复杂地质条件下的降水井施工优化及质量提升研究

李青伟 刘国毅

（中国建筑第五工程局有限公司，河南 郑州 450009）

1 工程概况

郑州嘉里中心及雅颂居项目位于郑州市金水区花园路与纬二路交叉口东南角。场地自然地面标高94.800m ～98.600m， 西区地库垫层底标高81.850～83.200m，主楼垫层底标高83.200m，东区车库基底标高80.400m，主楼基底标高79.100～79.400m，基坑开挖深度12.0m～15.2m。基坑东西宽度约为100 米， 南北长度约为200 米。此项目是金水区重点工程项目，也是推动老城区建设改造的一个标杆项目。根据勘察报告，拟建场地勘察期间测得钻孔稳定水位在现地面下5.5～12.6m 之间，标高在84.30m 左右，勘察场区水文地质条件简单，地下水类型属孔隙潜水，主要补给条件为大气降水和地下水径流，主要排泄条件为蒸发和向下渗透，径排条件简单。潜水水位主要受季节性降水和浅层人工取水影响。 据调查地下水水位年变幅1.0～2.0m，近3～5 年来地下水最高水位标高约为87.30m，历史最高水位埋深为2.0m。

2 工程项目施工特点

本工程东区基坑降水设计采用管径降水，共布设42 口降水井，地下水应降低至地下室底板板底以下500mm，约80米左右。管径施工成孔直径不小于650mm，井管内径不小于300mm，井管外滤料要求采用2-4mm 石英砂，含砂层井管外壁包裹80-100 目滤网；降水井出水量不小于每小时2 吨，且含砂率不高于0.05%。本项目地理位置特殊，具有基坑较深、地质条件变化复杂、工期要求紧且出土比较困难等特点，具体表现在以下几个方面：

1） 技术难度大：本项目地质条件复杂，土质多变且不均匀，基坑下降水区域大部分为饱和度高的粉质黏土，保水性好，很难达到出水效率每小时两吨且含砂率不高于0.05%的设计要求。2） 存在安全隐患：基坑深，井水外排时若带走大量沙，就会对原始土层造成影响，易造成基坑失稳；含沙量过大也会堵塞周围市政管道为居民生活带来严重影响。3） 地理位置特殊：郑州嘉里中心项目位于郑州市金水区，属于市中心地带，政府关注度高，环保管控严，出土困难。为保证正常出土，这就对基坑降水有了更高的要求。

3 施工质量问题要因分析及对策研究

3.1 施工质量问题的要因分析

东区基坑已经施工完成10 口降水井，分别为1#、2#、3#、4#、5#、6#、7#、8#、9#、10#，并且这10 口降水井都已经投入了使用，对这10 口降水井进行详细调查并统计现场出现的问题后，发现60%的降水井存在含沙量大的问题，70%的降水井存在出水效率低的问题，含沙量大、出水效率低是该降水工程面临的主要问题，因此解决出水量不足与含沙量大这两个问题就能最大程度地解决降水井正常出水受阻的难题。

根据现场存在的降水井质量问题，从项目施工过程中所涉及的人员、材料、机械、方法和环境等诸要素入手开展全面的分析，经检查核实发现现场不存在技术交底不到位、管理人员质量意识不高、工人经验不足、机械不合格未保养、地下水位影响、钻机钻进速度不合适、石英粒径经不符合设计要求等问题，排除以上七项非主要因素后，最终找出影响降水井施工质量的五个要因，一是钻头直径不符合设计要求；二是管井井管质量不合格；三是滤网加设不满足设计要求；四是泥浆比重不合格；五是石英砂充填不合理。

3.2 相应的对策研究

针对以上列举的五个影响降水井施工质量的主要因素，分别提出以下几个方面的对策和方案：

1） 针对钻头直径不符合设计要求的问题，以“钻头的成孔直径满足650mm 的设计要求”为目标，主要采取“更换钻头，使得钻进成孔直径测量达到设计要求”的措施。2）针对管井井管质量不合格的问题，以“井管外观质量、透水性达到设计要求”为目标，主要采取“更换管井，考察生产厂家，对井管进行透水性试验，选购符合要求的井管”的措施。3） 针对泥浆添加剂效果差的问题，以“泥浆比重满足设计要求”为目标，主要采取“施工时现场控制泥浆比重，全过程监督并进行测量控制”的措施。4） 针对滤网加设不满足设计要求的问题，以“使用的滤网为80-100 目，滤网必须包裹在含砂层降水井管壁四周”为目标，主要采取“滤网必须包裹在含砂层降水井管壁四周，现场施工过程中全程监督”的措施。5） 针对石英砂充填不合理的问题，以“均匀充填、人工充填至设计标高”为目标，主要采取“均匀充填，采用铁锹人工充填，现场施工过程中全程监督”的措施。

4 结语

本文主要针对深基坑基础工程中降水井施工中存在的问题展开讨论，发现钻头直径不符合设计要求、管井井管质量不合格、滤网加设不满足设计要求、泥浆比重不合格、石英砂充填不合理等因素是影响降水井质量的要因，然后围绕技术创新、强化标准、提高质量、风险防范为核心对以上存在的问题提出了相应的解决对策，此施工优化和质量提升方法可以提高管理人员在降水井施工方面的管理水平和解决问题的能力，有助于推广深基坑控制降水工程效率的经验，有利于促进企业长期稳定的发展。