摘要：文章以天城大廈基坑降水工程為實例，依據(jù)工程勘查報告所提供的場地工程地質條件及地下水情況計算出基坑涌水量并設計抽水井，然后根據(jù)降水要求深度及土層滲透系數(shù)選擇井點降水方法，確定井徑、井深、單井涌水量及井數(shù)，并簡要介紹了井點施工的過程。

關鍵詞：基坑降水；井點降水；施工

一、工程概況

擬建的乾坤花園1#、2#住宅樓工程位于鄭州市東北部，林科路與經(jīng)一路交叉口檔南角。該工程為4棟12層住宅樓及2個地下車庫。1#、2#住宅樓寬分別為11.6米、12.3米，長74.0米。一層地下室，短肢剪力墻結構，基礎埋深4.5米；地下車庫寬34.6米，長74.0米，框架結構，最大柱網(wǎng)距為7.2×7.2米，基礎埋深約5.6米，地下室與地下車庫之間設有沉降縫。

二、工程地質水文條件

擬建場地屬于黃河沖積平原，地形基本平坦。場地地下水類型為潛水，其補給來源主要為大氣降水，地下水位埋深4.0米，年變幅2.0米左右。地下水質良好，對水泥砼無腐蝕作用，綜合滲透系數(shù)K=0.5m/d。與降水有關地質情況如下：

地表第一層為雜填土，厚度約0.96米；第二層為含粉土，土顆粒粗，砂感強，厚度1.74米。第三層為粉土，粘粒含量高，厚度4.04米；第四層為粉質粘土，層厚1.10—2.80米。

三、基坑工程降水系統(tǒng)設計

（一）治水方案的選擇

基坑降水方法很多，主要有輕型井點降水、噴射點降水、電滲井點降水、輻射井點降水、自滲井點降水、管井井點降水等，但各種方法都有一定的適用范圍，應根據(jù)基坑的水文地質條件、基坑尺寸、基坑深度和基坑周邊環(huán)境條件綜合選取。

本基坑程場地地下水位較淺，基坑開挖較深，地下室基礎挖深4.5m，水位降至-5.5m，地下車庫基礎挖深5.6m，水位降至-6.6m，水位降低幅度較大，基坑較寬，同時考慮7.5m以上含水層為潛水，下部為粘土隔水層，從土層可降性分析基坑安全和技術經(jīng)濟比較的角度看，采用全場周邊輕型井點降水＋深部局部深井管井減壓降水為本基坑的優(yōu)化治水方案。

（二）輕型井點降水系統(tǒng)設計

根據(jù)基坑尺寸、基坑深度、水文地質條件和鄰近基坑降水工程經(jīng)驗，沿基坑四周邊線沖裝輕型井點設備，井點管長度選用7.00m，濾水管長度為1.0m，井點管間距D=1.5m。基坑周長319米，每40米設置1套輕型井點，共用8套輕型井點環(huán)形布置。井點管埋設及平面布置詳見圖1。

（三）深井管井減壓降水設計

1、基坑涌水量估算。根據(jù)場地水文地質條件、基坑尺寸、結合工程類比經(jīng)驗，采用潛水非完整井群降水“大井法”計算模型。

將有關參數(shù)代入上式計算，得基坑涌水量為：

根據(jù)計算結果，約需降水管井n=1.1Q/q，取n=6。

3、群井降水時過濾器淹沒長度計算：

l′——過濾器淹沒段長度（mm）；

n——管井數(shù)量；

Q——基坑總涌水量（m3/d）；

K——土層滲透系數(shù)（取0.5m/d）；

y——滿足降深要區(qū)求下的含水層厚度（m）；

r0——管井間最大小間距（m)；

計算得l′=8.8m 群井抽水時管井單井出水量：

這一結果能滿足要求，而且26.4m3//h屬于常規(guī)潛水泵的流量要求。

4、基坑地下水降深預測：

Q——基坑總涌水量（m3/d）；

K——土層滲透系數(shù)（取0.5m/d）；

H——潛水層含水層厚度（取18m）；

n——管井數(shù)量；

R0——R0=R+r0；

R——基坑影響半徑(m)；

把（x1、x2、x3、x4、x5、x6）代入上式得Sy=7.95m滿足要求，但是考慮到設計時參數(shù)取的是經(jīng)驗值，難免有所出入，因此建議先打一口抽水井，看抽水效果，然后確定實際所需的降水井數(shù)量。降水井的深度，從滿足降低水位目的情況下盡量少抽水的思想出發(fā)，根據(jù)計算結果、場區(qū)實際地質條件和工程類比經(jīng)驗，降水管井深度取22m，管徑400mm。

四、基坑降水工程施工組織設計

（一）輕型井點施工工藝

1、準備工作。做好輕型井點施工前的一切準備工作，包括井點設備，動力、水源及必要的材料準備，排水溝的開挖。

2、井點系統(tǒng)的埋設。埋設井點管的程序是先排放總管，再埋設井點管，用彎聯(lián)管將井點管與總管接通，然后安裝抽水設備。井點管的埋設采用水沖法進行，并分為沖孔與埋管兩個過程。沖孔直徑一般為300mm，以保證井管四周有一定厚度的砂濾層。沖孔深度宜比濾管底深0.5m左右，以防沖管拔出時部分土顆粒沉于孔底而觸及濾管底部。井孔沖成后立即拔出沖管插入井點管，并在井點管與孔壁之間迅速填灌砂濾層，以防孔壁塌土。

3、輕型井點的使用。井點系統(tǒng)全部安裝完畢后，需進行試抽，以檢查有無漏氣現(xiàn)象。開始抽水后正常的排水是細水長流，出水澄清。時抽時止，濾網(wǎng)易堵塞，也易抽出土顆粒，使水混濁。井點運行后要求連續(xù)工作，應準備雙電源。

4、輕型井點的拆除。地下工程完工并進行回填土后，方可拆除井點系統(tǒng)。

5、輕型井點施工程序。清理施工現(xiàn)場→放基坑開挖輪廓線→第一次土方開挖1.5米→布置輕型井點→降水5－7天→基坑開挖至標高→墊層結構施工→地下室結構施工→主體結構穩(wěn)定后防水層施工→回填土→輕型井點停止抽水→拆除退出施工現(xiàn)場。先在10米長?準219鋼管下部，距底部1米上部管壁加工6排?準12的小孔，加工部分為3米長，加工好后在孔外面纏上20目的鋼紗網(wǎng)，再加纏100目的濾網(wǎng)，底部堵實。

6、輕型井點施工質量保證措施。（1）井點管路安裝必須嚴密，空運轉時的真空度應大于93Kpa。（2）在安裝前應將井點系統(tǒng)全部管路的管內(nèi)鐵銹、淤泥等雜物除凈并加保護。下井點管前必須嚴格檢查濾網(wǎng)，發(fā)現(xiàn)破損或包扎不嚴密應及時修補。（3）井點沖孔深度應比濾管底端深0.5m以上，沖孔直徑應不小于300mm。單根井點埋設后要檢查它的滲水能力，一套井點埋設后要及時試抽，全面檢查管路接頭安裝質量、井點出水情況和抽水機組運轉情況，發(fā)現(xiàn)問題應及時處理。對始終抽出渾濁水的井點必須停止使用。

（二）深井降水管井井點施工工藝

1、降水管井井點布置。場區(qū)降水井點的布置應考慮以下幾個原則：（1）必須確?；觾?nèi)每一點的降深均滿足設計要求；（2）盡量避開承臺、地梁的位置；（3）便于布設排水管道；（4）盡量減少因基坑降水對周圍環(huán)境造成不利影響。綜合考慮上述原則，共布置管井井點16口。

2、降水井的技術要求。管井井管在隔水層為實管，在含水層為花管，實管和花管直徑均為?準300，實管與井壁之間填粘土球，花管與井壁之間填濾料，上部粘土封孔。濾水管制作濾水管是井點降水系統(tǒng)的重要組成部分。濾水管長度1.5m，濾管上的孔眼直徑為15—20mm；孔眼間距為30—40mm；濾網(wǎng)做法：（1）先纏一層紗網(wǎng)，再在外面包一層無紡布，最后用鐵絲扎緊。（2）邊疆纏2—3層紗網(wǎng)，然后用鐵絲扎緊。

總之，紗網(wǎng)孔隙應滿足：d0<2d50。式中d0為紗網(wǎng)孔格的間距；d50為含水層顆粒50%的直徑。（3）注重濾料的選擇，嚴格控制濾料直徑，濾料的顆粒尺寸控制在：5d0≤D50≤10d50或D50=(6—7)d50。式中D50為濾料直徑；d50為含水層顆粒50%直徑；一般濾料可選1—3mm為宜；單井抽水含砂量不超過1/50000。

五、基坑降水工程施工監(jiān)測與保證措施

（一）降水監(jiān)測的內(nèi)容

降水過程中，監(jiān)測內(nèi)容包括：地下水水位的變化及平面擴展趨勢；單井水管及基坑總出水量隨時間而變化；周邊地面建筑物的沉降變形。

（二）監(jiān)測與管理

1、降水開始前，所有抽水井、觀測井統(tǒng)一時間聯(lián)測靜水位，量測基準點。

2、5—10天內(nèi)，要求每天早晚各觀測一次水位、流量，以后改為每天觀測一次，并作好記錄。進入雨季或出現(xiàn)新的補給源時，增加觀測次數(shù)。

3、觀測記錄應及時整理，繪制Q—t及S—t關系曲線圖，分析水位下降趨勢與流量變化，預測水位下降達到設計要求的時間。

4、根據(jù)抽水情況，研究降水設計的可靠程度或提出調整措施。

5、為保證降水質量和效果，維持降水機械正常運行，確保施工質量，保證不間斷供電。

6、工地上要有充分的備用設備，發(fā)生問題及時搶修，直至工程結束。

六、結語

基坑降水于2003年10月18日開始，至10月22日地下水降至6.8m，然后基本穩(wěn)定在6.7—7.2m，達到設計目的?；涌傆克?，在排水溝內(nèi)用浮標法測得涌水量為3080—3170m／d，與預測涌水量基本吻合?；娱_挖于2003年10月28日開始，于2004年2月5日結束。由于降水較好，基坑開挖較順利，坑內(nèi)土較干。

本次降水工程達到了設計、施工要求，取得了較明顯的效果，在干作業(yè)條件下順利完成了基坑開挖。

參考文獻：

1、TJ27－78，供水水文地質勘察規(guī)范[S].

2、CJJ10－86，供水管井設計施工及驗收規(guī)范[S].

3、黃強.深基坑支護工程技術[M].中國建材工業(yè)出版社，1995．

（作者單位：黃武，浙江省地球物理技術應用研究所；劉峰濤，西安勘察設計研究院；陳超超，華東有色金屬勘查局805隊）

注：“本文中所涉及到的圖表、注解、公式等內(nèi)容請以PDF格式閱讀原文。”