城市深基坑工程管井降水技術(shù)

文亞平

中國能源建設(shè)集團浙江火電建設(shè)有限公司（310000）

在地下水豐富的城市進行深基坑施工時，地下水的防治是需要解決的首要問題，采用科學(xué)的降水方法來控制地下水位，是為了滿足施工作業(yè)面要求、地基承載力要求及基坑安全性等要求。管井降水具有設(shè)備簡單、排水量大、降水較深、降水面積大、多井點相互獨立、可使作業(yè)面達到“無水”環(huán)境、利于施工等特點，在富水深基坑施工中廣泛應(yīng)用。

1 地下水對深基坑的影響

1.1 基坑底突涌破壞

對深基坑承壓水降水不當(dāng)且覆土壓重不足，導(dǎo)致在隔水層中開挖深基坑時承壓含水層的水頭壓力沖破深基坑底部土層，從而產(chǎn)生深基坑底突涌破壞。

1.2 深基坑底管涌破壞

深基坑底部為砂層、粉砂層、黏性土層時，若降水不當(dāng)會導(dǎo)致地基土體中細顆粒被滲流推動帶走從而形成管涌。

1.3 深基坑壁流土破壞

在飽和含水地層，水力本身的梯度比較大，速度非常快，圍護墻封閉效果差，導(dǎo)致大量的水帶砂粒或砂漿涌入基坑，嚴(yán)重時會引發(fā)地面塌陷、基坑失穩(wěn)。

2 深基坑管井降水的目的及原理

2.1 管井降水的目的

減少動水壓力，避免深基坑底涌水量過大、水位差過大而產(chǎn)生流砂、基底隆起、深基坑坍塌等事故，應(yīng)增強土體抗剪強度，提高土體承載力，確保在開挖深基坑時， 地下水位低于開挖底面0.5 m 以下，保證深基坑能在干燥條件下順利施工。

2.2 管井降水的原理

管井降水一般適用于滲透系數(shù)大的砂礫層、地下水豐富的地層以及輕型井點不易解決的場合。 根據(jù)地質(zhì)勘探資料提供的基坑水文體質(zhì)特征以及設(shè)計資料提供的開挖深度影響范圍確定管井降水深度、單井出水能力及管井設(shè)置數(shù)量。 布置好管井后，深基坑開挖前，潛水泵必須在保持抽水的同時使周圍的水位與井內(nèi)的水位形成落差，井外的水流通過引力的方式匯聚在井口周圍，形成漏斗狀，使深基坑內(nèi)水位低于開挖面，同時使土體產(chǎn)生固結(jié)，從而滿足土方開挖要求及深基坑安全性要求。

3 管井結(jié)構(gòu)的構(gòu)成

管井主要是由井口、濾水管和沉淀管等部件構(gòu)成。

為防止外部污水及垃圾進入降水井內(nèi)，井口要與地面形成一定的距離差，其外圍部分必須用質(zhì)量比較好的泥土或者是水泥封閉起來，防止污染物的進入。

井壁管是為了能夠加固井壁設(shè)置的。 有些井口設(shè)計不合理，導(dǎo)致井口的防水性比較差，有許多雜質(zhì)進入。 井壁管能夠防止污染物的進入。 井壁管可用鋼管、鑄鐵管、鋼筋混凝土管或塑料管等。

濾水管采用PVC 加筋管，直徑300 mm，外包1層7 目鍍鋅鐵絲網(wǎng)，再包3 層60 目尼龍網(wǎng)。

礫料是指填充在井內(nèi)的粗砂。

沉淀管直徑與濾水管相同，材質(zhì)選取鋼管。 沉淀管長度0.5 m。沉淀管一般設(shè)置在過濾器底部，目的是為了沉淀出井內(nèi)的雜質(zhì)。

4 管井施工工藝

根據(jù)地質(zhì)情況選擇管井成井方法，一般可采用泥漿循環(huán)鉆機、旋挖鉆機施工等成井施工工藝。 施工流程為: 定位→埋護筒→成孔→清孔→下井管→回填濾料→洗井→安裝水泵→抽水。

定位:利用相關(guān)的設(shè)備將井點的平面布置完成，在測量進口的同時， 需要保證誤差在要求范圍之內(nèi)。

埋護筒:需要利用測斜儀放置于井口的外部，保證準(zhǔn)確的垂直度。

成孔:旋挖成孔，一徑到底。 成孔過程中應(yīng)及時調(diào)整成孔垂直度。

清孔:樁孔成型后必須清除孔底沉渣，清孔后沉渣厚度不得大于500 mm。

下井管:利用提吊法將管子放下去，要保證濾水管的質(zhì)量， 及時更換不符合質(zhì)量的濾水管和井管。保證井管放下之后是居中的情況，而且應(yīng)該將井管焊牢，避免雜質(zhì)進入到井管內(nèi)部。

封孔回填:濾料投送需要檢測濾料的高度，確保能夠安全的到達所指定的位置。 在地表以下回填2.00 m 厚黏性土，回填時，要根據(jù)阻力的大小來調(diào)節(jié)套管的提拔速度。

洗井:采用排污泵或清水泵，必須洗到水清砂凈為止，洗井后進行試抽水，確定單井出水量及水位滿足設(shè)計要求。

安裝水泵: 潛水泵經(jīng)檢查正常后采用鋼絲繩掉放下井，然后鋪設(shè)電纜和電閘箱，安裝并接通電源，而且單井單控電源。

抽水:洗井會造成大量的廢水，降水也會流入井內(nèi)，所以需要相關(guān)的設(shè)備將這些水及時排出。

5 降水施工管理

5.1 降水試運行要求

在水試運行之前必須要明確各個井口的高度和地下水位的高度。

抽水設(shè)備啟動的同時需要檢查排水系統(tǒng)的運行狀況。

檢查無誤之后，各個系統(tǒng)根據(jù)相關(guān)的規(guī)定進行工作。

5.2 降水運行

圍護樁施工完成后，方可進行成井施工，在止水帷幕全封閉后才能進行抽水。 抽水必須是具有工作經(jīng)驗的人操作，要保證觀測和記錄信息的準(zhǔn)確。配備用的抽水系統(tǒng)設(shè)備，應(yīng)有備用工作電源。

預(yù)抽水應(yīng)在正常工作開始之前進行，開挖深度如果逐漸加深，就要割除上半部的井管。 需要有專人負責(zé)水泵的打開和關(guān)閉，根據(jù)挖掘的深度來控制井內(nèi)的水位。

要一直確保水位在開挖面以下，保證水流的疏干效果。

在抽水工作進行過程中必須時時檢查設(shè)備的運行，避免故障的發(fā)生。 水泵在沒有工作的時候必須關(guān)停，避免燒壞水泵設(shè)備。

當(dāng)豎井建設(shè)完成之后，要在井蓋周圍設(shè)置提醒標(biāo)志， 現(xiàn)場的施工人員也要做好保護井口的工作，避免行人和施工人員出現(xiàn)意外。 要不間斷給井口注漿，做好井蓋的密閉工作。

6 封井施工

降水運行結(jié)束，向井管內(nèi)灌入混凝土。 混凝土的灌入高度低于混凝土路面約10 cm， 保證井管的密閉性能。 然后除去管外多余的井管，保證管口比混凝土路面要低，再用水泥砂漿填充管口，完成封井工作。

7 結(jié)語

在城市地下水位較高的深基坑施工中，地下水位的合理控制是深基坑的施工安全和施工進度重要保障。 管井降水施工時嚴(yán)格按照設(shè)計及規(guī)范要求施工，能夠減小深基坑的施工風(fēng)險，加快工程進度，提高工程的綜合效益。