秦皇岛某工程深井井点降水方案设计

侯剑飞

(北京华宏工程咨询有限公司，北京100000)

深井井点降水是在深基坑的周围埋置深于基底的井管，使地下水通过设置在井管内的潜水电泵将地下水抽出，使地下水位低于坑底.深井井点又称大口径井点，系由滤水井管、吸水管和抽水设备等组成.该法具有井距大、易于布置、排水量大、降水深(＞15m)、降水设备和操作工艺简单、可代替多组轻型井点作用等特点.适用于渗透系数大(10～250m/d)、土质为砂类土(或有流砂和重复挖填土)、地下水丰富、降水深、面积大、时间长的降水工程.

1 工程概况

秦皇岛市某写字楼工程，地上28层，地下2层，建筑物总高度95.00m，总建筑面积为28129 m2，结构形式为框架结构，基底标高－10.850m，室外地坪标高为－0.500m，基坑开挖深度为10.35m.

由地质勘测资料知，该工程水文地质情况为:地面下1m为杂填土，杂填土下面是中砂层，其渗透系数为5m/d，地下水位－1.500m，中砂下面是粘土层，位于地下－20.000m以下，所以本工程在开始施工前需降水，设计将地下水位降到比基坑底低0.5m.

2 深井井点降水方案设计

2.1 井点降水方案选择

由于本工程基坑深10.35m，地下水位较高，本着经济合理的原则，结合施工技术的许可，经综合考虑，采用深井井点降水的方式，先降水半个月左右再开挖基坑.边开挖基坑边做土钉墙支护，根据实际情况将所选方案进行有机结合，使其达到工程顺利进行，效果良好的状态.

深井井点沿工程基坑周围离边坡上口1.0m呈环形布置，井深设计为18m，井距为14～18m.

2.2 主要机具设备

深井井点机具设备由井管、潜水泵和排水管等组成.

(1)井管.

由滤水管、吸水管和沉砂管三部分组成.

1)滤水管采用外径600mm、壁厚60mm、长1.5m的无砂混凝土管.

2)吸水管采用与滤水管同直径钢管制成.

3)沉砂管采用与滤水管同直径钢管，下端用钢板封底.

(2)水泵.

采用QB40－25型潜水电泵，每井一台，另设2台备用泵，并配上一个控制井内水位的自动开关，在井口安装阀门，以便调节流量的大小，阀门用夹板固定.

(3)排水管.

用500mm混凝土管，并设3%的坡度，与附近下水道接通.

(4)成孔设备.

采用CZ－22型冲击钻机及配套卷扬机等.

2.3 深井井点降水计算

(1)深井井点系统总涌水量计算.

根据平面计算假象半径:

查《给水工程设计手册》知深井影响半径R0=13m.

降水系统的总涌水量，可采用潜水完整井计算，那么抽水影响半径R=R0+X0=13+26.42=39.42m

根据水文地质资料得，含水层厚度为H=－1.5－(－20)=18.5m，

基坑挖深为h=10.85－0.5=10.35m，设计将地下水位降到比基坑底低0.5m，

则基坑中心的水位降落值S=10.85－1.5+0.5=9.85m

深井系统总涌水量为:

(2)深井进水过滤器需要总长度计算.

深井井点半径r=0.3m，过滤管长度l=1.5m

则深井每米长度进水量:

其中渗透系数k=5m/d=5.79×10－5m/s

深井进水过滤器需要总长度:

选择n=18 个管井，取H=18.5－9.85=8.65m

(3)群井抽水单个深井过滤器浸水部分长度为:

显然，满足nh0=18×3.97=71.46m＞68m条件，考虑工程的平面尺寸，18个深井布置见图1所示，各井点至井点群重心的距离如表1所示.

表1 各井点至井点群重心的距离

(4)群井涌水量计算.

18个相互之间距离在影响半径范围内的深井井点同时抽水时的总涌水量计算:

显然，该布置距离和深井井点数量满足本工程降水的要求.

3 深井井点降水施工

3.1 施工工艺流程

井点测量定位→挖井口、安护筒→钻机就位→钻孔→清孔→回填井底砂垫层→吊放井管→回填井管与孔壁间的砂砾过滤层→洗井→井管内下设水泵、安装抽水控制电路→试抽水→降水井正常工作→降水完毕拔井管→封井.

3.2 施工工艺

(1)定位.

通过测量仪器定出井位，并严格按照设计井位成孔.

(2)成孔.

本工程采用CZ－22型冲击钻钻孔，用正循环泥浆护壁工艺，孔口设置护筒，以防孔口塌方，并在一侧设排泥沟、泥浆坑，钻孔直径900mm.钻机就位时必须对准所定孔位，井位误差不超过10cm;钻进过程中机架要保持竖直，成孔垂直度偏差小于1%.

(3)清孔.

清孔采用射水法，此时钻具只转不进，待泥浆比重降到1.1左右即认为清孔合格.

(4)下管.

成孔后应立即安放井管，以防塌方.用塔吊逐节沉入无砂混凝土管，外壁绑长竹片导向，使接头对正.井管安放应力求垂直，并位于井孔中间;管顶部比自然地面高500mm左右.井管过滤部分应放置在含水层适当范围内.

(5)填砾.

井管下入后，及时在井管与土壁间用铁锹分层填充砂砾滤料(粒径为3～8mm细砾石).填滤料要一次连续完成，从底填到井口下1m左右，上部采用不含砂石的粘土封口.

(6)洗井.

管周围填砂滤料后，安设水泵前应按规范先清洗滤井，冲除沉渣.洗井工作必须在下管、填砾、封口后8h内进行，一气呵成，以免时间过长，护壁泥皮逐渐老化，难以破坏，影响渗水效果.洗井时必须用清水冲洗，以达到要求.

(7)下泵.

潜水泵在安装前，应对水泵本身和控制系统作一次全面细致的检查.如无问题，始可放入井中使用，上部应与井管口固定.设置深井泵的电动机座应安设平稳，转向严禁逆转(宜有止回阀).潜水电动机、电缆及接头应有可靠绝缘，每台泵应配置一个控制开关.主电源线路沿深井排水管路设置.

(8)试抽水.

安装完毕应进行试抽水，满足要求后始转入正常工作.

(9)正常抽水.

抽水工作要求做到:每间隔2－3小时抽一次，每次抽至干为止.抽水需要24小时派人值班，并做好抽水记录，以掌握抽水动态.

(10)拔管封井.

井管使用完毕，用吊车拔井管→封井

借助钢丝绳、倒链，将井管口套紧徐徐拔出，滤水管拔出洗净后再用，拔出后所留的孔洞用砂砾填充、捣实.

4 结论

本工程采用深井井点降水，整个土方开挖及地下工程施工期间，地下水一直处于基底以下，没有发生流砂现象，经观测，基坑坑壁及周围地面也没有大的裂缝出现，保证了施工安全及质量，效果良好.

［1］徐接武.管井井点降水技术及工程实例［J］.山西建筑，2007(22)

［2］王利文.土木工程施工技术［M］.中国建材工业出版社，2007，2

［3］林金燥.福州市永升城基坑深井降水设计与施工技术［J］.福建地质，2007(3)