基坑井點氣動降水應用技術

鐘治亮

（甘肅第六建設集團股份有限公司， 甘肅 蘭州 730000）

0 引言

基坑工程的施工同地下水有著密切的聯系，一般的排水方式可以滿足常規基坑開挖的排水要求，但是對于大面積的基坑開挖以及存在較多地下潛水的基坑工程，選擇合適的降水方法對于基坑工程施工有著至關重要的影響。其中，管井井點降雨作為人力井點降水的一種方式，由于其設備簡易、操作簡單，降水規模大、地下水位高等特征已變成地下水位充足的建筑基坑降水經常使用的方式。氣動降水設施是將高壓氣體作為動力，基于自動管控體系與專業的氣水置換器達成基坑降水的一種作業方式，氣動降水設施包含三個部分，其一是水氣置換體系，其二是自動管控體系，其三是氣源體系。

1 基坑降水實例

某基坑工程項目開挖深度約為5.8m，局部地區存在較深坑洞，深度約為6.5m。根據基坑工程開展之前的水文地質資料以及現場實地勘查結果可知，該基坑工程附近存在著較為豐富的地下水資源，而且在開挖過程之中，對于基坑可能產生影響的主要為潛水。該場地條件的潛水資源水位的動態變化受大氣降水季節分配的影響較明顯，以蒸發為主要排泄方式，一般年變幅0.5～1.0 米左右，主要潛水補給來源為大氣降水及地表水體側滲作用。

本項目基坑工程施工作業開展時，基坑開挖過程中采用砂管井井點降水配合單排支護樁、水平冠梁、支撐梁、雙軸水泥土攪拌樁配合施工，利用氣動水泵代替電泵抽水，水泵不容易損壞，且不用擔心設備空轉；利用控制柜控制氣動水泵，使水泵抽水過程中更加精準，提高了抽水的效率。改善了傳統電泵降水的許多缺點，安全、經濟、節能。因為操作與管控科學，施工方式清晰，整個深基坑施工流程，一直維持基坑土體干燥，為基坑挖掘和支護奠定了夯實基礎，奪得了時間，而且確保了基坑的安全。一方面減短了施工時間，另一方面還節省了成本，提升了收益。

2 基坑井點氣動降水優勢

2.1 基坑井點降水優勢

基坑井點降水法。首先，井點降水法降水效果上有著較好的降水效果，其施工井點位點較少，但是可以排除較多水量，降水深度較大，同時各個井點之間的排水工作相互獨立。其次，在施工便利性方面，井點降水法對施工平面布置的干擾小，施工作業占地面積小、方便、經濟合理，不需要額外的大型施工機械輔助，與此同時，降水井制作較易解決、機械靈活、操作簡單，后期的使用和維護工作也十分便利。最后深基坑開挖過程之中使用井點降水法可以有效減少開挖過程中各類安全事故發生的可能，對周圍建筑和施工安全質量問題提供充足的保證。

管井井點降水的施工方法適宜于地下水較為充足的區域。由于其單眼井水量排出規模大，能夠從淺處到深處以動態的方式進行降水，這種方式適宜各種地質環境運用，能夠讓水位得到有效下降。

2.2 基坑氣動降水優勢

基坑氣動降水法。首先，在降水功能方面該種方式體現出顯著的排水量可調控、流量統計、揚程調控、智能控制、即時水速監控等作用，而且之后還能夠完成信息下載、遠距離管控、風險辨識等任務。與此同時，氣動降水法在節約能耗方面也有著優異的表現。變頻器與傳感器的運用，達成了有水馬上抽、沒水立刻停的目標。在出水量變動比較顯著的地區，和傳統降水泵比較，能夠節約五成以上的電能。其次，在施工方面對于施工人員的數量要求較少，工作量只需要少數施工人員即可完成較大范圍內的降水工作，并且整個施工作業中均采用標準化的部件，標準化的快速接頭，安拆方便，外觀整齊。最后，在施工安全性方面氣動降水無需水下通電，達成管井中沒有電化降水的目標，十分安全。氣動降水模式運用的電設施數量是傳統降水量的1/12，電纜線運用數目是傳統降水的1/15.大幅降低了用電設施數量與電纜線使用數量，讓安全風險有效下降。

氣動降水適用于地下水豐富的地基基礎的降水，利用氣動降水可以持續地抽水來降低地下水位，可以保證基底土始終保持干燥狀態，方便后續施工，在底板澆筑時，如果地下水仍比較豐富，可以將氣動泵留在井內繼續抽水，而不會發生地下水上返影響底板混凝土強度的情況。

3 基坑井點氣動降水技術施工流程及要點

3.1 基坑井點氣動降水技術施工流程

基坑井點氣動降水技術施工流程主要包括前期的定位測量開孔、鋪設井管氣泵以及抽水工作等，其具體施工流程如圖1 所示。

圖1 基坑井點氣動降水技術施工流程

3.2 基坑井點氣動降水技術施工要點

根據施工過程中施工流程的施工順序進行施工要點的管控。首先，基坑井點氣動降水前期放線定位工作，要嚴格以工程降水井設計圖紙為依據，對井位進行放線，井位應避開工程樁，定位后清除表層雜填物。基坑井點氣動降水前期打滲井、挖泥漿坑工作，需要根據現場井位布置情況以及用水需求打滲井、挖泥漿坑。其次，基坑井點氣動降水的鉆機成孔與下井管工作，采用反循環鉆機成孔，自然造漿，開空直徑φ700mm,成孔后進行換漿，待成孔后立即下井管，井管采用無砂水泥管，井管要垂直居中，井管口要高出地表30～50cm。此外，基坑井點氣動降水的填濾料工作與洗井工作。填濾料要從井孔四周均勻回填，防止濾料填充不均。距地表2m 處，上部用粘土封填。洗井采用水泵洗井法，將井底泥砂抽出洗凈。最后，基坑井點氣動降水的水泵安裝工作與降水井、觀測井設置工作。在每個井點內均設置氣動水泵，并將水泵的出水管連接到總的出水管上，進氣管連接到電磁閥上，電磁閥連接到空壓機上；控制抽水：通過控制柜進行控制抽水，在抽水的同時將井內空氣抽出，形成負壓，提高抽水效率。降水井與觀測井濾布規格采用雙層60 目砂濾布，濾料采用石屑，粒徑3～5mm 為宜，粉土段宜采用中粗砂;無砂管采用?500mm 管,孔徑800mm，管底封閉。其施工示意圖如圖2 所示。

圖2 降水井及觀測井示意圖

3.3 基坑井點氣動降水施工質量控制措施

在進行成井的過程之中經常性的會遇到各類成井事故，從而對降水質量和降水效率造成一定的負面影響，基于此種情況，當井點降水施工過程中尤其是成井過程中遇到各類影響正常施工的現象，應當以實際工況為依據，對其事故原因進行分析并采取合理的處置措施。首先，對于井點降水施工中的回轉遇阻與回轉遇阻，提不起來狀況。這一類事故產生的原因一般在于施工過程中孔體內部出現了局部塌孔或者孔壁坍塌，鉆具被埋，處理時應當立即上下活動鉆具，保持沖洗液循環，并且邊回轉邊提升，保護孔壁，用反絲工具將鉆桿逐根反出。其次，對于井點降水施工中，由于泥漿堵塞；抽水機械安裝不合理、濾管孔隙小或者濾管被堵，水位下降，水源不足的原因，可能導致點出水量少或者井點出水量逐漸減小或不出水，應當采取加大洗井強度，改變洗井方法；調整抽水機械安裝的措施。

4 結束語

綜上所述，在基坑開挖過程中基坑降水對于實現基坑的安全施工和減少對周圍建筑物的影響都有著重要的現實意義。基坑井點氣動降水法在實際基坑降水效果上有著較好的應用，本文針對其施工特點和施工工藝進行了探究，以供其他類似工程參考，和促進基坑井點氣動降水法更好的應用。