浅议降低地下水位的施工方法

【摘 要】土方在开挖过程中，当基坑底面标高低于地下水位时，由于土的含水层被切断，地下水会不断渗入坑内。本文根据实际施工情况，详细介绍降低地下水位的几种施工方法，为相关工作单位提供可研究资料。

【关键字】集水坑；流砂；轻型井点

在基坑土方开挖前和开挖过程中，必须采取相应措施做好降水和排水工作，以降低地下水位。降低地下水位的方法主要有集水坑降水法，井点降水法，本论文根据实际特点将对两种降水方法分别进行阐述。

1 集水坑降水法

1.1 设置集水坑

集水坑降水法是在基坑开挖过程中，在基坑底设置集水坑，并沿坑底的周围或中央开挖排水沟，使水流入集水坑中，然后用水泵抽水。抽出的水应及时引开，防止倒流。东京商厦位于辽阳太子河畔，在实际施工过程中，基础设计标高位于太子河水位线一下，因此要设置集水坑，施工单位根据现场实际情况，同时依据水文勘探队出具的地下水位图纸以及抽取地下水水泵的能力，做出每隔35米设置一个集水坑的施工方案。集水坑的直径或宽度设置为0.7m，深度随着挖土的加深而加深，要保持低于挖土面0.8m，井壁用竹板、木方等简易加固。当基坑挖至设计标高后，井底必须保持低于基坑1.5m，并铺设碎石滤水层，以免在抽水时间较长时将泥砂抽出，同时防止井底的土被搅动。在实际施工时，施工单位也同时保持着现场边坡的稳定性，以免边坡出现塌方的情况，施工单位在实际操作时还发现，边坡坡面上会有局部渗出的地下水，此时应在渗水处设置过滤层，防止土粒流失，并设置排水沟，将水引出坡面。

1.2 离心泵的选择

本工程选用ISG系列单级单吸立式离心泵，泵为立式结构，进出口口径相同，且位于同一中心线上，并像阀门一样安装在管路之中，本工程选择离心泵主要的依据是需要的流量与扬程。对基坑排水来说，ISG离心泵的流量大于基坑的涌水量，因此选用吸水口径为3英寸的离心泵。离心泵的扬程在满足扬程的前提下，主要是考虑吸水扬程是否能满足降水深度要求，本工程选用的ISG离心泵的抽水能力大，适用于地下水量较大的基坑。本工程在安装离心泵时，要特别注意保证吸水管接头不漏气及吸水口至少应在水面以下0.5m，以免吸入空气，影响水泵正常运行。使用离心泵时，要先向泵体与吸水管内灌满水，排除空气，然后开泵抽水。为了防止所灌的水漏掉，在底阀内装有单向阀门。离心泵在使用中要防止漏气与脏物堵塞等。集水坑降水法由于设备简单和排水方便，采用较为普遍，宜用于粗粒土层和渗水量小的安康商厦工程。

2 井点降水法

井点降水法就是在基坑开挖前设一定数量的滤水管，利用抽水设备从中抽水，使地下水位降到坑底以下，在基坑开挖过程中仍不断抽水，使所挖的土始终保持干燥状态，从根本上防止流砂发生。通过井点降水，土内水分排除，可改变边坡坡度，减少挖土量。此外，还可以防止基底隆起和加速地基固结，有利于提高工程质量。采用喷射井点降水法，以降低地下水位。喷射井点降水就是在井点管内部装设特制的喷射器，用高压水泵或空气压缩机通过井点管中的内管喷射器输入高压水，形成水气射流，将地下水经井点外管与内管的间隙抽出排走。这种方法设备较简单，排水深度大，喷射井点的设备则主要由喷射井管、高压水泵和管路系统组成。喷射井管由内管和外管组成，在内管下端装有升水装置―喷射扬水器与滤管相连。同时在高压水泵作用下，具有一定压力水头（0.85mpa）的高压水经进水总管进入井管的外管与内管之间的环形空间，并经扬水器的侧孔流向喷嘴，由于喷嘴截面突然缩小，流速急剧增加，压力水由喷嘴以很高流速喷入混合室 ，并将喷嘴口周围空气吸入，被急速水流带走，因而该室压力下降而造成一定真空度。

3 轻型井点降水法

3.1 施工方法

锦州龙溪湾海奥家园小区采用轻型井点降水法进行施工，本工程由于基坑宽度大于6m并且土质不良，故采用双排井点。井点管之间距离根据设计院给定数据计算，布距为1.2m一根。在靠近河流的12号楼，井点加密布置，布距为0.5m一根。本工程的管路系统包括滤管、井点管、弯联管及总管等。滤管是井点设备的一个重要部分。滤管的直径为40 mm，长度为1.2m，管壁上钻有直径为15 mm的按梅花状排列的滤孔，滤孔面积设置为滤管表面积的23%。滤管外包两层滤网，内层细滤网采用每厘米30 -- 40眼的铜丝布或尼龙丝布，外层粗滤网采用每厘米5-10眼的塑料纱布。这样做是为使水流畅通，避免滤孔淤塞影响水流进入滤管，在管壁与滤网间用小塑料管(或铁丝)绕成螺旋形将二者隔开。滤网的外面用带孔的薄铁管或粗铁丝网保护。滤管的上端与井点管连接，下端为一铸铁头。井点管宜采用直径为40mm的钢管，其长度为6m，可整根或分节组成。井点管的上端用弯联管与总管相连。弯联管宜用透明塑料管(能随时看到井点管的工作情况)或橡胶软管。总管宜采用直径为50mm的钢管，每节长度为4 m，其上每隔0.8 m或1.2 m设计有一个与井点管连接的短接头。

3.2 实际案例

本工程以11号楼为例进行计算，11号楼基础标高为-4.5m,电梯井部分深达-5.3m，天然地面标高为-0.4m，根据地质勘探资料显示，标高在-1.4m以上为亚粘土，再往下为粉砂土，地下水位在-1.8m处，土的渗透系数为5m/d.，基坑边坡采用1：0.5，为施工方便，基底开挖平面尺寸比设计平面尺寸每边放出0.5m。井点管的直径选用50mm，布置时距坑壁取1.0m，其所需的最小埋置深度为：（1.5-0.4）m+0.5m+17.4m*0.1= 6.34m，由于考虑轻型井点降水深度一般以6m为宜，同时现有井点管标准长度为6m，因此将总管埋设在地面下0.6m处，即先挖0.6m深的沟槽，然后在槽底铺设总管。此时井点管所需的长度：6.34m-0.6m+0.2m= 5.94m，电梯井处的基坑深度比其他部分要深0.8m，所以该处井点长度改为7m。总管的直径选用127mm，长度根据现场实际情况计算得出：228m。

3.2.1 涌水量的计算

含水层的有效深度选择区间为4.94/（4.94+0.1）=0.83

所以含水层的有效深度H=1.85（4.94+ 0.1）=10.99m

基坑中心降水深度s=(4.5-1.8+0.5)= 3.2m

抽水影响半径R=1.95*3.2*2^(10.99*5) =46.25m

井点的假想半径x=^34.8*48.4/3.1416= 23m

涌水量Q=1.3665*5（2*10.99-3.2）*3.2/（lg46.25-lg23）=1353m3/d

按照总管周长比例计算，整个基坑总涌水量为1353*228.4/2(34.8+48.4)=1857 m3/d

3.2.2 井点管数量与间距计算

单根井点管出水量q=65*3.1416*0.05*1 *3^5=17.4 m3/d

井点管数量N=1.1*1353/17.4=86根

井点管间距D=2（34.8+48.4）/86=1.93 m，实际取2.0m，因此基坑井点管数量为173根

3.2.3 抽水设备选用

本工程选用GT2.0吸水泵，扬程为7m

4 总结

综上所述，通过以上的降水方法，在整个基坑工程施工过程及后期的观测中，未发现因井点降水引起邻近的建筑物出现沉降过大的现象，同时有效防止建筑物因地下水处理不当引起的失稳现象，可以说这三种井点降水方法完全达到了预期的施工目标。

参考文献

[1]张学真，地下水人工补给研究现状与前瞻[J]，地下水，2005年01期

[2]杨素珍，刘爱娟,刘太平;深基坑开挖中人工回灌井的应用研究[J]，山西建筑，2005年20期

[3]张学真，地下水人工补给研究现状与前瞻[J]，煤田地质与勘探，2006年04期

作者简介:

杨斌，男，籍贯：陕西安康，西安铁路局安康建筑段，职称：工程师