【摘要】地下水位較高的施工場地，選擇怎樣降水方法最為關(guān)鍵，采用大口徑降水井方便快捷、安全可靠、經(jīng)濟(jì)合理、施工簡單等特點(diǎn)，為保證施工質(zhì)量、縮短工期、節(jié)約成本提供了有力保證，在很多場地均可采用該方法，而且降水設(shè)備可重復(fù)使用，有效減少了材料的浪費(fèi)。

【關(guān)鍵詞】大口徑降水井 安全可靠 經(jīng)濟(jì)合理

隨著社會的發(fā)展，科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，土地資源的緊缺，高層建筑越來越多，對基礎(chǔ)深度要求更高。但其整體工藝水平和技術(shù)未能跟上，存在很大的局限性，對施工效率和效益產(chǎn)生了一定的制約。

我勘察設(shè)計(jì)院通過多年的研究，對天水以及隴南地區(qū)地質(zhì)情況的調(diào)查分析，研制出了大口井降水井。在基礎(chǔ)施工過程中取得了良好的效果，此方案安全可靠、經(jīng)濟(jì)合理、施工簡單等特點(diǎn)。具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益和良好的社會效益，有較高的推廣價(jià)值。

一、概念及特點(diǎn)

1、大口徑降水井：在施工場地布置直徑約300mm的降水井，由濾水井管、循環(huán)泵、抽水管等設(shè)備組成。

2、特點(diǎn)

大口徑降水井具有井距大、易于布置、排水量大、降水深、降水設(shè)備和操作工藝簡單、操作技術(shù)容易掌握等特點(diǎn)。改變了往常的降水方法，減少了泥漿護(hù)壁等復(fù)雜的圍護(hù)措施，而是利用直徑為300mm的花鋼管即起到濾水又起到圍護(hù)的雙層作用。大口徑降水適用于土質(zhì)為砂類土或圓礫層，地下水豐富、滲透系數(shù)大（20-250m3/d）、降水深、面積大、時(shí)間長的降水工程。

二、原理和方法

1、原理

“圖一”為大口徑降水井剖面圖，降水井由人工成井和機(jī)械成井兩部分組成，在地下水位以上采用人工成井，直徑為800mm，地下水位以下利用機(jī)械成井下入φ300花鋼管，然后在花鋼管中下入潛水泵進(jìn)行抽水，達(dá)到降低地下水位的目的。降水井深度的確定主要由以下幾個因素決定：

①、擬建場地的地質(zhì)情況，主要內(nèi)容包括：土層結(jié)構(gòu)、顆粒組成、含水層、容重、孔隙比、土的抗剪強(qiáng)度、地下水的來源、標(biāo)高、流向、土的滲透系數(shù)、抽水影響半徑及地下水的性質(zhì)等等。

②、基礎(chǔ)降水面積、形狀、基礎(chǔ)底深度、工程要求的降深。

③、降水工程周圍的自然環(huán)境，降水對鄰近建筑物、構(gòu)筑物的影響與防治措施。

2、方法及步驟

①、人工成井部分：根據(jù)降水井布置圖，定點(diǎn)放線，在挖井處用1：2.5水泥砂漿砌筑直徑為800mm的井圈，井圈高300mm、深300mm，防止地表水的流入以及井邊的坍塌。然后進(jìn)行開挖，挖至地下水位處，停止人工開挖，進(jìn)入下一道工序，進(jìn)行機(jī)械成井。

②、機(jī)械成井第一步：利于鉆機(jī)將φ300花鋼管吊入井中，然后用鉆機(jī)上的套管對井底的土、砂進(jìn)行挖掏，挖至有坍塌時(shí)停止挖掏，將鉆機(jī)上的套管改為直徑φ600的重錘，將φ300花鋼管打入井下。

③、機(jī)械成井第二步：在第一步的基礎(chǔ)上，再將重錘換為套管，進(jìn)行掏挖，重復(fù)第一步的操作，直到鋼管下至設(shè)計(jì)深度為止。

④、洗井：先在花鋼管中注入清水，然后將橡皮活塞錘放入花鋼管，對花鋼管中的水施加一定的壓力，鋼管中的水從濾水孔中被壓出，往復(fù)幾次，即可將鋼管濾水孔中的泥砂沖洗干凈，使降水效果更加明顯，達(dá)到洗井目的。

洗井活塞為自己研制的簡易裝置，活塞安裝在重二錘上，活塞是在鉆桿上裝一塊直徑為300的橡皮，橡皮用兩個直徑不同的鋼板固定，鋼板用螺栓連接，方便橡皮的更換，活塞尺寸見活塞平面圖和剖面圖。

三、工程實(shí)例

清水縣上邽鄉(xiāng)第六初級中學(xué)綜合樓辦公樓，為六層框架結(jié)構(gòu)，長為45.00米，寬為12.00米，其平面形狀呈矩形，基礎(chǔ)形式設(shè)計(jì)為井樁，井樁深約7.0m。地質(zhì)情況為：場地地層自上而下依次分別為①雜填土層，該層層厚為1.50～2.20米；②素填土層，該層層厚為3.50～4.20米；③圓礫層，一般粒徑2.30～6.20mm，最大粒徑80mm，小于0.075mm的細(xì)粒土含量占總土重的6.00%～17.00%，滲透系數(shù)65m/d。該層層厚為10.8～11.5米。④、泥巖層，本次勘察未揭穿該層，勘察期間測得靜止地下水位埋深為4.70～5.64米，地下水的流向?yàn)樽詵|向西。

①、矩形基礎(chǔ)等效半徑計(jì)算：

r0=0.29（a+b）=0.29（45+12）=16.5m

②、降水井影響半徑計(jì)算：

=153.1m

③、基礎(chǔ)涌水量的計(jì)算：

④、單井出水量：

q=FV=απDH×Ki=0.6×3.14×0.35×11.5×65×1

=492.9m3/d

⑤、井點(diǎn)數(shù)量的確定與布置

一個場地井點(diǎn)數(shù)量的確定，主要取決于該場地總的涌水量和單井的出水量，以上面清水縣上邽鄉(xiāng)第六初級中學(xué)降水的實(shí)例來計(jì)算井點(diǎn)數(shù)量的確定與布置。

①、求井點(diǎn)數(shù)n

②、求井點(diǎn)間距a

通過上面的實(shí)例，降水井總共布置了11個，降水間距為10.4m，降水用了12天，水位下降了3.5m，縮短工期10天，節(jié)約降水費(fèi)用3.6萬元，保證了施工的順利進(jìn)行。

四、經(jīng)濟(jì)效益和社會效益

大口徑降水井在基礎(chǔ)施工中應(yīng)用較為廣泛，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。與其他降水方案相比，有諸多優(yōu)點(diǎn)；施工簡便、降水效果明顯、出水量大、安全可靠、費(fèi)用低廉、機(jī)械設(shè)備簡單、施工工期短。該方案比其他降水方案節(jié)約成本約30%，是施工降水方法中的優(yōu)選方法。

五、降水施工時(shí)應(yīng)考慮的因素

1、布井時(shí)，應(yīng)遵循周邊多、中間少；在地下水補(bǔ)給的上游多、下游少的原則。

2、布井時(shí)應(yīng)根據(jù)地質(zhì)報(bào)告，使鋼管濾水器部分能處在較厚的砂卵層中，避免處于粘土中，從而影響降水井的出水能力。

3、成井施工達(dá)到設(shè)計(jì)深度后，宜多鉆進(jìn)1—2m，避免因洗井不及時(shí)泥漿沉淀過厚，增加洗井的難度，洗井應(yīng)及時(shí)。

4、選擇水泵時(shí)應(yīng)與降水井的出水能力相匹配，水泵小時(shí)達(dá)不到降水要求；水泵大時(shí)，抽水不能連續(xù)，一方面增加維護(hù)難度，另一方面對地層影響較大。一般可以準(zhǔn)備大中小幾種型號的水泵，在現(xiàn)場根據(jù)實(shí)際進(jìn)行調(diào)配。

5、降水期間應(yīng)對抽水設(shè)備和運(yùn)行狀況進(jìn)行維護(hù)檢查，每天檢查不應(yīng)少于3次，并應(yīng)觀測記錄水泵的出水等情況，發(fā)現(xiàn)問題后及時(shí)處理，使抽水設(shè)備始終處于正常運(yùn)行狀態(tài)。應(yīng)有一定的備用設(shè)備，做到對有問題的設(shè)備能夠及時(shí)更換。

6、降水施工前，應(yīng)對因降水造成的地面沉降進(jìn)行評估分析，如分析出沉降過大時(shí)，應(yīng)采取必要處理措施。

7、降水時(shí)應(yīng)對周圍建筑物進(jìn)行觀測，首先在降水影響范圍外建立水準(zhǔn)點(diǎn)，降水前對建筑物進(jìn)行觀測，并進(jìn)行記錄。降水開始階段每天觀測三次，進(jìn)入穩(wěn)定期后，每天至少觀測兩次。

參考文獻(xiàn)

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[4] 江正榮，《建筑施工計(jì)算手冊》。

[5] 陳幼雄《井點(diǎn)降水對鄰近建筑物的影響及預(yù)防措施》，1988年