淺析管井降水在深基坑施工中的應用

趙航

摘 要：基坑降水對基礎施工是一項很重要的技術，降水的成功與否，關系到工程的質量和施工進度。本文結合基坑降水實例，介紹了基坑降水技術在建筑施工中的應用。針對工程基本概況，選擇合理的降水方法，并對管井群井降水方法進行了闡述，明晰基坑涌水量計算并對管井降水設計及施工要求作了探討，證明了基坑降水方案的合理性與經濟性。

關鍵詞：基坑降水 管井 施工

中圖分類號：TV551.4 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）01（c）-0080-02

目前，我國基礎設施建設處于高速發展的時期，工業與民用建筑建設齊頭并進，在建設過程中不可避免的涉及基礎施工，為保證基礎施工的便利，基坑降水就成為了確保施工質量的一大控制因素，管井降水是目前應用較廣的降水方法，具有井距大、多井點相互獨立、降水設備和操作工藝簡單的優點。

1 工程概況

本溪站站房工程，建筑總長度為165.2 m，寬度為39 m，地下一層，地上兩層。站房結構采用全現澆鋼筋砼框架結構，基礎采用樁基礎，基坑開挖深度為自然地面下7.6～8.5 m。站房結構采用全現澆鋼筋砼框架結構，基礎采用樁基礎，大跨度框架梁采用預應力砼框架梁。候車大廳屋面采用多點支撐平板網架結構。

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，針對裂縫成因及工程施工條件，在施工實踐中采取以下措施。

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。降水的目的是應保證施工無水作業。城市地下水位變化是一個比較復雜的動態過程，應結合具體的工程地質條件和地下水情況采取穩妥的降水措施，保證地面沉降控制在允許范圍內，確保基坑底部不發生坑涌，確保基坑坑壁穩定。

經現場勘察地下水為潛水，水量較大，主要由生活用水及降雨補給，勘察期間測量上層潛水埋深1.80～2.40 m，遠小于基坑開挖深度，施工降水可能會對基坑穩定和周圍建筑物的穩定產生影響，應采用合適的降水方案保證安全。

2.2 常見降水方法比較

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，用具簡單，費用低廉的特點，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，降低水位不深的場合；噴射井點降水是輕型井點的升級版，有很多相似特點，噴射井點降低水位深度大，一般在8～20 m范圍，但是施工復雜成本高；管井井點降水通常適用于滲透系數大的砂礫層，地下水豐富的地層，以及不適用輕型井點的場地，管井降水因其具有井距大、多井點相互獨立、降水設備和操作工藝簡單，工程費用低等特點，深井井點降水。

2.3 選用管井降水的原因

本工程在基坑開挖范圍內主要土層為人工填土與粉質粘土，地下水為潛水，水量較大，主要由生活用水及降雨補給，上層潛水埋深1.80～2.40 m。根據附近場地資料，以及現場勘察期間通過對場地及周邊進行調查，未發現影響土質化學成份變化的污染源。綜合地質報告，此區域地下水位埋深為1.8 m左右，為保證基坑安全施工必須預先進行降水施工。降水方式應采用坑外降水。管井降水每口管井出水流量可達到50～100 m3/h，土的滲透系數在20～200 m/d范圍內，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，粒徑較大，故綜合考慮現場地質水文條件與工程經濟等方面，降水方法采用管井降水。

3 施工方案的確定

3.1 降水計算

涌水量計算

分攤到12口井，每口井抽水228 m3/s。井數：n=1.1×2739.3/440=6.85個，取12口，由于施工時，雨期將近，故多預留井數。

平均間距D=2×（52+75）/12-1=20 m

單井出水量：

滿足要求，12口井采用動態降水。

3.2 方案設計

根據以上理論計算初步確定的設計參數為基礎，以主體地下結構施工范圍內的槽底任意點處水位降深大于設計降深為約束條件，利用井群抽水計算模型，經計算比較，降水方案（見表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，選擇反循環方式成井，管井結構為井徑0.6 m，井深12 m。基坑采用明挖法施工，基坑開挖深度為8.5 m，采用25 m3/h潛水泵抽排水，鋪設排水管道，為保證基坑正常施工，采用連續不間斷抽水方式，經沉砂池后排入指定的下水管網。水泵安置深度距孔底1.0～2.0 m。在整體抽水前，進行單井的簡易抽水試驗，驗證所選水泵的適宜性及驗證降水井的數量是否滿足降水需求，根據實際情況進行適當調整。

3.3 施工要點

管井主要工序有：普通鉆機成孔、清孔、安放井管與填料、洗井、試抽水和正常運行的降水井，施工中以上的關鍵工序至關重要。其設計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，在降水井數量計算中已多預留了5口，并采用動態降水。

3.3.1 管材、濾網、濾料的選用

為達到降水井施工效果，我們從材料進場人手，保證管材符合強度要求，不僅有規范要求的滲透性.而且要求管材必須有自身強度報告和透水件試驗報告。

3.3.2 鉆孔機械的選用以及成孔要求

鉆孔機械選用旋挖鉆機（意馬AF-220），成孔孔徑必須大于等于管材外徑每邊20 cm，并按設計要求檢查成孔質量。質量合格方可安放井管，管井井徑誤差±20 mm，垂直度誤差≤1%，管井對中安置，安置深度符合設計要求。管井距保護樁外輪廓線1.5m。現場井位布置時可根據現場實際需要進行微調。

3.3.3 試抽水與降水要點

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

3.3.4 排水設計與降水監測

為了保證基坑穩定，便于基坑開挖和主體結構的澆筑，給施工提供良好的作業環境，確保施工質量，在基坑周圍，沿平行基坑邊線鋪設排水管線，根據現場實際情況確定排水口的位置及排水管線的長度。施工中地下水降至坑底下0.5～1.0 m。施工中隨時監測地下水情況，出現異常應及時分析、處理。

4 結語

管井降水有著排水量大、經濟合理便于施工的特點，本車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，施工中根據降水井成井后及時提取降水參數去完善設計、指導施工，確保了車站在基坑開挖過程中，水位控制在基底以下，創造了基礎施工需要的干燥環境，保證了土方開挖、主體結構的施工順利完成，并為此類降水施工提供了借鑒。

參考文獻

[1] 張永波，孫新忠.基坑降水工程[M].北京：地震出版社，2000.

[2] 陳中漢，黃書秋，程麗萍.深基坑工程[M].北京：機械工業出版社，2003.