密目式鋼板網降水井施工技術

孟召虎 漢光昭 董方雄 宋在晨 何劍橋 黎建寧 王志剛

中建三局集團有限公司 陜西 西安 710065

在水文地質條件復雜、地下水位偏高的地區進行基坑開挖施工時，為保證基坑的安全穩定，防止產生與地下水有關的土體滲透變形破壞，避免基坑在開挖過程中發生流砂、管涌以及基坑壁土體坍塌等現象，不僅要考慮支護措施的可靠性與經濟性，還必須重視基坑降水工程[1-4]，從而保證基坑施工的安全進行。

目前，管井降水是應用較為普遍的一種降水方式。管井降水通常采用無砂混凝土管，管徑為350 mm，降水井由若干根1～2 m的混凝土管拼接而成，安裝較為復雜，特別是接縫處質量不好控制，造成抽水體中含沙量過高，同時混凝土管徑小、洗井效果不好[5-7]。

蘭州市長征機械廠出城入園河畔映巷項目場地狹小且工期緊，若采用混凝土管井，施工進度將較慢，同時管井施工與支護樁作業同時進行，對場地周轉不利。而采用密目式鋼板網降水井施工技術，安裝簡便，施工進度快，降水效果顯著。

1 工程概況

蘭州市長征機械廠出城入園河畔映巷項目位于蘭州市七里河區敦煌路，北側鄰近黃河。項目規劃業態為3棟33層住宅樓以及商業、1棟辦公樓、1棟酒店以及地下車庫，主樓地下室以及地下車庫均為2層，結構類型為框架-剪力墻結構。

根據地勘報告，本項目的主要地層巖性分述如下：①雜填土層，厚度0.50～3.00 m；②黃土狀粉土層，埋深0.50～3.00 m，厚度4.70～8.00 m，層面高程在1 524.38～1 527.15 m之間；③細砂層，埋深6.60～8.80 m，厚度0.20～1.60 m，層面高程在1 518.31～1 520.67 m之間；④卵石層，埋深7.10～9.40 m，厚度3.40～8.20 m，層面高程在1 517.80～1 519.55 m之間。

本工程基坑設計深度達-10.5 m，局部-11.7 m，地下水位在-9.0 m處；基坑東側有1棟8層建筑物，離基坑邊緣平均距離為4 m，南北兩側有配電房，南側、西側鄰接市政道路；基坑工程側壁安全等級為一級。

基坑支護采用支護樁+預應力錨桿，樁身混凝土等級均為C30，樁徑0.8 m，中心間距2.0 m。

降水井共設置15口，間距為20 m，沿基坑周邊布置，降水井深度為15 m，原設計為直徑350 mm無砂混凝土管，自下而上依次為：1根沉砂管、2根濾水管和3根實管。沉砂管進入砂巖不小于2.5 m。

2 變更背景

原設計無砂混凝土管降水井成孔直徑為600 mm，本工程支護樁設計直徑為800 mm，采用旋挖鉆機成孔。

1）考慮支護樁與降水井成孔直徑不同，需要另外進場降水井成孔設備，同時本工程場地狹小，2臺成孔設備同時作業，會造成作業面周轉不利，影響施工進度，若直接采用旋挖鉆機進行降水井成孔，則不用另外進場降水井成孔設備，既能減少施工成本，也緩解了場地緊張的局面。

2）無砂混凝土管市場供貨較緊缺，因管徑小，洗井效果不好，影響降水效果，同時安裝較復雜，人工投入較多，且安全風險大。

鑒于以上因素，考慮采用一種既能保證管井成孔直徑達到800 mm，又能保證降水效果優于混凝土管井的降水方式，經多方考察及查閱相關文獻資料，發現密目式鋼板網降水井的口徑可大可小，出水量大，降水效果較好，適用于各種土層。

經與設計單位、建設單位溝通后，確定將混凝土管降水井變更為密目式鋼板網降水井實施降水。

3 密目式鋼板網降水井構造

密目式鋼板網降水井的主骨架為鋼筋籠。該鋼筋籠以φ20 mm鋼筋為主筋，具備一定的剛度，螺旋筋采用φ10 mm@150 mm，同時用φ16 mm@2 000 mm鋼筋作為內加勁箍，保證鋼筋骨架不變形，并能夠承受側壁土壓力的作用。

鋼筋籠外側包裹1層厚1 mm的50 mm×100 mm鋼板網及2層80目（孔徑約180 μm）密目網，以保證滲透性和過濾性。降水井與孔壁間隙回填粒徑30～50 mm礫石料，上部2 m范圍采用黏土封閉，降水井高出自然地面300 mm。具體井身構造如圖1、圖2所示。

圖1 降水井配筋剖面

該降水井構造僅針對本工程，降水井直徑、鋼筋籠配筋可根據工程實際情況進行調整。

圖2 降水井構造

4 密目式鋼板網降水井施工

4.1 工藝流程

降水井鋼筋籠綁扎→鋼板網綁扎→密目網包裹→降水井成孔→鋼筋籠安裝固定→回填礫料及黏土→鋪設排水管網→潛水泵放置→抽水洗井→降水

4.2 主要施工工藝

4.2.1 鋼筋籠制作

鋼筋籠主筋為16φ20 mm，螺旋箍筋為φ10 mm@ 150 mm，內加勁箍為φ16 mm@2 000 mm，鋼筋采用單面焊接連接，搭接長度為10d（d為鋼筋直徑）。鋼筋直徑、規格、型號滿足設計要求，進場后及時進行抽樣復試。鋼筋籠為降水井主骨架，對其整體強度進行驗算以滿足土體側壓強度要求，不發生扭曲變形。在鋼筋籠綁扎過程中控制好鋼筋間距，節點綁扎牢固。

4.2.2 鋼板網綁扎

鋼筋籠綁扎完成后進行鋼板網綁扎。鋼板網一般采用1層厚1 mm的50 mm×100 mm鋼板網，主要是對外包裹密目網起支撐作用。鋼板網需保證一定的柔度，并方便安裝（圖3）。

4.2.3 密目網綁扎

外裹密目網采用雙層，并與主骨架綁扎牢固。密目網孔徑應能保證濾沙效果，控制降水中含沙率在允許范圍內（圖4）。

4.2.4 降水井成孔

根據地質情況，采用旋挖鉆機成孔工藝，干作業成孔或泥漿護壁成孔方式施工。成孔完成后進行驗孔，驗孔合格后，及時安裝密目式鋼板網降水井。

成孔過程中要保證鉆機垂直度，以保證孔壁垂直，同時觀測側壁有無坍孔情況。一旦發現坍孔現象，立即停止成孔，確定處理方案后，方可繼續鉆孔。

圖3 鋼板網綁扎

圖4 密目網包裹

4.2.5 降水井安裝固定

在安裝降水井前，需先在井底回填厚約500 mm的碎石過濾層，主要起到濾沙作用，然后再吊裝降水井安裝固定。吊裝過程中保持降水井的垂直度，降水井居中進行安裝，井身與孔壁的間隙應均勻（圖5）。

4.2.6 回填礫料及黏土

降水井管下入后立即填入濾料，回填的濾料磨圓度、級配應符合要求，合格率要大于90%，雜質含量不大于3%。濾料沿井孔四周均勻填入并保持連續，隨填隨測濾料填入高度。洗井后，如濾料下沉量過大，應補填至井口下1～2 m處，其上用黏土封填（圖6）。

圖5 密目式鋼板網降水井吊裝

圖6 回填礫料及黏土

4.2.7 鋪設排水管網

主排水管網采用DN300 mm的厚壁鋼管環繞基坑四周，布置在降水井外側地面。管網向水流方向的傾斜度以0.3%為宜，在井口設置保護砌襯并加蓋。

4.2.8 降水

降水井安裝完成后，用活塞、提筒聯合洗井，洗至水清砂凈為止。當發現降水井水量很小時，分析原因，如果是成孔質量問題，應增加洗孔次數，直至水清砂凈為止。

放置潛水泵和供電設備，先進行試抽，穩定后開始正式降水，降水過程中做好監測，對抽水水質和含沙量進行檢測。

正式降水開始后應連續抽水，不應中途間斷，并做好初始水位記錄。以后每2 h測量1次水位、水量，做好記錄，并繪制地下水水位降深曲線。水位穩定后應每天觀測2次，水位觀測精度±2 cm。

5 密目式鋼板網降水井的應用效果

密目式鋼板網降水井于現場加工，安裝方便，強度較高，降水過程中未發生坍孔現象。同時，密目式鋼板網降水井洗井方便，含沙量低，降水實施效果好，滿足本工程降水要求。經實施，采用密目式鋼板網降水井，提高了工作效率，加快了施工進度，降低了人工安裝費用，同時也減少了安全隱患。

6 結語

基坑根據不同土質情況及降水深度可選擇不同的降水方式，一般包括輕型井點降水、噴射井點降水、電滲井點降水、管井井點降水等。上述前3種降水方式受土層滲透系數及降水深度影響，應用范圍有所局限，管井降水相對應用更為廣泛。相比混凝土管井，密目式鋼板網降水井口徑可大可小、出水量大，過濾性及滲透性極好，特別適用于地下水較多且需要快速降水的工程。

在施工過程中，結合工程實際情況，考察各方面因素影響，選擇一種更為合理的施工工藝，對于工程施工效率的提高及成本的節約都可起到很大的作用。蘭州市長征機械廠出城入園河畔映巷項目通過不斷研究、考察、討論，創新性地采用密目式鋼板網降水井工藝，既保證了降水效果，提高了施工效率，也為類似工程積累了經驗。

[1] 鄭世華,何濤,任俊明,等.基坑降水工程中管井的施工工藝及應用 [J].供水技術,2013(4):43-47.

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