深基坑施工中井點降水施工技術的運用

【摘 要】以某高層住宅樓深基坑降水施工為例，通過井點降水設計計算、井點排水系統(tǒng)的安裝以及施工工藝、注意事項闡述了井點降水技術在深基坑降水中的運用。

【關鍵詞】高層住宅樓；深基坑；井點降水；深基坑降水中的運用

1 工程概況

工程所在地下水貯存于粉細砂中孔隙潛水，并具有一定的承壓性。地下水動態(tài)變化規(guī)律為7-9月份豐水期，水位較高。

按照《巖土工程勘察規(guī)范》中地下水腐蝕性的判斷標準，判定地下水對混凝土有微腐蝕性。依據(jù)2月-3月份為枯水期水位低，而3月份的巖土勘察該地下水位深埋1.3-2.2m之間，由此可得初見水位在自然原始地面向下-1.2m左右。

依據(jù)《高程建筑巖土工程勘察規(guī)程》（JGJ72-2004）確定該項工程基坑工程安全級為三級。

2 降水初步設計

基坑地質土質結構中：雜填土（厚度0.1～2.5米）、粉質粘土（厚度0.3～2.3米）、粉細砂（厚度3.7～9.7米）、粉質粘土（厚度2.0～9.1米），基礎地下水層厚度h=H-S-A=7-1.2-1.2=4.6m

H：±0到基礎底板標高7.0m；

S：初見水位1.2m；

A：±0到自然地面高差。

為了基坑開挖施工的需要降水后的地下水位標高低于基坑底標高0.5m。細粉砂層滲透系數(shù)按（k）=（0.5-5m/d），其滲透系數(shù)較小，縫隙水穿透該土層達至井管的濾管處，降水速度相當漫長，因此基坑的涌水量大。

井點管埋置深度

H≥H1+h+iL+l

H：井點管的埋置深度

H1：井點管埋設面至基坑底面的距離

h：基坑中央最深挖掘面至降水曲線最高點的安全距離，一般為0.5～1.0米，人工開挖取下限，機械開挖取上限

i：降水曲線坡度，與土的滲透系數(shù)、地下水流量等因素有關，根據(jù)揚水試驗和工程實測經(jīng)驗。對環(huán)狀或雙排井點可取1/10～1/15

l：濾水管長度

H≥4.6+0.5+0.067×37.5+1.2=8.81m，單根濾水管長度為6米，工程基坑降水擬采用采用環(huán)形二級輕型井點降水措施。

3 施工設計計算

3.1 因為降水管的濾管設在粉沙層中，而降水管的安裝采用高壓水槍沖眼，降水管間距不少于1.2m。

單井出水量：

q=120*3.14*r*3√k=120×3.14×0.024×1.2sup3;√5=18.57msup3;/d，所以管間距設立在1.2m～1.5m足以滿足單井出水量的要求。

3.2 沿基坑周邊交圈封閉式布管，設立管間距1.2m。一級降水用井管長度6m（含濾管長度L=1.2m），管外徑d=48mm，一級降水周長：972m，用6米井管數(shù)：810根，15KW電機組：13臺。二級降水周長：930m，用4m井管數(shù)：775根，15KW電機組：13臺。每臺機組帶井管63根。兩級降水總長1902m，井管根數(shù)1585根，24臺15KW電機組。

3.3 ±0與自然地面高差1.2m，±0至基底7.0m，即自然地面至基底5.8m，據(jù)松軟的地質結構、疏松易塌方的特點，放坡比例1：1，表面滿鋪彩條布一層并用砂袋壓實，基礎外墻單側向外開降水槽并且成階梯式，分兩個梯臺兩步進行，一級降水梯臺在地面下1.3m處設立，二級降水梯臺在地面下4m處設立。

3.4 基坑總涌水量計算

3.4.1 含水層厚度：H=±0到基礎底板標高7.0m-初見水位1.2m-±0到自然地面高差1.2m=4.6m。

3.4.2 降水深度：Hι=±0到基礎底標高7.0m+降水頂面至基礎底高差0.5m-±0到初見水位2.4m=5.1m

3.4.3 基坑等效半徑：由于基坑長寬不大于5，所以用下列計算Xo

Xo=√A/JI=√5500/3.14=40.48m

3.4.4 抽水影響半徑：

Ro=1.95Hι√HK=1.95×5.1×√4.6×5=47.69m

3.4.5 基坑總涌水量計算：

Q=｛1.366k（2H-S）S/LgR-LgXo｝×3.3=｛1.366×5×（2×5.8-4.6）4.6/lg47.69-lg40.48｝×3.51=10826.17msup3;/d

3.5 井點管的數(shù)量與間距

3.5.1 單井出水量：q=120JIdlsup3;√k=120× 3.14×0.024×1.2sup3;√5=18.57msup3;/d

3.5.2 需井點管數(shù)量:L=972m+75=1047 m（含穿插橫帶）

3.5.3 管間距q=1.2m。

3.5.4 需井點管數(shù)量：S/q=1047/1.2= 872.5根。

3.5.5 每機組帶N=63根6米井管。

3.5.6 共用機組臺數(shù)：U=(S/q)/N=873/63 =14臺（每76延長米設一臺機組）。

3.5.7 二級降水采用4m的降水管進行施工。

4 井點降水系統(tǒng)設備、人員配備

各離心式真空泵抽水均匯入集水總管，經(jīng)沉淀池沉淀后由排水通道統(tǒng)一排入雨排干線。集水總管用Ф102鐵管焊接，排水管道采用PVC膠管連接至主管道的單流閥門上。沉淀池為磚砌水池，機組承臺防水砂漿磨光。

在高層樓房地庫24軸、23軸之間垂直于基坑寬度方向60米內插一排降水管，需要63根降水管。

抽水期間，專業(yè)隊伍應24小時連續(xù)作業(yè)，每班現(xiàn)場至少配4名保修工，8名抽水工，并有一名管理人員帶班，及時解決降水過程中的一切施工技術問題。

5 井點安裝

5.1 井點放線定位→安裝高壓水泵→鑿孔安裝埋設井點管→布置安裝總管→井點管與總管連接→安裝抽水設備→試抽與檢查→正式投入降水程序→土方開挖→二級降水。

5.2 井點管埋設

5.2.1 據(jù)建設單位提供的測量控制點，測量放線確定井點位置，然后在井點位置先挖一條寬1.2m溝，深大約1.5m左右，槽下泵坑深為1m，以便與沖擊孔時集水、埋管時灌砂，并用水溝將小坑與集水坑連接，以便排泄多余水。主干線采用cent;100硬質橡膠管從現(xiàn)場到井點位置約4m。

5.2.2 采用環(huán)形布井，在深基坑內沿建筑外邊線外1.5米布設2排輕型井點降水管，間距為1.2米，在基坑開挖至底標高時應在基坑底部邊緣挖集水槽及集水坑，在集水坑內下入污水泵輔助井點降水進行明排。

5.2.3 用絞車將簡易井架移到井點位置，將套管水槍對準井點位置，啟動高壓水泵，水壓控制在0.4～0.8MPa，在水槍高壓水射流沖擊下套管開始下沉，并不斷地升降套管與水槍。含砂的粘土套管落距在1000mm之內，在射水與套管沖切作用下，在10～15min時間左右，井點管可下沉10m左右，若遇到較厚的純粘土時，沉管時間要延長，可增加高壓水泵的壓力，以達到加速沉管的速度。沖擊孔的成孔直徑應達到300～350mm，保證管壁與井點管之間有一定間隙，以便于填充砂石，沖孔深度應比濾管設計安置深度低500mm以上，防止沖擊套管提升撥出時部分土塌落，并使濾管底部存有足夠的砂石。

5.2.4 井孔沖擊成型后，應撥出沖擊管，通過單滑輪，用繩索提起井點管插入井孔，井點管的上端應用木塞塞住，以防砂石或其他雜物進入，并在井點管孔壁之間填灌砂石濾層。該砂石濾層的填充質量直接影響輕型井點降水的效果，應注意以下幾點：

（1）砂石必須采用粗砂，以防止堵塞濾管的網(wǎng)眼。

（2）濾管應放置在井孔的中間，砂石濾層的厚度應在60～100mm之間，以提高透水性，并防止土粒滲入濾管堵塞濾管的網(wǎng)眼。填砂厚度要均勻，速度要快，填砂中途不得中斷，以防孔壁塌土。

5.2.5 砂石濾層的填充高度，要大于濾管頂1000～1800mm，應填到原地下水位線以上，以保證土層水流上下暢通。

5.2.6 井點填砂后，井口以下1.0～1.5m用粘土封口壓實，防止漏氣而降低降水效果。

5.2.7 將∮15～30mm的膠管插入井點管底部進行注水清洗，直到流出清水為止。應逐根進行清洗，避免出現(xiàn)\"死井\"。

5.3 管路安裝

首先沿井管線外側施工架上鋪設集水管，并用膠墊螺栓把干管連接起來，主干管連接水箱水泵，然后撥掉井點管上端的木塞，用膠管與主管連接好，再用10﹟鉛絲綁好，防止管路不嚴漏氣而降低整個管路的真空度。主管路的流水坡度為5‰。

5.4 檢查管路

檢查集水干管與井點管連接的膠管的各個接頭在試抽水時是否有漏氣現(xiàn)象，發(fā)現(xiàn)這種情況應重新連接或用油膩子堵塞，重新擰緊法蘭盤螺栓和膠管的鉛絲，直至不漏氣為止。在正式運轉之前必須進行試抽。在水泵進出水管上安裝真空表、壓力表。

為了觀測降水深度，在基坑中心設置一個觀測井點測量水位，并描繪出降水曲線。

5.5 抽水

5.5.1 輕型井點管網(wǎng)全部安裝完畢后進行試抽。在試抽時，應檢查整個管網(wǎng)的真空度，應達到550mmHg（73.33kPa），方可正式投入抽水。開機3d后將形成地下降水漏斗，并趨向穩(wěn)定，土方工程可在降水4d后開挖。

5.5.2 待彎聯(lián)管全部鏈接完畢后起泵抽水，設專人觀察彎聯(lián)管是否有水抽出及是否漏氣，如發(fā)現(xiàn)情況及時整改處理，以保證降水順利進行，抽出的地下水排至大型水桶中，用潛水泵抽到附近的排水干線。

5.6 井點系統(tǒng)的拆除

主體結構工程施工一層以上后，且地下室外防水施工結束，經(jīng)上部結構荷載的抗浮力驗算，滿足條件后，在拆除井點，所有孔洞用水沖細砂或土填塞，地面下2m用干粘土填實。

6 結論

通過設計與施工，使得工程深基坑井點降水一次成孔率在95％以上；試抽水合格率達到100％，做到試抽一次成功；降水深度按預期效果達到100％；設備維護完好率達到100％，降水時間共計75天，在同類型工程施工中具有很好的參考價值。

參考文獻：

[1]作者：江正榮、建筑施工計算手冊(第2版)、中國建筑工業(yè)出版社。

[2]作者：中國建筑工業(yè)出版社、建筑施工手冊 （第四版）、中國建筑工業(yè)出版社。

[3]巖土工程勘察規(guī)范（GB50021- 2001）。

[4]高程建筑巖土工程勘察規(guī)程（JGJ72- 2004）。