的出水量配置并及
時調整不同流量的潛水泵，并根據(jù)出水量設置集水
桶，各井點抽水到集水桶再排到市政雨水管道。降
水期間每天早晚兩次對各降水井點和基坑內外觀測
孔進行水位觀測，并做好記錄。
1) 首先進行首層土體降水。逆作法中首層土
體一般開挖較深，降水應盡可能最大限度地疏干待
萬方數(shù)據(jù)
12 施工技術第40 卷
開挖的首層土體和下一層土體。疏干井的井點抽水
采取連續(xù)抽降的方式，當井內無水時暫停抽水，待井
內水位恢復到一定高度繼續(xù)抽降。做好降水記錄，
并根據(jù)降水記錄組織和調整降水的井點與時間。減
壓井的井點降水應根據(jù)承壓水水頭要求進行控制性
減壓。
待疏干井水位停抽24h 后穩(wěn)定在待開挖土層面
以下1m，且減壓井水頭滿足抗浮和管涌穩(wěn)定要求，
進行土方開挖和結構施工。土方開挖過程中應做好
降水井的標識，做好成品保護;暫停井點抽水，將電
纜與水管等集中盤繞放于井口處。若水位出現(xiàn)上
升，應重新鋪設電纜與水管進行抽水。結構施工過
程中疏干井原則上不進行抽水，若水位上升較多也
只能進行控制性抽水。
2) 待首層結構強度達到要求后，拆模并隨拆模
啟動各降水井的水泵繼續(xù)進行下一層待開挖土體的
降水;降水的操作要點與首層降水基本一致。之后，
疏干井水位停抽24h 后穩(wěn)定在待開挖土層面以下
1m，且減壓井水頭滿足抗浮和管涌穩(wěn)定要求，進行
土方開挖和結構施工。如此反復，直至基坑基底土
方開挖完成。
3) 地下各層土體降水與開挖應結合施工平面
流水段按流水段施工展開進行。采用降水井保護、
土方作業(yè)協(xié)作、重點看護、設立明顯標識( 如樹彩旗
和掛牌) ，對土方機械作業(yè)區(qū)派專人進行重點看護，
指揮機械作業(yè)，切實避讓井點，及時切割土方作業(yè)面
以上不利于機械作業(yè)的井管。
需要指出，考慮到整個降水期間穿插進行土方
外運，因此應充分結合現(xiàn)場條件設置蓄水池，利用井
點降水沖洗施工渣土車和其他施工車輛。
4) 隨基底土方開挖，對于沒有水的疏干井可以
進行封井;將基底以上井管割除回收，然后向井內回
填級配砂石并隨基礎墊層施工一并封死。仍有一定
水量的疏干井應將基底以上井管割除回收，在底板
混凝土澆筑前將井內水抽干，底板混凝土澆筑時采
用同強度等級混凝土灌注封井。
5) 根據(jù)現(xiàn)場抽水井的情況對停抽狀態(tài)下減壓
井水位穩(wěn)定在底板下1m 左右時，在大底板澆筑前
割除井管，井內用混凝土填滿，井口處用4 ～ 6mm 厚
鋼板焊接嚴密，上面澆筑混凝土于底板抹平。根據(jù)
圍護結構工況條件和永久性結構要求，減壓井應盡
可能在澆筑基坑底板前全部割除，封井后澆筑底板。
減壓井無法在停抽狀態(tài)下使承壓水位保持在底
板下1m 左右、澆筑底板前無法封井的，應采用如下
特殊工藝進行封井處理，如圖3 所示:①澆筑底板時
在井管上焊接2 層止水片;②澆筑混凝土底板時，將
止水片同時澆筑，井管穿過底板，保持井的運行;③
待底板封閉后在滿足結構抗浮要求下，停止抽水、起
泵;在井內采用水下混凝土澆筑，用導管將混凝土注
滿井內至底板面高度，待24h 后，將上部井管割除，
在井口用2 層鋼板焊密封，在鋼板上面用水泥砂漿
抹平作為保護層。
圖3 減壓井封井構造示意
Fig. 3 Structure of sealing for the relief wells
7 結語
基于超深逆作法基坑分層按需式井點動態(tài)降水
施工技術理論，南京德基廣場二期工程裙樓逆作法
基坑降水自2007 年11 月以來歷時2 年多完成了降
水井井點布置、成井施工與水位監(jiān)測系統(tǒng)建立、降水
運行和封井。工程實踐表明，本文所闡述的降水方
法起到了很好的科技示范作用，取得了明顯的經(jīng)濟
效益和社會效益，具體表現(xiàn)在以下方面。
1) 在基坑內外完整水位監(jiān)測的指導下，采用分
層按需式的動態(tài)降水運行模式，隨著土方與結構施
工斷續(xù)分層降水，既滿足土方開挖要求，又避免了樓
板結構在混凝土養(yǎng)護期間的不良沉降變形。
2) 采用鋼管井管，強度高，易于保護，確保了逆
作法中井點降水的長周期穩(wěn)定運行。
3) 逆作法中，基坑降水井點布置結合土層特點
按首層土體降水判定布置井點，最大減小降水成本，
收到較好的經(jīng)濟效益。
參考文獻:
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