如何控制大口徑深井降水的降水深度

摘要：為了使水位降低到表面下的操作，有兩種方式，一是擴大的直徑和深度，提高單井的壓降，從而達到最高水位下降的要求。另外通過均勻控制單井落，也可使水位均勻發生改變滿足設計要求。前一種布井少，對地層擾動大，如建筑物對地基要求高時，此方法不可采用（除非施工后注漿），且此方法對原有建筑物也會帶來較大的不利影響；后一方法布井可能更多，但不干擾到地面，損壞的原來的建筑也小，因此在條件許可的情況下應優先選擇后者的方法。此外，井深也考慮了單井的出水量和現有的水泵配套。本文以具體實例探究了深井施工過程中，如何控制大口徑深井降水的降水深度以及控制效果分析。

關鍵詞：大口徑；深井降水；降水深度；控制分析

1工程概況

本工程2#人防地下室±0.000相當于黃海標高101.30m，本場地自然地坪絕對標高為99.80m（局部100.70m），基坑挖深在4.95m，承臺、電梯井挖深在5.8m左右。本地下室長約243m，最大寬約為85m，開挖面積約為23000㎡。

3深井施工

3.1定線放樣

對業主提供的控制樁進行交接檢驗，并做好記錄；聯系集團測量組，進行導線設置，根據控制樁在道路上每隔100米設立一處臨時水準點以及管道軸線控制樁，并將各污水檢查井的井位標出。各樁位應設立牢固并采取保護措施，必要時設立護樁保護。完成后進行復核，合格后備用。

3.2井點降水

因降水會引起周圍地面沉降，因此，在降水施工前將地面建筑物及構筑物進行全面排查。我們認為在降水后，地面會均勻沉降，對附近廠區里的地下管線的影響較小。但考慮到降水的影響半徑預計會有18米，離井點管較近的地下管線及他們的檢查井可能會存在局部的不均勻沉降，我們將按實際情況對其進行加固及維修。

井點管的設置根據開挖面我們設置在新建污水管線西側約3米處，口徑為φ315，呈線形平行于新建污水管道布置比較合適，井點深度以18米為妥，計劃在每只新建污水檢查井東側設置1口井，每井段長度的中間位置設置1口井，總的布置依據為平均井位間距為18米。具體施工于管道鋪設前7天進行施工，溝槽開挖前抽水時間不少于5天。

每10只管井162米施工長度為1組，計劃設置4組，管井成孔直徑600mm，井管采用φ400mm雙壁波紋管，沿管長方向設φ10@50圓孔，管壁外包雙層40目不銹鋼鐵絲網，管壁與孔壁之間充填150厚中粗砂，管井必須在基坑開挖前七天進行抽水，所有管井一旦開通不得停息。當1組管井長度旁所在的管道安裝、回填完畢后方可停抽，再進入下一組管井的施工。地表外的面水、施工排水，采用基坑周邊地面設的貫通的排水溝，把地表水引至集水坑，沉淀后再用水泵排入污水泵站。

4控制大口徑深井降水的降水深度

本基坑四周采用全封閉式圍護，已基本隔斷了基坑開挖深度范圍內地下水與外圍地下水的水力聯系，因此不考慮周圍地下水的補給，只需將基坑內地下水位降低至設計要求。根據本場地的水文地質條件、工程設計要求及基坑開挖與支護的特點，本方案采用真空管井降水來達到本次降水的目的。

4.1基坑底板穩定性驗算

根據勘察報告提供的資料，本場地不考慮承壓水對基坑底土體產生突涌破壞的可能性。

4.2基坑內抽水量的估算

①地下水容積儲存量的計算：

計算式：W = μ·V 或 W = μ·A·h

式 中：W — 容積儲存量（m3）

V — 含水層體積（m3），V = 基坑面積A×降水深度h（即潛水靜止水位至基坑底板以下1.00m）；

μ— 含水層的給水度（粉砂與粘土給水度經驗值 為 0.10～0.15）（供水文地質手冊＼第二冊），本次根據上部土層的性質取：μ= 0.15。

a.基坑面積（A）計算

基坑面積A ≈8081m2。

b.降水深度（h）計算

h = 基坑平均深度8.5m + 1.00m - 靜止水位0.50m = 9m。

由上述參數計算地下水容積儲存量如下：

W = μ·A·h = 0.15×8081×9 ≈ 10909.35m3。

②基坑抽水量的確定原則

本基坑的出水量主要包括地下水的儲存量與降雨量，由于對降雨量目前無資料估測，且采用順做法施工，在短時期內因降雨滲入地層內的滲入量不會很多，因此，本次對基坑的抽水量確定、井數設計與抽水泵的選擇只考慮地下水的儲存量，對于降雨量的排出，采用明排水的施工措施來解決。

4.3坑內降水井及觀測井數量的布置

①坑內降水井

n = A / a井

式 中：n — 井數（口）；

A — 基坑降水面積（m2）；

a井— 單井有效抽水面積（m2）；根據我們的降水施工經驗，在上海地區第⑤層以上的以粘性土為主的潛水含水層的特性單井有效抽水面積a井一般為100m2～250m2，本次取200m2。

即：n = A / a井 =8081/200≈ 41

擬定41口降水井

②水位監測井

水位監測井布置在利用坑內降水井布置。

4.4坑內降水井工作量設計結果分析

①由上述計算結果的數據如下

a 地下水容積儲存量W = 10909m3；

b 降水井41口；

②抽水量計算

單井出水量Q單= 1.1×24= 26.4m3

每天抽水量Q抽 =41×Q單=1082.4m3；

每天實際抽水量W抽為：

W抽 = Q抽×0.5（實際抽水時間、抽水量折算系數，為估算值）

=541.2m3

③抽水天數計算

抽水天數 t= 總儲存量W ÷ 每天抽取的儲存量W抽

= 10909.35÷541.2 ≈ 20天

4.5降水控制效果

每間隔2-3小時抽一次，每次抽至干為止。（開始每間隔2小時抽一次，每次出水時間小于30秒時改為4小時抽一次）。抽水需要24小時派員值班，并作好抽水記錄，以掌握抽水動態。每日二次（間隔12小時）定時對觀察井進行水位觀察，水位觀察要在抽水前進行，并做好觀察記錄。井點使用時，基坑四周井點對稱、同時抽水，使水位差控制在要求的限度內。從以上估算結果可知：當41口降水井全部抽水時，約20～30天后就能將基坑內的地下水降低到基坑底下1m，因此，上述井數的布置完全能滿足本次基坑的干挖土施工。

5總結

本次降水屬于多井干擾、多基坑同時抽水，技術要求高，施工及管理難度較大。在施工方案的確定方面，以及降水工程設計時，要確保設計合理，施工質量要高，技術管理要到位，切實保證降低深度值滿足地下室干施工要求。而且在施工降水時，要嚴格控制各項工序合理，特別是過濾器及其外圍的填礫，在填入時要過篩，剔除不合要求的材質及雜質。在實際降水中，各抽水井的含砂量均小于1/20萬，從抽水后的井深測量看，沉淀厚度均在1m左右，都在允許范圍之內。另一個方面是本區抽水孔的布置原則基本是按“多井、小泵量”施工的，而象電梯井的局部位置，采取較大泵短期抽水措施，解決施工要求。本降水工程還采取了水位動態觀測與建筑物沉降觀測相結合，根據“荷載—水位線—沉降量—日期”動態觀測曲線來看，與理論預測相符合。

參考文獻：

[1]上海五冶ERW項目部熱處理措施方案，2005（2）

[2]江正榮建筑施工計算手冊.中國建筑工業出版社，第一版

[3]趙志縉、應惠清簡明深基坑工程設計手冊.中國建筑工業出版社，第一版