秦皇島某工程深井井點(diǎn)降水方案設(shè)計(jì)

侯劍飛

(北京華宏工程咨詢有限公司，北京100000)

深井井點(diǎn)降水是在深基坑的周圍埋置深于基底的井管，使地下水通過設(shè)置在井管內(nèi)的潛水電泵將地下水抽出，使地下水位低于坑底.深井井點(diǎn)又稱大口徑井點(diǎn)，系由濾水井管、吸水管和抽水設(shè)備等組成.該法具有井距大、易于布置、排水量大、降水深(＞15m)、降水設(shè)備和操作工藝簡單、可代替多組輕型井點(diǎn)作用等特點(diǎn).適用于滲透系數(shù)大(10～250m/d)、土質(zhì)為砂類土(或有流砂和重復(fù)挖填土)、地下水豐富、降水深、面積大、時間長的降水工程.

1 工程概況

秦皇島市某寫字樓工程，地上28層，地下2層，建筑物總高度95.00m，總建筑面積為28129 m2，結(jié)構(gòu)形式為框架結(jié)構(gòu)，基底標(biāo)高－10.850m，室外地坪標(biāo)高為－0.500m，基坑開挖深度為10.35m.

由地質(zhì)勘測資料知，該工程水文地質(zhì)情況為:地面下1m為雜填土，雜填土下面是中砂層，其滲透系數(shù)為5m/d，地下水位－1.500m，中砂下面是粘土層，位于地下－20.000m以下，所以本工程在開始施工前需降水，設(shè)計(jì)將地下水位降到比基坑底低0.5m.

2 深井井點(diǎn)降水方案設(shè)計(jì)

2.1 井點(diǎn)降水方案選擇

由于本工程基坑深10.35m，地下水位較高，本著經(jīng)濟(jì)合理的原則，結(jié)合施工技術(shù)的許可，經(jīng)綜合考慮，采用深井井點(diǎn)降水的方式，先降水半個月左右再開挖基坑.邊開挖基坑邊做土釘墻支護(hù)，根據(jù)實(shí)際情況將所選方案進(jìn)行有機(jī)結(jié)合，使其達(dá)到工程順利進(jìn)行，效果良好的狀態(tài).

深井井點(diǎn)沿工程基坑周圍離邊坡上口1.0m呈環(huán)形布置，井深設(shè)計(jì)為18m，井距為14～18m.

2.2 主要機(jī)具設(shè)備

深井井點(diǎn)機(jī)具設(shè)備由井管、潛水泵和排水管等組成.

(1)井管.

由濾水管、吸水管和沉砂管三部分組成.

1)濾水管采用外徑600mm、壁厚60mm、長1.5m的無砂混凝土管.

2)吸水管采用與濾水管同直徑鋼管制成.

3)沉砂管采用與濾水管同直徑鋼管，下端用鋼板封底.

(2)水泵.

采用QB40－25型潛水電泵，每井一臺，另設(shè)2臺備用泵，并配上一個控制井內(nèi)水位的自動開關(guān)，在井口安裝閥門，以便調(diào)節(jié)流量的大小，閥門用夾板固定.

(3)排水管.

用500mm混凝土管，并設(shè)3%的坡度，與附近下水道接通.

(4)成孔設(shè)備.

采用CZ－22型沖擊鉆機(jī)及配套卷揚(yáng)機(jī)等.

2.3 深井井點(diǎn)降水計(jì)算

(1)深井井點(diǎn)系統(tǒng)總涌水量計(jì)算.

根據(jù)平面計(jì)算假象半徑:

查《給水工程設(shè)計(jì)手冊》知深井影響半徑R0=13m.

降水系統(tǒng)的總涌水量，可采用潛水完整井計(jì)算，那么抽水影響半徑R=R0+X0=13+26.42=39.42m

根據(jù)水文地質(zhì)資料得，含水層厚度為H=－1.5－(－20)=18.5m，

基坑挖深為h=10.85－0.5=10.35m，設(shè)計(jì)將地下水位降到比基坑底低0.5m，

則基坑中心的水位降落值S=10.85－1.5+0.5=9.85m

深井系統(tǒng)總涌水量為:

(2)深井進(jìn)水過濾器需要總長度計(jì)算.

深井井點(diǎn)半徑r=0.3m，過濾管長度l=1.5m

則深井每米長度進(jìn)水量:

其中滲透系數(shù)k=5m/d=5.79×10－5m/s

深井進(jìn)水過濾器需要總長度:

選擇n=18 個管井，取H=18.5－9.85=8.65m

(3)群井抽水單個深井過濾器浸水部分長度為:

顯然，滿足nh0=18×3.97=71.46m＞68m條件，考慮工程的平面尺寸，18個深井布置見圖1所示，各井點(diǎn)至井點(diǎn)群重心的距離如表1所示.

表1 各井點(diǎn)至井點(diǎn)群重心的距離

(4)群井涌水量計(jì)算.

18個相互之間距離在影響半徑范圍內(nèi)的深井井點(diǎn)同時抽水時的總涌水量計(jì)算:

顯然，該布置距離和深井井點(diǎn)數(shù)量滿足本工程降水的要求.

3 深井井點(diǎn)降水施工

3.1 施工工藝流程

井點(diǎn)測量定位→挖井口、安護(hù)筒→鉆機(jī)就位→鉆孔→清孔→回填井底砂墊層→吊放井管→回填井管與孔壁間的砂礫過濾層→洗井→井管內(nèi)下設(shè)水泵、安裝抽水控制電路→試抽水→降水井正常工作→降水完畢拔井管→封井.

3.2 施工工藝

(1)定位.

通過測量儀器定出井位，并嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)井位成孔.

(2)成孔.

本工程采用CZ－22型沖擊鉆鉆孔，用正循環(huán)泥漿護(hù)壁工藝，孔口設(shè)置護(hù)筒，以防孔口塌方，并在一側(cè)設(shè)排泥溝、泥漿坑，鉆孔直徑900mm.鉆機(jī)就位時必須對準(zhǔn)所定孔位，井位誤差不超過10cm;鉆進(jìn)過程中機(jī)架要保持豎直，成孔垂直度偏差小于1%.

(3)清孔.

清孔采用射水法，此時鉆具只轉(zhuǎn)不進(jìn)，待泥漿比重降到1.1左右即認(rèn)為清孔合格.

(4)下管.

成孔后應(yīng)立即安放井管，以防塌方.用塔吊逐節(jié)沉入無砂混凝土管，外壁綁長竹片導(dǎo)向，使接頭對正.井管安放應(yīng)力求垂直，并位于井孔中間;管頂部比自然地面高500mm左右.井管過濾部分應(yīng)放置在含水層適當(dāng)范圍內(nèi).

(5)填礫.

井管下入后，及時在井管與土壁間用鐵鍬分層填充砂礫濾料(粒徑為3～8mm細(xì)礫石).填濾料要一次連續(xù)完成，從底填到井口下1m左右，上部采用不含砂石的粘土封口.

(6)洗井.

管周圍填砂濾料后，安設(shè)水泵前應(yīng)按規(guī)范先清洗濾井，沖除沉渣.洗井工作必須在下管、填礫、封口后8h內(nèi)進(jìn)行，一氣呵成，以免時間過長，護(hù)壁泥皮逐漸老化，難以破壞，影響滲水效果.洗井時必須用清水沖洗，以達(dá)到要求.

(7)下泵.

潛水泵在安裝前，應(yīng)對水泵本身和控制系統(tǒng)作一次全面細(xì)致的檢查.如無問題，始可放入井中使用，上部應(yīng)與井管口固定.設(shè)置深井泵的電動機(jī)座應(yīng)安設(shè)平穩(wěn)，轉(zhuǎn)向嚴(yán)禁逆轉(zhuǎn)(宜有止回閥).潛水電動機(jī)、電纜及接頭應(yīng)有可靠絕緣，每臺泵應(yīng)配置一個控制開關(guān).主電源線路沿深井排水管路設(shè)置.

(8)試抽水.

安裝完畢應(yīng)進(jìn)行試抽水，滿足要求后始轉(zhuǎn)入正常工作.

(9)正常抽水.

抽水工作要求做到:每間隔2－3小時抽一次，每次抽至干為止.抽水需要24小時派人值班，并做好抽水記錄，以掌握抽水動態(tài).

(10)拔管封井.

井管使用完畢，用吊車拔井管→封井

借助鋼絲繩、倒鏈，將井管口套緊徐徐拔出，濾水管拔出洗凈后再用，拔出后所留的孔洞用砂礫填充、搗實(shí).

4 結(jié)論

本工程采用深井井點(diǎn)降水，整個土方開挖及地下工程施工期間，地下水一直處于基底以下，沒有發(fā)生流砂現(xiàn)象，經(jīng)觀測，基坑坑壁及周圍地面也沒有大的裂縫出現(xiàn)，保證了施工安全及質(zhì)量，效果良好.

［1］徐接武.管井井點(diǎn)降水技術(shù)及工程實(shí)例［J］.山西建筑，2007(22)

［2］王利文.土木工程施工技術(shù)［M］.中國建材工業(yè)出版社，2007，2

［3］林金燥.福州市永升城基坑深井降水設(shè)計(jì)與施工技術(shù)［J］.福建地質(zhì)，2007(3)