淺析管井降水在深基坑施工中的應(yīng)用

趙航

摘 要：基坑降水對(duì)基礎(chǔ)施工是一項(xiàng)很重要的技術(shù)，降水的成功與否，關(guān)系到工程的質(zhì)量和施工進(jìn)度。本文結(jié)合基坑降水實(shí)例，介紹了基坑降水技術(shù)在建筑施工中的應(yīng)用。針對(duì)工程基本概況，選擇合理的降水方法，并對(duì)管井群井降水方法進(jìn)行了闡述，明晰基坑涌水量計(jì)算并對(duì)管井降水設(shè)計(jì)及施工要求作了探討，證明了基坑降水方案的合理性與經(jīng)濟(jì)性。

關(guān)鍵詞：基坑降水 管井 施工

中圖分類(lèi)號(hào)：TV551.4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2014）01（c）-0080-02

目前，我國(guó)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)處于高速發(fā)展的時(shí)期，工業(yè)與民用建筑建設(shè)齊頭并進(jìn)，在建設(shè)過(guò)程中不可避免的涉及基礎(chǔ)施工，為保證基礎(chǔ)施工的便利，基坑降水就成為了確保施工質(zhì)量的一大控制因素，管井降水是目前應(yīng)用較廣的降水方法，具有井距大、多井點(diǎn)相互獨(dú)立、降水設(shè)備和操作工藝簡(jiǎn)單的優(yōu)點(diǎn)。

1 工程概況

本溪站站房工程，建筑總長(zhǎng)度為165.2 m，寬度為39 m，地下一層，地上兩層。站房結(jié)構(gòu)采用全現(xiàn)澆鋼筋砼框架結(jié)構(gòu)，基礎(chǔ)采用樁基礎(chǔ)，基坑開(kāi)挖深度為自然地面下7.6～8.5 m。站房結(jié)構(gòu)采用全現(xiàn)澆鋼筋砼框架結(jié)構(gòu)，基礎(chǔ)采用樁基礎(chǔ)，大跨度框架梁采用預(yù)應(yīng)力砼框架梁。候車(chē)大廳屋面采用多點(diǎn)支撐平板網(wǎng)架結(jié)構(gòu)。

2 降水方法的選擇

混凝土裂縫成因主要有水泥水化熱、外界溫度變化、約束條件和混凝土的收縮變形，針對(duì)裂縫成因及工程施工條件，在施工實(shí)踐中采取以下措施。

2.1 坑降水的必要性

降水工程是防止孔隙水危害的最有效的手段。降水的目的是應(yīng)保證施工無(wú)水作業(yè)。城市地下水位變化是一個(gè)比較復(fù)雜的動(dòng)態(tài)過(guò)程，應(yīng)結(jié)合具體的工程地質(zhì)條件和地下水情況采取穩(wěn)妥的降水措施，保證地面沉降控制在允許范圍內(nèi)，確?；拥撞坎话l(fā)生坑涌，確?；涌颖诜€(wěn)定。

經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)勘察地下水為潛水，水量較大，主要由生活用水及降雨補(bǔ)給，勘察期間測(cè)量上層潛水埋深1.80～2.40 m，遠(yuǎn)小于基坑開(kāi)挖深度，施工降水可能會(huì)對(duì)基坑穩(wěn)定和周?chē)ㄖ锏姆€(wěn)定產(chǎn)生影響，應(yīng)采用合適的降水方案保證安全。

2.2 常見(jiàn)降水方法比較

施工中常用的基坑降水方法主要有：明溝加集水井降水是最普通的降水方法，其有施工方便，用具簡(jiǎn)單，費(fèi)用低廉的特點(diǎn)，在深基坑施工中常作為其他降水方法的輔助排降水措；輕型井點(diǎn)降水使用廣泛，主要適用于基坑面積不大，降低水位不深的場(chǎng)合；噴射井點(diǎn)降水是輕型井點(diǎn)的升級(jí)版，有很多相似特點(diǎn)，噴射井點(diǎn)降低水位深度大，一般在8～20 m范圍，但是施工復(fù)雜成本高；管井井點(diǎn)降水通常適用于滲透系數(shù)大的砂礫層，地下水豐富的地層，以及不適用輕型井點(diǎn)的場(chǎng)地，管井降水因其具有井距大、多井點(diǎn)相互獨(dú)立、降水設(shè)備和操作工藝簡(jiǎn)單，工程費(fèi)用低等特點(diǎn)，深井井點(diǎn)降水。

2.3 選用管井降水的原因

本工程在基坑開(kāi)挖范圍內(nèi)主要土層為人工填土與粉質(zhì)粘土，地下水為潛水，水量較大，主要由生活用水及降雨補(bǔ)給，上層潛水埋深1.80～2.40 m。根據(jù)附近場(chǎng)地資料，以及現(xiàn)場(chǎng)勘察期間通過(guò)對(duì)場(chǎng)地及周邊進(jìn)行調(diào)查，未發(fā)現(xiàn)影響土質(zhì)化學(xué)成份變化的污染源。綜合地質(zhì)報(bào)告，此區(qū)域地下水位埋深為1.8 m左右，為保證基坑安全施工必須預(yù)先進(jìn)行降水施工。降水方式應(yīng)采用坑外降水。管井降水每口管井出水流量可達(dá)到50～100 m3/h，土的滲透系數(shù)在20～200 m/d范圍內(nèi)，降低地下水位深度約3～5 m。本工程基坑頂部向下約8.7 m為含水量豐富、滲透能力較大的碎石層，石塊密實(shí)，粒徑較大，故綜合考慮現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)水文條件與工程經(jīng)濟(jì)等方面，降水方法采用管井降水。

3 施工方案的確定

3.1 降水計(jì)算

涌水量計(jì)算

分?jǐn)偟?2口井，每口井抽水228 m3/s。井?dāng)?shù)：n=1.1×2739.3/440=6.85個(gè)，取12口，由于施工時(shí)，雨期將近，故多預(yù)留井?dāng)?shù)。

平均間距D=2×（52+75）/12-1=20 m

單井出水量：

滿(mǎn)足要求，12口井采用動(dòng)態(tài)降水。

3.2 方案設(shè)計(jì)

根據(jù)以上理論計(jì)算初步確定的設(shè)計(jì)參數(shù)為基礎(chǔ)，以主體地下結(jié)構(gòu)施工范圍內(nèi)的槽底任意點(diǎn)處水位降深大于設(shè)計(jì)降深為約束條件，利用井群抽水計(jì)算模型，經(jīng)計(jì)算比較，降水方案（見(jiàn)表1）。

降水方法采用基坑采用管井封閉降水方法（坑外降水方案），采用管井群井降水，選擇反循環(huán)方式成井，管井結(jié)構(gòu)為井徑0.6 m，井深12 m?；硬捎妹魍诜ㄊ┕ぃ娱_(kāi)挖深度為8.5 m，采用25 m3/h潛水泵抽排水，鋪設(shè)排水管道，為保證基坑正常施工，采用連續(xù)不間斷抽水方式，經(jīng)沉砂池后排入指定的下水管網(wǎng)。水泵安置深度距孔底1.0～2.0 m。在整體抽水前，進(jìn)行單井的簡(jiǎn)易抽水試驗(yàn)，驗(yàn)證所選水泵的適宜性及驗(yàn)證降水井的數(shù)量是否滿(mǎn)足降水需求，根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整。

3.3 施工要點(diǎn)

管井主要工序有：普通鉆機(jī)成孔、清孔、安放井管與填料、洗井、試抽水和正常運(yùn)行的降水井，施工中以上的關(guān)鍵工序至關(guān)重要。其設(shè)計(jì)的合理與否直接影響到降水井降水效果好壞。另外，考慮到雨季降水，在降水井?dāng)?shù)量計(jì)算中已多預(yù)留了5口，并采用動(dòng)態(tài)降水。

3.3.1 管材、濾網(wǎng)、濾料的選用

為達(dá)到降水井施工效果，我們從材料進(jìn)場(chǎng)人手，保證管材符合強(qiáng)度要求，不僅有規(guī)范要求的滲透性.而且要求管材必須有自身強(qiáng)度報(bào)告和透水件試驗(yàn)報(bào)告。

3.3.2 鉆孔機(jī)械的選用以及成孔要求

鉆孔機(jī)械選用旋挖鉆機(jī)（意馬AF-220），成孔孔徑必須大于等于管材外徑每邊20 cm，并按設(shè)計(jì)要求檢查成孔質(zhì)量。質(zhì)量合格方可安放井管，管井井徑誤差±20 mm，垂直度誤差≤1%，管井對(duì)中安置，安置深度符合設(shè)計(jì)要求。管井距保護(hù)樁外輪廓線(xiàn)1.5m?，F(xiàn)場(chǎng)井位布置時(shí)可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際需要進(jìn)行微調(diào)。

3.3.3 試抽水與降水要點(diǎn)

采用跟蹤降水方式，即隨著開(kāi)挖深度的增加而逐步降低工作井內(nèi)的地下水位。降水過(guò)程中控制出水量，并隨時(shí)觀測(cè)水位變化情況，使基坑分段分層開(kāi)挖時(shí)，保證基坑內(nèi)水位始終低于基坑開(kāi)挖底面標(biāo)高 0.5 m以下。

3.3.4 排水設(shè)計(jì)與降水監(jiān)測(cè)

為了保證基坑穩(wěn)定，便于基坑開(kāi)挖和主體結(jié)構(gòu)的澆筑，給施工提供良好的作業(yè)環(huán)境，確保施工質(zhì)量，在基坑周?chē)?，沿平行基坑邊線(xiàn)鋪設(shè)排水管線(xiàn)，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況確定排水口的位置及排水管線(xiàn)的長(zhǎng)度。施工中地下水降至坑底下0.5～1.0 m。施工中隨時(shí)監(jiān)測(cè)地下水情況，出現(xiàn)異常應(yīng)及時(shí)分析、處理。

4 結(jié)語(yǔ)

管井降水有著排水量大、經(jīng)濟(jì)合理便于施工的特點(diǎn)，本車(chē)站站房基坑降水施工中采用此方案取得了良好的降水效果，施工中根據(jù)降水井成井后及時(shí)提取降水參數(shù)去完善設(shè)計(jì)、指導(dǎo)施工，確保了車(chē)站在基坑開(kāi)挖過(guò)程中，水位控制在基底以下，創(chuàng)造了基礎(chǔ)施工需要的干燥環(huán)境，保證了土方開(kāi)挖、主體結(jié)構(gòu)的施工順利完成，并為此類(lèi)降水施工提供了借鑒。

參考文獻(xiàn)

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[2] 陳中漢，黃書(shū)秋，程麗萍.深基坑工程[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2003.