秦皇島某工程深井井點降水方案設計

侯劍飛

(北京華宏工程咨詢有限公司，北京100000)

深井井點降水是在深基坑的周圍埋置深于基底的井管，使地下水通過設置在井管內的潛水電泵將地下水抽出，使地下水位低于坑底.深井井點又稱大口徑井點，系由濾水井管、吸水管和抽水設備等組成.該法具有井距大、易于布置、排水量大、降水深(＞15m)、降水設備和操作工藝簡單、可代替多組輕型井點作用等特點.適用于滲透系數大(10～250m/d)、土質為砂類土(或有流砂和重復挖填土)、地下水豐富、降水深、面積大、時間長的降水工程.

1 工程概況

秦皇島市某寫字樓工程，地上28層，地下2層，建筑物總高度95.00m，總建筑面積為28129 m2，結構形式為框架結構，基底標高－10.850m，室外地坪標高為－0.500m，基坑開挖深度為10.35m.

由地質勘測資料知，該工程水文地質情況為:地面下1m為雜填土，雜填土下面是中砂層，其滲透系數為5m/d，地下水位－1.500m，中砂下面是粘土層，位于地下－20.000m以下，所以本工程在開始施工前需降水，設計將地下水位降到比基坑底低0.5m.

2 深井井點降水方案設計

2.1 井點降水方案選擇

由于本工程基坑深10.35m，地下水位較高，本著經濟合理的原則，結合施工技術的許可，經綜合考慮，采用深井井點降水的方式，先降水半個月左右再開挖基坑.邊開挖基坑邊做土釘墻支護，根據實際情況將所選方案進行有機結合，使其達到工程順利進行，效果良好的狀態.

深井井點沿工程基坑周圍離邊坡上口1.0m呈環形布置，井深設計為18m，井距為14～18m.

2.2 主要機具設備

深井井點機具設備由井管、潛水泵和排水管等組成.

(1)井管.

由濾水管、吸水管和沉砂管三部分組成.

1)濾水管采用外徑600mm、壁厚60mm、長1.5m的無砂混凝土管.

2)吸水管采用與濾水管同直徑鋼管制成.

3)沉砂管采用與濾水管同直徑鋼管，下端用鋼板封底.

(2)水泵.

采用QB40－25型潛水電泵，每井一臺，另設2臺備用泵，并配上一個控制井內水位的自動開關，在井口安裝閥門，以便調節流量的大小，閥門用夾板固定.

(3)排水管.

用500mm混凝土管，并設3%的坡度，與附近下水道接通.

(4)成孔設備.

采用CZ－22型沖擊鉆機及配套卷揚機等.

2.3 深井井點降水計算

(1)深井井點系統總涌水量計算.

根據平面計算假象半徑:

查《給水工程設計手冊》知深井影響半徑R0=13m.

降水系統的總涌水量，可采用潛水完整井計算，那么抽水影響半徑R=R0+X0=13+26.42=39.42m

根據水文地質資料得，含水層厚度為H=－1.5－(－20)=18.5m，

基坑挖深為h=10.85－0.5=10.35m，設計將地下水位降到比基坑底低0.5m，

則基坑中心的水位降落值S=10.85－1.5+0.5=9.85m

深井系統總涌水量為:

(2)深井進水過濾器需要總長度計算.

深井井點半徑r=0.3m，過濾管長度l=1.5m

則深井每米長度進水量:

其中滲透系數k=5m/d=5.79×10－5m/s

深井進水過濾器需要總長度:

選擇n=18 個管井，取H=18.5－9.85=8.65m

(3)群井抽水單個深井過濾器浸水部分長度為:

顯然，滿足nh0=18×3.97=71.46m＞68m條件，考慮工程的平面尺寸，18個深井布置見圖1所示，各井點至井點群重心的距離如表1所示.

表1 各井點至井點群重心的距離

(4)群井涌水量計算.

18個相互之間距離在影響半徑范圍內的深井井點同時抽水時的總涌水量計算:

顯然，該布置距離和深井井點數量滿足本工程降水的要求.

3 深井井點降水施工

3.1 施工工藝流程

井點測量定位→挖井口、安護筒→鉆機就位→鉆孔→清孔→回填井底砂墊層→吊放井管→回填井管與孔壁間的砂礫過濾層→洗井→井管內下設水泵、安裝抽水控制電路→試抽水→降水井正常工作→降水完畢拔井管→封井.

3.2 施工工藝

(1)定位.

通過測量儀器定出井位，并嚴格按照設計井位成孔.

(2)成孔.

本工程采用CZ－22型沖擊鉆鉆孔，用正循環泥漿護壁工藝，孔口設置護筒，以防孔口塌方，并在一側設排泥溝、泥漿坑，鉆孔直徑900mm.鉆機就位時必須對準所定孔位，井位誤差不超過10cm;鉆進過程中機架要保持豎直，成孔垂直度偏差小于1%.

(3)清孔.

清孔采用射水法，此時鉆具只轉不進，待泥漿比重降到1.1左右即認為清孔合格.

(4)下管.

成孔后應立即安放井管，以防塌方.用塔吊逐節沉入無砂混凝土管，外壁綁長竹片導向，使接頭對正.井管安放應力求垂直，并位于井孔中間;管頂部比自然地面高500mm左右.井管過濾部分應放置在含水層適當范圍內.

(5)填礫.

井管下入后，及時在井管與土壁間用鐵鍬分層填充砂礫濾料(粒徑為3～8mm細礫石).填濾料要一次連續完成，從底填到井口下1m左右，上部采用不含砂石的粘土封口.

(6)洗井.

管周圍填砂濾料后，安設水泵前應按規范先清洗濾井，沖除沉渣.洗井工作必須在下管、填礫、封口后8h內進行，一氣呵成，以免時間過長，護壁泥皮逐漸老化，難以破壞，影響滲水效果.洗井時必須用清水沖洗，以達到要求.

(7)下泵.

潛水泵在安裝前，應對水泵本身和控制系統作一次全面細致的檢查.如無問題，始可放入井中使用，上部應與井管口固定.設置深井泵的電動機座應安設平穩，轉向嚴禁逆轉(宜有止回閥).潛水電動機、電纜及接頭應有可靠絕緣，每臺泵應配置一個控制開關.主電源線路沿深井排水管路設置.

(8)試抽水.

安裝完畢應進行試抽水，滿足要求后始轉入正常工作.

(9)正常抽水.

抽水工作要求做到:每間隔2－3小時抽一次，每次抽至干為止.抽水需要24小時派人值班，并做好抽水記錄，以掌握抽水動態.

(10)拔管封井.

井管使用完畢，用吊車拔井管→封井

借助鋼絲繩、倒鏈，將井管口套緊徐徐拔出，濾水管拔出洗凈后再用，拔出后所留的孔洞用砂礫填充、搗實.

4 結論

本工程采用深井井點降水，整個土方開挖及地下工程施工期間，地下水一直處于基底以下，沒有發生流砂現象，經觀測，基坑坑壁及周圍地面也沒有大的裂縫出現，保證了施工安全及質量，效果良好.

［1］徐接武.管井井點降水技術及工程實例［J］.山西建筑，2007(22)

［2］王利文.土木工程施工技術［M］.中國建材工業出版社，2007，2

［3］林金燥.福州市永升城基坑深井降水設計與施工技術［J］.福建地質，2007(3)