浅析管井降水在深基坑施工中的应用

赵航

摘 要：基坑降水对基础施工是一项很重要的技术，降水的成功与否，关系到工程的质量和施工进度。本文结合基坑降水实例，介绍了基坑降水技术在建筑施工中的应用。针对工程基本概况，选择合理的降水方法，并对管井群井降水方法进行了阐述，明晰基坑涌水量计算并对管井降水设计及施工要求作了探讨，证明了基坑降水方案的合理性与经济性。

关键词：基坑降水 管井 施工

中图分类号：TV551.4 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）01（c）-0080-02

目前，我国基础设施建设处于高速发展的时期，工业与民用建筑建设齐头并进，在建设过程中不可避免的涉及基础施工，为保证基础施工的便利，基坑降水就成为了确保施工质量的一大控制因素，管井降水是目前应用较广的降水方法，具有井距大、多井点相互独立、降水设备和操作工艺简单的优点。

1 工程概况

本溪站站房工程，建筑总长度为165.2 m，宽度为39 m，地下一层，地上两层。站房结构采用全现浇钢筋砼框架结构，基础采用桩基础，基坑开挖深度为自然地面下7.6～8.5 m。站房结构采用全现浇钢筋砼框架结构，基础采用桩基础，大跨度框架梁采用预应力砼框架梁。候车大厅屋面采用多点支撑平板网架结构。

2 降水方法的选择

混凝土裂缝成因主要有水泥水化热、外界温度变化、约束条件和混凝土的收缩变形，针对裂缝成因及工程施工条件，在施工实践中采取以下措施。

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。降水的目的是应保证施工无水作业。城市地下水位变化是一个比较复杂的动态过程，应结合具体的工程地质条件和地下水情况采取稳妥的降水措施，保证地面沉降控制在允许范围内，确保基坑底部不发生坑涌，确保基坑坑壁稳定。

经现场勘察地下水为潜水，水量较大，主要由生活用水及降雨补给，勘察期间测量上层潜水埋深1.80～2.40 m，远小于基坑开挖深度，施工降水可能会对基坑稳定和周围建筑物的稳定产生影响，应采用合适的降水方案保证安全。

2.2 常见降水方法比较

施工中常用的基坑降水方法主要有：明沟加集水井降水是最普通的降水方法，其有施工方便，用具简单，费用低廉的特点，在深基坑施工中常作为其他降水方法的辅助排降水措；轻型井点降水使用广泛，主要适用于基坑面积不大，降低水位不深的场合；喷射井点降水是轻型井点的升级版，有很多相似特点，喷射井点降低水位深度大，一般在8～20 m范围，但是施工复杂成本高；管井井点降水通常适用于渗透系数大的砂砾层，地下水丰富的地层，以及不适用轻型井点的场地，管井降水因其具有井距大、多井点相互独立、降水设备和操作工艺简单，工程费用低等特点，深井井点降水。

2.3 选用管井降水的原因

本工程在基坑开挖范围内主要土层为人工填土与粉质粘土，地下水为潜水，水量较大，主要由生活用水及降雨补给，上层潜水埋深1.80～2.40 m。根据附近场地资料，以及现场勘察期间通过对场地及周边进行调查，未发现影响土质化学成份变化的污染源。综合地质报告，此区域地下水位埋深为1.8 m左右，为保证基坑安全施工必须预先进行降水施工。降水方式应采用坑外降水。管井降水每口管井出水流量可达到50～100 m3/h，土的渗透系数在20～200 m/d范围内，降低地下水位深度约3～5 m。本工程基坑顶部向下约8.7 m为含水量丰富、渗透能力较大的碎石层，石块密实，粒径较大，故综合考虑现场地质水文条件与工程经济等方面，降水方法采用管井降水。

3 施工方案的确定

3.1 降水计算

涌水量计算

分摊到12口井，每口井抽水228 m3/s。井数：n=1.1×2739.3/440=6.85个，取12口，由于施工时，雨期将近，故多预留井数。

平均间距D=2×（52+75）/12-1=20 m

单井出水量：

满足要求，12口井采用动态降水。

3.2 方案设计

根据以上理论计算初步确定的设计参数为基础，以主体地下结构施工范围内的槽底任意点处水位降深大于设计降深为约束条件，利用井群抽水计算模型，经计算比较，降水方案（见表1）。

降水方法采用基坑采用管井封闭降水方法（坑外降水方案），采用管井群井降水，选择反循环方式成井，管井结构为井径0.6 m，井深12 m。基坑采用明挖法施工，基坑开挖深度为8.5 m，采用25 m3/h潜水泵抽排水，铺设排水管道，为保证基坑正常施工，采用连续不间断抽水方式，经沉砂池后排入指定的下水管网。水泵安置深度距孔底1.0～2.0 m。在整体抽水前，进行单井的简易抽水试验，验证所选水泵的适宜性及验证降水井的数量是否满足降水需求，根据实际情况进行适当调整。

3.3 施工要点

管井主要工序有：普通钻机成孔、清孔、安放井管与填料、洗井、试抽水和正常运行的降水井，施工中以上的关键工序至关重要。其设计的合理与否直接影响到降水井降水效果好坏。另外，考虑到雨季降水，在降水井数量计算中已多预留了5口，并采用动态降水。

3.3.1 管材、滤网、滤料的选用

为达到降水井施工效果，我们从材料进场人手，保证管材符合强度要求，不仅有规范要求的渗透性.而且要求管材必须有自身强度报告和透水件试验报告。

3.3.2 钻孔机械的选用以及成孔要求

钻孔机械选用旋挖钻机（意马AF-220），成孔孔径必须大于等于管材外径每边20 cm，并按设计要求检查成孔质量。质量合格方可安放井管，管井井径误差±20 mm，垂直度误差≤1%，管井对中安置，安置深度符合设计要求。管井距保护桩外轮廓线1.5m。现场井位布置时可根据现场实际需要进行微调。

3.3.3 试抽水与降水要点

采用跟踪降水方式，即随着开挖深度的增加而逐步降低工作井内的地下水位。降水过程中控制出水量，并随时观测水位变化情况，使基坑分段分层开挖时，保证基坑内水位始终低于基坑开挖底面标高 0.5 m以下。

3.3.4 排水设计与降水监测

为了保证基坑稳定，便于基坑开挖和主体结构的浇筑，给施工提供良好的作业环境，确保施工质量，在基坑周围，沿平行基坑边线铺设排水管线，根据现场实际情况确定排水口的位置及排水管线的长度。施工中地下水降至坑底下0.5～1.0 m。施工中随时监测地下水情况，出现异常应及时分析、处理。

4 结语

管井降水有着排水量大、经济合理便于施工的特点，本车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，施工中根据降水井成井后及时提取降水参数去完善设计、指导施工，确保了车站在基坑开挖过程中，水位控制在基底以下，创造了基础施工需要的干燥环境，保证了土方开挖、主体结构的施工顺利完成，并为此类降水施工提供了借鉴。

参考文献

[1] 张永波，孙新忠.基坑降水工程[M].北京：地震出版社，2000.

[2] 陈中汉，黄书秋，程丽萍.深基坑工程[M].北京：機械工业出版社，2003.