浅谈井点降水在地下室施工中的应用

摘要：本文以一座大型商场的地下室工程施工降水为例，详细介绍了地下室施工排水的设计计算、深基坑降排水方案的选择以及施工方法，并对有关问题提出了探讨意见等。

关键词：管井井点降水设计计算施工

1前言

新马特购物广场位于抚顺市顺城区浑河堤北，建筑外边线长115米，宽达40米，占地面积4600平方米，地上五层，地下一层，建筑高度约25米，基槽底标高-5.5米。建设场地地貌属于河流冲积形成的高漫滩地形，雨季施工，且地处繁华地带作业面狭窄。施工中，我们运用管井井点降水法控制基坑水位，达到预期目的，满足了设计要求。本文详细介绍了工程中管井井点系统的设计、计算和施工方法，并对施工中的一些问题提出探讨。

2 深基坑降排水方案的选择

在地下水位较高的地区施工地下室深基坑，由于基础深度超过地下水位的埋深，含水层被切断，地下水不断地渗流入基坑，将会造成基坑浸水，使现场施工条件变差，地基承载力下降。为确保正常基坑施工，并保证边坡稳定性和满足地基承载力达到设计要求，必须做好基坑排水工作。

常用的降水方法有集水井降水和井点降水。

集水井降水亦称明排水，是在基坑开挖过程中，在坑底设置集水井，沿坑底周围或中央开挖排水沟，使深入基坑的地下水沿排水沟注入集水井内，采用水泵把集水井的水排出基坑外。此种方法施工简单，但对于作业面和降水深度、涌水量等要求严格，施工干扰大。

针对本工程施工作业面小，地下水位高，降水难度大的实际，施工中我们采用了井点降水中的管井井点降水方案。管井井点降水是运用管井动力集水原理，用潜水泵抽取管井内的集水降低地下水位。本法具有排水量大、降水深的特点，不受吸程限制，排水效果好；井距大，对施工干扰小，较为经济。

3.管井井点系统的设计计算

3.1地质概况

依据该工程的《岩土勘察报告》和工程设计图纸提的供场地地质情况：本工程场地地貌属于河流冲积形成的的高漫滩地形，地势较平坦，土层以砂砾石土层为主，地下水位较高，岩土勘察报告显示地下室范围地下水埋深平均3.327m，含水层厚度为8.0米，属砂砾地层中，主要来源为大气降水及浑河水，无压；基坑底标高设计要求-5.5m，结构埋入水下2.173米。因此，必须依靠降水作业保证施工正常进行。 3.2管井井点系统设计计算

管井井点：深度至岩面平均孔深12米，按无压完整井设计计算，见下图

3.2.1渗透系数K值选取计算：

渗透系数（K=米/日）下表：

（注：摘自《建筑施工手册》（杨启华编）中土层渗透系数表）

含水层不均质时渗透系数计算按K平均值计取

K1×h1 +k2×h2 +…… +kn×hn

即K平均= h1 + h2 + …… +hn（渗透系数K值本工程K取100m/日）

3.2.3设计计算参数：

根据钻探柱状图计算得含水层厚度H=9.673，渗透系数K=100米／日，建筑物基础底深5.5米，设计安全高度考虑0.5米。则S=2.173+0.5=2.673，建筑物外周面积为4600m2。

3.2.4计算公式及总出水量值的确定：

总出水量Q=

式中：Q――流量（m3/日）

K――渗透系数（m/日）

H――含水厚度（m）

S――降水深度（m）群井时为井点管处水位降落高度

R――影响半径R=2S （H×K）1/2

r。――单井井管半径或群井包围面积平均半径r。=(F/π)1/2

r。=(4600/3.14) 1/2=38.3m

总出水量：

3.3确定井点根数：

3.3.1井点根数选择方法:

按单井出水量计算计算值与总出水量比值

n=Q/q

q―单井出水量

q= 2πrLV

式中：r――单井井管半径或包围面积平均半径本工程按群井计算r=(F/π) 1/2选用Ф400井径

L――滤管长度（m）取1.2米;

V――滤管进水极限流速（m/日）

V=65(K)1/3=65×1001/3=302 m/日

q=2×3.14×0.2×1.2×302=455.2m3/日

n=Q/q×1.1=10325.6/455.2×1.1=23.9个取24眼

3.3.2按选用水泵抽水能力来比较：

本设计选用50WQ25-32-5.5型浅水泵，水泵出水量为25m3/h

n=Q/q×1.1=19个，施工时设置24个，平面布置见下图;

3.3.2管井井点的布置：

在距基坑上坡顶1米沿周边呈封闭状布置井点，成井后下入深井潜水泵及抽水管将地下水位降至基坑底0.5米以下。管用材采用直径400mm的钢筋砼管滤水管，管长12m。为保证滤水速度快、降水效果好，井管全部采用滤水花管，共布设管井井点24套，经排水总管收集排入市政排水管网。

4.管井降水施工

A.工艺流程：

井点位置放线定位钻机成孔清孔、洗井井管安装孔壁填砂水泵安装检查水质、水量试抽水正常抽水监测

B.工艺要求

① 定位：通过测量仪器定出井位，并严格按照设计井位成孔。钻机就位时必须对准所定孔位，机架水平、正直，井位误差不超过10cm。

② 成孔：采用冲击钻冲孔壁钻进工艺，钻孔孔径比管外径大200mm，钻孔底部应比滤水井管深200mm以上。孔直径为400mm，钻进过程中，根据不同的地层合理选用钻压、转速等技术参数，采用自然造浆护壁，成孔垂直度偏差小于1%。

③ 清孔：清孔的目的是将成孔后的稠泥浆及孔内的泥浆冲出。

④ 滤管：用人工凿孔（或构件厂定型的梅花形孔滤管）孔径为2cm成梅花型布置，间距15cm，外包滤网，在井外回填0.5―2.0cm卵石滤料。

⑤ 下管时所有深井的底部要控制在同一水平面上，为保证井管不靠在井座上和填砾厚度，在井管上加设扶正器（门形钢管架）。

⑥ 填砾：填砾高度至孔口2m处，填砾时采用管外返水快投法，封闭井口从管内送入清水，当送入的水从孔中返回时，即可快速均匀的沿着井管四周撒入砾料，如此砾料中的杂质和细砾可顺循环槽排走。

⑦ 洗井：用空压机洗井，在井内侧插入Ф50钢管，底部连接空压机进气管，冲洗井内的各种杂物及颗粒物，直到喷出清水。安装设备如下图：

洗井工作必须在下管填砾后及时进行，拖延的时间越长，泥浆与砂土、砾料一起凝固后洗井越困难。

⑧ 安放潜水泵：用两根8#铁丝固定潜水泵电机位置，沿井壁将潜水泵缓缓放入井底滤料上高0.5m处，输水管引至污水排放位置。

C、降水技术要求

降水：潜水泵设置完毕，立即开始降水，要求昼夜专人值班，见水就抽，始终保持井内处于低水位状态。这样，水才能源源不断地向井管中渗流，降水过程中，要定时测量观察井水位降深，填写降水记录和绘制水位降深曲线。以便准确掌握降水范围内，地下水位降低情况。

D、深井井点施工质量保证措施：

①降水井井身圆正、竖直；

②井身直径达到或大于设计直径；

③实际井深与设计井深偏差小于50cm；

④管井顶角的偏斜不得超过0.20m；

⑤下置井管时直立于井中心，其偏斜度小于1％；

⑥井管安装后，及时沿井管四周均匀连续填入滤料，当发现填入量、深度与计算有较大出入时，需找出原因，加以排除；

⑦降水井填滤料封闭后，及时用压缩空气洗井，洗至水清砂尽；

⑧集水总管布置要整齐美观；

5. 井点系统使用效果及原因分析

井点系统在本项目工程的成功运用，有效控制和降低了施工期间的地下水位，对确保建筑基坑按设计标准开挖成型起了决定性的作用。但在管井井点系统的工作过程中，存在着井点系统出水间断、不稳定和因施工操作不当而使井点不起作用等现象。这是因为在设计计算时，井点管根数与间距均按假设为均质粉砂土层计算结果确定，而当含水层为亚粘土或粉砂层与亚粘土互层时，K值小于设计取定K值时，也会影响到井点系统的总排水量。因此，在地质条件十分复杂的情况下，布置于同一段落上的相近井点系统的出水量差异较大。

6. 经验总结

井点降水的方法虽然在本工程得到成功应用，使工程比预定工期提前10天完成、施工造价也被控制在预算范围以内，但它不是深基坑降排水施工技术的唯一方案。每个工程的具体降排施工方案，必须依其水文地质资料和周围环境情况，认真进行深入细致地分析论证和试验，方可得出合理、可行的深基坑降排水施工技术方案或措施。

参 考 文 献

〔1〕建筑与市政降水工程技术规范JGJ/T111-98〔S〕北京：中国建筑工业出版社

〔2〕供水管井技术规范GB50296-99〔S〕北京：中国建筑工业出版社

〔3〕高层建筑岩土工程勘察规程JGJ72-2004

注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。