建筑基坑工程管井井點(diǎn)降水技術(shù)的應(yīng)用

張桂松　裴躍鋒　雷少華

摘 要：文章介紹了管井點(diǎn)降水的井點(diǎn)布置原則及施工方法、基坑井點(diǎn)的設(shè)計(jì)及操作重點(diǎn)、以及井管降水技術(shù)應(yīng)用的過程中需要注意的事項(xiàng)，最后并總結(jié)出管井井點(diǎn)降水施工的一些經(jīng)驗(yàn)和注意的事項(xiàng)。希望基坑工程在建筑工程的建設(shè)中發(fā)揮更巨大的經(jīng)濟(jì)效率。

關(guān)鍵詞：深基坑；管井降水；施工工藝；質(zhì)量控制；降水效果

隨著我國社會市場經(jīng)濟(jì)的大規(guī)模的發(fā)展建設(shè)，我們國家的各地區(qū)的建筑規(guī)模日益擴(kuò)大，基坑工程也成為了建筑工程的重要組成內(nèi)容，使它的發(fā)展越來越廣泛和更深入。在各大工程和各類的地基中，基礎(chǔ)、基坑施工都需要降低地下水，才能保證基坑施工的安全性和高效性。管井井點(diǎn)降水技術(shù)就是在基坑周圍布置井點(diǎn)，然后在井內(nèi)進(jìn)行抽水工作，從而降低基坑中的地下水位，有效地防止基坑出現(xiàn)流砂、管涌和坑底隆起失效的現(xiàn)狀，有利于為基坑施工創(chuàng)造獨(dú)厚的條件，提高工作的效率。

1 工程概況

本工程為即墨市藍(lán)鰲路以南、墨水河以北、大同路以東、東關(guān)街以西的圍合區(qū)域及墨水河以南、文化路以北、原特教中心以東、一職專以西的相關(guān)區(qū)域內(nèi)。

工程由B區(qū)、C區(qū)、D區(qū)三個(gè)地塊組成，總建筑面積1169316平米，其中包含商業(yè)網(wǎng)點(diǎn)、一所小學(xué)、兩所幼兒園等公共建筑。住宅樓含兩棟20層，十三棟26層，三十九棟22層。一棟26層辦公樓，隸屬于超高層結(jié)構(gòu)。地下室為一層車庫，部分為二層車庫。

基坑深度局部9.5m，地下水類型為孔隙潛水及弱承壓水，主要含水層為第（9）層圓礫，地下水量豐富。穩(wěn)定水位埋深2.9～3.3米，絕對標(biāo)高16.00～16.28米。

由于主樓樓座基礎(chǔ)采用水泥穩(wěn)定砂換填，對基坑降水要求較高，原設(shè)計(jì)基坑降水方案不能滿足基坑降水要求，故采用井點(diǎn)降水的方法降低地下水位。

2 場地的工程地質(zhì)條件

地貌類型：侵蝕堆積緩坡，后經(jīng)人工回填改造。工程地質(zhì)條件：根據(jù)鉆探揭露，場區(qū)第四系厚度中等，以全新統(tǒng)人工填土層和陸相洪沖積層為主，地層結(jié)構(gòu)簡單，層序清晰；場區(qū)基巖為白堊系萊陽群泥巖，呈巖基產(chǎn)出。

3 井點(diǎn)降水施工工藝

基坑降水方案的選擇與設(shè)計(jì)應(yīng)滿足下列要求：

（1）基坑開挖及地下結(jié)構(gòu)施工期間，地下水位保持在基底以下0.5～1.5m；

（2）降水期間臨近建筑物及地下管線、道路的正常使用；

（3）基坑邊坡的穩(wěn)定。

因此，為達(dá)到良好的降水效果，根據(jù)本工程的基坑形式、開挖深度及挖土的施工流程，對于B-1-1區(qū)、 B-1-2區(qū)擬采用管井井點(diǎn)的降水方案，對于B-2區(qū)、C-2-1區(qū)擬采用沿基坑周邊設(shè)止水帷幕樁止水，基坑頂部設(shè)擋水臺、基坑底部沿周邊設(shè)置排水溝與集水井集水明排。管井井點(diǎn)由濾水井管、吸水管和抽水機(jī)組成。管井降水具有設(shè)備較為簡單，排水量大，可代替多組輕型井點(diǎn)作用，水泵設(shè)在地面，易于維護(hù)等特點(diǎn)。本工藝標(biāo)準(zhǔn)適用于滲透系數(shù)較大（20～200m/d），降水深在5m以內(nèi)，地下水豐富的土層、砂層，或明溝排水法易造成立粒大量流失，引起邊坡坍方及用輕型井點(diǎn)難以滿足降水要求的情況下，可采用本工藝標(biāo)準(zhǔn)。

對施工中產(chǎn)生的泌水及雨水，在分層挖土?xí)r開一些排水溝、集水坑，將水抽到地面的下水道內(nèi)。施工到基坑底時(shí)，四周設(shè)明溝，并設(shè)集水坑，中間設(shè)置盲溝，與四周明溝相連，集水坑內(nèi)水用水泵抽出。

3.1 管井設(shè)計(jì)

在基坑周圍按25米的井距布置管井，其中B-1-1區(qū)大概需要24口管井，B-1-2區(qū)大概需要30口管井。井深不小于10.0m，且進(jìn)入強(qiáng)風(fēng)化泥巖不小于0.5m。井間距一般為25.0m，現(xiàn)場可根據(jù)實(shí)際情況做適當(dāng)調(diào)整，但必須滿足基坑施工對降水的要求。井孔徑為550mm，濾管為DN400mm的無砂混凝土濾水管。

若電梯井、集水坑在開挖時(shí)有積水情況，可根據(jù)情況在電梯井、集水坑旁增設(shè)管井，以降低地下水。

3.2 地表排水

在基坑底周邊1米左右布置一圈排水溝，排水溝深300mm，寬300mm，在排水溝上每50米留一個(gè)1米×1米×1米的集水井，排水溝底按0.5%坡度向集水坑找坡。排水溝采用磚砌筑水泥砂漿抹面。坡頂砌筑330高145寬擋水臺，防止雨水進(jìn)入基坑。管井所抽地下水，接入到地面上?300的排水管管網(wǎng)中。

4 主要施工方法

4.1 施工順序

4.2 施工步驟

（1）測量防線，定好井位，按施工圖放出井的中心點(diǎn)。

（2）以定好的井位點(diǎn)為中心，550mm為直徑作圓，向下開0.50m作為井口。

（3）用泥漿護(hù)壁沖擊鉆機(jī)向下鉆孔，鉆至要求深度。

（4）成孔后，用鉆機(jī)卷揚(yáng)機(jī)提升架安井管。將直徑為500mm井管下入孔內(nèi)。井管接頭采用焊接工藝。

（5）安裝完井管后，在無砂濾水井管外側(cè)與井壁之間填入粒徑為20～40mm礫石。

①礫石應(yīng)緩慢填入，防止沖歪井管，一次不可填入過多。

②接近井口0.50m處，用粘土封嚴(yán)，以防地面水、雨水流入。

（6）成井完畢后，立即用空壓機(jī)洗井活清水抽洗。

①將空壓機(jī)氣管及噴嘴放進(jìn)井內(nèi)，先洗上面井壁，然后逐漸將水管下入井底。

②打開空壓機(jī)，空氣將快速經(jīng)各管壁向井壁程漩渦狀噴射，借氣水混合沖力迅速破壞泥漿壁，并將泥漿及細(xì)砂攜帶到井外，直至水清砂盡。

（7）安放潛水泵，安裝抽水控制線路，修筑排水溝及沉砂池。成砂池采用C20混凝土底板，M5水泥砂漿磚砌池壁，池壁內(nèi)外兩層用防水砂漿抹灰一遍，水池內(nèi)側(cè)采用防水采用防水處理。

（8）試抽水。并檢修漏水主管、翻轉(zhuǎn)、不出水的水泵組。抽水采用每井每泵排管（可采用3寸鋼管）降水，地面排管集中到沉砂池，抽出的水經(jīng)過沉砂池過濾后，再集中排入市政管道中，沉砂。池制作位置靠近城市管網(wǎng)接入口的下水道。

（9）正式抽水。測定每個(gè)管井初始水位、流量。

（10）日常監(jiān)控。

4.3 施工操作要點(diǎn)

4.3.1 管井井點(diǎn)設(shè)備的制作

管井井點(diǎn)工作時(shí)，沿基坑周邊每隔一定距離設(shè)置一個(gè)管井，每個(gè)管井單獨(dú)用一臺水泵抽水，從而降低地下水位。根據(jù)管井材料，可分為金屬管井、竹木管管井及混凝土管管井等。目前施工中較為常用的是金屬管井，它的過濾部分采用直徑為200mm以上的鋼筋焊接骨架，外纏鋅鐵絲，再外包孔為2層塑料濾網(wǎng)，長約2～3m，其管身直徑為200～500mm，吸水管宜為50～100mm的膠管或鋼管，抽水時(shí)其下端應(yīng)沉入管井最低水位以下，必要時(shí)應(yīng)裝設(shè)逆止閥。抽水機(jī)械常采用10～20cm的離心水泵，也可采用浸沒式潛水泵或深井泵等。

4.3.2 管井井點(diǎn)的布置

沿基坑外圍四周呈環(huán)形或沿基坑兩側(cè)或一側(cè)布置。井中心距基坑邊緣距離，根據(jù)所用鉆機(jī)及鉆孔方法而定，當(dāng)采用沖擊式鉆機(jī)用泥漿護(hù)壁時(shí)為0.5～1.5m。用套管法時(shí)不小于3m，管井的施工深度和間距，根據(jù)需降水面積和深度以及含水層的深度系數(shù)等因素確定。

4.3.3 管井的施工與使用

（1）管井的滲水井管的施工，宜采用泥漿護(hù)壁鉆孔法。即在鉆機(jī)鉆孔的同時(shí)向孔內(nèi)投放泥漿，護(hù)住井壁，以免地下水滲出時(shí)造成塌孔。

（2）鉆進(jìn)成孔時(shí)，盡量采取快速鉆進(jìn)，避免鉆進(jìn)時(shí)間過長，鉆具對井壁機(jī)械擾動(dòng)和沖洗浸泡而造成坍孔、縮頸、泥皮過厚等不良現(xiàn)象，以免影響成井降水質(zhì)量和效果。同時(shí)，應(yīng)根據(jù)地層合理選擇技術(shù)參數(shù)，調(diào)整泥漿粘度和密度，在保證孔壁穩(wěn)定的前提下，盡量降低泥漿的粘度和密度，防止因泥漿過濃和失水量過大而影響滲透能力；井管口要高出地面0.5m，管徑中心距離基坑開挖上口線水平距離不小于1.0m。

（3）鉆孔直徑應(yīng)比管井外徑大150～250mm，井管下沉前應(yīng)清孔并保持濾網(wǎng)通暢。井管與土壁之間用20～40mm 的礫石填充作為濾層。地面下0.5m以上為黏土填充夯實(shí)。

（4）下井管時(shí)，嚴(yán)禁擺動(dòng)，造成井壁的損壞和坍垮。井管下到設(shè)計(jì)孔深位置后，稍微向上拉伸提直，固定在孔口中心，使井孔與孔壁之間環(huán)狀間隙均勻合理，便于填礫，提高單井出水率。

（5）填礫方面。a.礫料選擇。選擇時(shí)應(yīng)根據(jù)場區(qū)內(nèi)主含水層砂粒直徑和填礫技術(shù)要求，選擇20mm～40mm 的混合礫料。b. 投礫。投礫時(shí)首先將沖孔器下入距井管內(nèi)底端100 mm～200 mm，沖洗液通過沖孔器沖洗井管，并通過井管內(nèi)外側(cè)返回地面。在送水同時(shí)，向井管外四周間隙內(nèi)均勻投入混合礫料，礫料頂水而下，不易中途堵塞。隨礫料的不斷投入，及時(shí)向上提升沖孔器。礫料填至井口地表2 m 時(shí)，則投礫結(jié)束，再用粘土分層填實(shí)至地表。

（6）抽水洗井方面。投礫結(jié)束后，及時(shí)下放潛水泵于井管內(nèi)水位以下3 m～5 m，迅速起動(dòng)電源抽水，隨水位不斷下降，水泵也同時(shí)下放，直至距井底0. 5 m 左右為止。如此反復(fù)進(jìn)行，直至抽出的水質(zhì)潔凈、不含泥砂為止。

（7）抽水過程中，應(yīng)經(jīng)常檢查機(jī)械部分。如電動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)軸、電流、電壓等。并觀測和記錄管井內(nèi)水位降深和流量。井管用完后，可用人字拔桿，倒鏈將井管拔出，以備再用。所留孔洞用砂礫填充夯實(shí)。

（8）管井所抽地下水，接入到地面上?300的排水管管網(wǎng)中，其管網(wǎng)坡度為5%；可根據(jù)實(shí)際設(shè)置一定數(shù)量的立柱，用以固定排水管道。

（9）每隔50m設(shè)置一沉淀池，尺寸根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況確定，采用240mm磚砌筑，池底用C15混凝土墊層，水池用10mm厚1：2水泥砂漿抹面。

5 施工準(zhǔn)備

管井井點(diǎn)降水施工主要涉及的土建材料有制作吸水管的直徑為50～100mm的鋼管（或者塑料管），直徑為300mm上的鋼管、塑料管或混凝土管。用做焊接濾水管的φ14鋼筋，外包孔眼為1～2mm濾網(wǎng)。

用于建造排水的混凝土管或PVC管材，水泥砂漿，防水劑等等。

6 施工質(zhì)量控制

6.1 降水質(zhì)量要求

（1）井管必須直立于井中心，上端應(yīng)保持水平。

（2）精的頂角偏斜不得超過1度，以保證泵組上下井道通暢。

（3）每打完一口井要用量測井深，以保證井深偏差≤20cm。

（4）成孔孔徑550mm，偏差≤10cm.

（5）吊放井管，檢查管內(nèi)外是否有雜物、粘土，以防止影響透水性。

（6）洗井后的泥沙量控制在10%以內(nèi)。

（7）做好成井工序交接驗(yàn)收記錄。

6.2 抽水期間質(zhì)量控制

（1）抽排水管線安裝完畢，試抽水時(shí)有漏水。氣現(xiàn)象要及時(shí)檢修。

（2）如有泵不上水的現(xiàn)象，要及時(shí)檢修、更換。

（3）及時(shí)了解抽水情況，以防止無水干轉(zhuǎn)燒壞，根據(jù)施工要求確定啟動(dòng)和暫不抽水井點(diǎn)數(shù)量。

6.3 降水后質(zhì)量控制

（1）降水完畢后，應(yīng)根據(jù)工程結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和土方回填進(jìn)度，陸續(xù)關(guān)閉及撥出井點(diǎn)泵組。土中所留的孔洞應(yīng)立即砂土填實(shí)。如果地基有坑滲等要求時(shí)，孔口應(yīng)按有關(guān)要求填塞。

（2）拆除井點(diǎn)應(yīng)自底層開始，在下部井點(diǎn)拆除期間，上部井點(diǎn)應(yīng)繼續(xù)抽水。

7 結(jié)語

建筑基坑和是深基坑的降水工作會直接影響到工程的進(jìn)度和施工的質(zhì)量，只有科學(xué)合理布置好降水井的位置，精心地選擇合適的井管和濾料等，在成井工藝進(jìn)行之前選擇適合的地質(zhì)條件，在施工的過程中按照科學(xué)的施工藍(lán)圖采取高效有力的措施，使工程的開展更加順利。在城區(qū)內(nèi)施工的過程中，及時(shí)做好開挖土方的處理工作，使城市保持整潔的環(huán)境，進(jìn)而提高人們的生活水平。井管降水技術(shù)的應(yīng)用成果已經(jīng)得到國際上的支持和推廣，它是衡量國家深基坑施工工程科技含量高低的具體標(biāo)準(zhǔn)。井管降水技術(shù)具有創(chuàng)新性和高效性。隨著經(jīng)濟(jì)的全球化，它的應(yīng)用前景日益廣泛。使井管降水技術(shù)在深基坑工程施工中，發(fā)揮最大的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。

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