1、建筑基坑管井井點(diǎn)降水施工工法1前 言 在地下水位以下的含水豐富的土層中開挖大面積基坑時(shí)，采用一般的明溝排水方法，常會(huì)遇到大量地下涌水，難以排干。當(dāng)遇到粉、細(xì)砂層時(shí)，還會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重的翻漿、冒泥、流砂現(xiàn)象，不僅使基坑無(wú)法挖深，而且還會(huì)造成大量水土流失，使邊坡失穩(wěn)或附近地面出現(xiàn)塌陷，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)影響附近建筑物的安全，當(dāng)遇到有此種情況出現(xiàn)，一般應(yīng)采用人工降低地下水位的方法施工。 管井井點(diǎn)排水作為人工井點(diǎn)降水方法中的一種，因其具有設(shè)備簡(jiǎn)單，施工方便，降水量大等特點(diǎn)已成為地下水位豐富的建筑基坑降水的常用方法。掌握該方法在項(xiàng)目上的應(yīng)用，不僅可使公司相關(guān)技術(shù)人員掌握建筑基坑降水排水上的一門常用的施工方法，而且也可

2、豐富鉆前工程上的降排水的施工途徑。 2特點(diǎn) 管井井點(diǎn)又稱大口徑井點(diǎn)。它具有排水量大,抽水效果好,施工井點(diǎn)少,各井點(diǎn)相互獨(dú)立,設(shè)備簡(jiǎn)單；而且，井點(diǎn)降水可大大改善施工操作條件，提高工效，加快施工進(jìn)度，工程費(fèi)用較低等特點(diǎn),是人工降低地下水位中被經(jīng)常采用的降水方式。3適用范圍管井井點(diǎn)降水的施工方法適宜于在含水層的滲透系數(shù)在1.0200m/d范圍內(nèi)的,地下水比較豐富的地區(qū)。因其單眼井排水量大、可由淺到深進(jìn)行動(dòng)態(tài)降水，該方法可適用各種水文地質(zhì)條件，可降低的水位深度達(dá)35m。4工藝原理和設(shè)計(jì)概述 管井井點(diǎn)作為井點(diǎn)排水方法的一種，是在基坑開挖前，沿開挖基坑的四周、或一側(cè)、兩側(cè)埋設(shè)一定數(shù)量深于坑底的井點(diǎn)濾水管或

3、管井，以總管連接或直接與抽水設(shè)備連接從中抽水，使地下水位降落到基坑底0.51.0m以下。4.1工藝原理 管井井點(diǎn)降水的工藝原理是用水泵將土中水分排除后，利用土體中動(dòng)水壓力的減小或消除，大大提高了邊坡的穩(wěn)定性，邊坡可放坡，可減少土方開挖量；另外，由于滲流向下，動(dòng)水壓力向下，井點(diǎn)降水法的實(shí)施可增加土顆粒間的壓力使坑底土層更加密實(shí)；因此，采用管井井點(diǎn)降水法降低地下水位，可使施工人員在無(wú)水干燥的條件下開挖土方和進(jìn)行基礎(chǔ)施工。不但可避免大量涌水、冒泥、翻漿，而且即使在粉細(xì)、粉土地層開挖基坑，也可防止流沙現(xiàn)象的發(fā)生。4.2設(shè)計(jì)概述主要根據(jù)場(chǎng)區(qū)降水要求、降水范圍、水文地質(zhì)情況、場(chǎng)區(qū)外臨近建筑物等方面的資料,

4、結(jié)合大口徑鉆孔樁成孔技術(shù)和水井成井技術(shù)進(jìn)行技術(shù)設(shè)計(jì),設(shè)計(jì)步驟如下。 4.2.1單井設(shè)計(jì)包括單井成井直徑、成井井深、井身構(gòu)造三個(gè)方面。1 成井直徑:在設(shè)計(jì)時(shí)結(jié)合施工成井技術(shù)、降水速度、抽水機(jī)具的下入,一般成孔直徑為400700 之間。2 成井井深:以大于地下水降深底平面2 m4 m 為宜。3 井身構(gòu)造:目前一般采用鋼管濾管、水泥濾管、鋼筋籠濾管。 4.2.2 降水場(chǎng)區(qū)井?dāng)?shù)確定根據(jù)開挖場(chǎng)區(qū)基坑面積、設(shè)計(jì)井深和井徑、單井影響范圍,求出整個(gè)場(chǎng)區(qū)的排水量和單井排水量,來(lái)得出降水井?dāng)?shù)。降水井?dāng)?shù)的確定還應(yīng)考慮單井井距。 4.2.3降水井位的安排井位安排時(shí)主要根據(jù)開挖基坑外邊緣結(jié)構(gòu)考慮,當(dāng)開挖基坑外邊緣有護(hù)坡

5、樁時(shí),降水井位置設(shè)計(jì)應(yīng)距離護(hù)坡樁外邊凈距離1. 0 m1. 5 m;無(wú)護(hù)坡樁時(shí),其設(shè)計(jì)應(yīng)考慮放坡坡度,并距離坡度上邊緣1. 5 m 左右即可。5工藝流程和操作要點(diǎn)5.1 工藝流程 5.1.1管井井點(diǎn)降水的施工工藝流程見圖1. 5.1.2 施工步驟 1 測(cè)量防線，定好井位，按施工圖放出井的中心點(diǎn)。 2 以定好的井位點(diǎn)為中心，600mm為直徑作圓，向下開0.50m作為井口。 3 用泥漿護(hù)壁沖擊鉆機(jī)向下鉆孔，鉆至要求深度。 4 成孔后，用鉆機(jī)卷?yè)P(yáng)機(jī)提升架安井管。將直徑為300mm井管下入孔內(nèi)。井管接頭采用焊接工藝。 5 安裝完井管后，在無(wú)砂濾水井管外側(cè)與井壁之間填礫料。 1）礫料應(yīng)緩慢填入，防止沖歪

6、井管，一次不可填入過(guò)多。 2）接近井口0.50m處，用粘土封嚴(yán)，以防地面水、雨水流入。 6 成井完畢后，立即用空壓機(jī)洗井活清水抽洗。 1）將空壓機(jī)氣管及噴嘴放進(jìn)井內(nèi)，先洗上面井壁，然后逐漸將水管下入井底。 2） 打開空壓機(jī)，空氣將快速經(jīng)各管壁向井壁程漩渦狀噴射，借氣水混合沖力迅速破壞泥漿壁，并將泥漿及細(xì)砂攜帶到井外，直至水清砂盡。 7 安放潛水泵，安裝抽水控制線路，修筑排水溝及沉砂池。成砂池采用C20混凝土底板，M5水泥砂漿磚砌池壁，池壁內(nèi)外兩層用防水砂漿抹灰一遍，水池內(nèi)側(cè)采用防水采用防水處理。 8 試抽水。并檢修漏水主管、翻轉(zhuǎn)、不出水的水泵組。抽水采用每井每泵排管（可采用3寸鋼管）降水，地面

7、排管集中到沉砂池，抽出的水經(jīng)過(guò)沉砂池過(guò)濾后，再集中排入市政管道中，沉砂。池制作位置靠近城市管網(wǎng)接入口的下水道。 9 正式抽水。測(cè)定每個(gè)管井初始水位、流量。 10 日常監(jiān)控井位放樣作井口、安護(hù)筒鉆機(jī)就位、鉆孔至設(shè)計(jì)深度吊放井管回填管壁與井壁間的過(guò)濾層洗井安排排水主管，修筑成砂池試抽正常抽水圖1 工藝流程圖5.1.3 施工操作要點(diǎn)1 管井井點(diǎn)設(shè)備的制作。管井井點(diǎn)工作時(shí),沿基坑周邊每隔一定距離設(shè)置一個(gè)管井,每個(gè)管井單獨(dú)用一臺(tái)水泵抽水,從而降低地下水位。根據(jù)管井材料,可分為金屬管井、竹木管管井及混凝土管管井等。目前施工中較為常用的是金屬管井,它的過(guò)濾部分采用直徑為200mm以上的鋼筋焊接骨架,外纏鋅鐵

8、絲,再外包孔為12mm的濾網(wǎng),長(zhǎng)約23m,其管身直徑為200500mm,吸水管宜為50100mm的膠管或鋼管,抽水時(shí)其下端應(yīng)沉入管井最低水位以下,必要時(shí)應(yīng)裝設(shè)逆止閥。抽水機(jī)械常采用1020cm的離心水泵,也可采用浸沒式潛水泵或深井泵等。2 管井井點(diǎn)的布置。沿基坑外圍四周呈環(huán)形或沿基坑兩側(cè)或一側(cè)布置。井中心距基坑邊緣距離,根據(jù)所用鉆機(jī)及鉆孔方法而定,當(dāng)采用沖擊式鉆機(jī)用泥漿護(hù)壁時(shí)為0.51.5m。用套管法時(shí)不小于3m,管井的施工深度和間距,根據(jù)需降水面積和深度以及含水層的深度系數(shù)等因素確定。3 管井的施工與使用。管井的滲水井管的施工,宜采用泥漿護(hù)壁鉆孔法。即在鉆機(jī)鉆孔的同時(shí)向孔內(nèi)投放泥漿,護(hù)住井壁

9、,以免地下水滲出時(shí)造成塌孔。2）鉆進(jìn)成孔時(shí)，盡量采取快速鉆進(jìn),避免鉆進(jìn)時(shí)間過(guò)長(zhǎng),鉆具對(duì)井壁機(jī)械擾動(dòng)和沖洗浸泡而造成坍孔、縮頸、泥皮過(guò)厚等不良現(xiàn)象,以免影響成井降水質(zhì)量和效果。同時(shí),應(yīng)根據(jù)地層合理選擇技術(shù)參數(shù),調(diào)整泥漿粘度和密度,在保證孔壁穩(wěn)定的前提下,盡量降低泥漿的粘度和密度,防止因泥漿過(guò)濃和失水量過(guò)大而影響滲透能力; 3）鉆孔直徑應(yīng)比管井外徑大150250mm,井管下沉前應(yīng)清孔并保持濾網(wǎng)通暢。井管與土壁之間用3 15mm 的礫石填充作為濾層。地面下0.5m以上為黏土填充夯實(shí)。下井管時(shí),嚴(yán)禁擺動(dòng),造成井壁的損壞和坍垮。井管下到設(shè)計(jì)孔深位置后,稍微向上拉伸提直,固定在孔口中心,使井孔與孔壁之間環(huán)

10、狀間隙均勻合理,便于填礫,提高單井出水率。5）填礫方面。a.礫料選擇。選擇時(shí)應(yīng)根據(jù)場(chǎng)區(qū)內(nèi)主含水層砂粒直徑和填礫技術(shù)要求,一般選擇1 mm8 mm 的混合礫料。b. 投礫。投礫時(shí)首先將沖孔器下入距井管內(nèi)底端100 mm200 mm ,沖洗液通過(guò)沖孔器沖洗井管,并通過(guò)井管內(nèi)外側(cè)返回地面。在送水同時(shí),向井管外四周間隙內(nèi)均勻投入混合礫料,礫料頂水而下,不易中途堵塞。隨礫料的不斷投入,及時(shí)向上提升沖孔器。礫料填至井口地表2 m 時(shí),則投礫結(jié)束,再用粘土分層填實(shí)至地表。6）抽水洗井方面。投礫結(jié)束后,及時(shí)下放潛水泵于井管內(nèi)水位以下3 m5 m ,迅速起動(dòng)電源抽水,隨水位不斷下降,水泵也同時(shí)下放,直至距井底0

11、. 5 m 左右為止。如此反復(fù)進(jìn)行,直至抽出的水質(zhì)潔凈、不含泥砂為止。 7）抽水過(guò)程中,應(yīng)經(jīng)常檢查機(jī)械部分。如電動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)軸、電流、電壓等。并觀測(cè)和記錄管井內(nèi)水位降深和流量。井管用完后,可用人字拔桿,倒鏈將井管拔出,以備再用。所留孔洞用砂礫填充夯實(shí)。6材料和設(shè)備管井井點(diǎn)降水施工主要涉及的土建材料有制作吸水管的直徑為50100mm的鋼管（或者塑料管），直徑為200mm上的鋼管、塑料管或混凝土管。用做焊接濾水管的14鋼筋，外包孔眼為12mm濾網(wǎng)。用于建造排水的混凝土管或PVC管材，水泥砂漿，防水劑等等。 由井點(diǎn)管、連接管、排水主管及抽水設(shè)備組成的井點(diǎn)設(shè)備見表1. 表1序號(hào)設(shè)備名稱規(guī)格單位數(shù)量1鋼繩

12、沖擊鉆機(jī)CZ-22G臺(tái)依具體工程量2潛水泵QY253.0套同上3動(dòng)力總配電箱200KW個(gè)同上4動(dòng)力分配電箱70kw個(gè)同上5水泵用開關(guān)箱5kw個(gè)同上6空壓機(jī)5m3臺(tái)同上 7勞動(dòng)組織及安全7.1 降水施工管理及勞動(dòng)力組織降水施工管理人員組成見表2. 表2工 種職 責(zé)主 任負(fù)責(zé)現(xiàn)場(chǎng)打井總協(xié)調(diào)，打井分包隊(duì)伍的管理，井料質(zhì)量的控制和驗(yàn)收。技術(shù)員負(fù)責(zé)施工方案的編制現(xiàn)場(chǎng)負(fù)責(zé)人負(fù)責(zé)打井分包隊(duì)伍的現(xiàn)場(chǎng)管理，打井質(zhì)量的控制。安全、洗井負(fù)責(zé)人負(fù)責(zé)現(xiàn)場(chǎng)施工的安全工作、安排洗井作業(yè)。打井隊(duì)負(fù)責(zé)人負(fù)責(zé)安排打井作業(yè)，管理打井隊(duì)日常工作。機(jī)械工、降水工負(fù)責(zé)洗井、現(xiàn)場(chǎng)降水設(shè)備安裝、維護(hù)，更換壞泵打井工負(fù)責(zé)打井工作，鉆孔、下井管

13、、井料電工 負(fù)責(zé)電箱、水泵接線，現(xiàn)場(chǎng)臨電、電箱的維護(hù)勞動(dòng)力力安排見表3.（數(shù)量是以10工程實(shí)例的工程量為參考） 表3工種管理人員電工機(jī)械工打井員降水工人數(shù)312627.2 施工安全保證措施 1 現(xiàn)場(chǎng)配備專職人員、質(zhì)檢員、施工員負(fù)責(zé)施工現(xiàn)場(chǎng)安全檢查。 2 嚴(yán)格按照安全規(guī)范用水、用電、機(jī)械操作。 3 操作工、電焊工、電工等嚴(yán)格按照相關(guān)操作規(guī)程操作，持證上崗。 4 所有施工人員及操作人員進(jìn)場(chǎng)后，均必須進(jìn)行安全及技術(shù)交底。 5 現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)與控制。 1）正常出水規(guī)律為“先大后小，先混后清”。為防范抽水帶走土層中的細(xì)顆粒，在降水時(shí)要隨時(shí)抽出的地下水是否有混濁現(xiàn)象。抽出的水中泥沙含量過(guò)大不但會(huì)增加周圍的沉降，

14、而且會(huì)使井管堵塞，井點(diǎn)失效。 2）降水必然會(huì)形成降水漏斗，從而造成周圍地面的沉降，建立沉降系統(tǒng)觀測(cè)網(wǎng)，定期進(jìn)行水位沉降觀測(cè)。以便及時(shí)了解沉降對(duì)周圍環(huán)境的影響，如果沉降較大應(yīng)及時(shí)采取補(bǔ)救措施。 3 ) 井點(diǎn)降水對(duì)周圍建筑物造成沉降是由于地下水流動(dòng)的原因，可采用以下措施預(yù)防。 a.減緩降水速度。在臨近被保護(hù)的建筑物一側(cè)注意觀測(cè)水位，適時(shí)間隔井位抽水，必要時(shí)尚需設(shè)置回灌井點(diǎn)。b.防止將土粒帶出的措施。確保井點(diǎn)管周圍砂濾層厚度和施工質(zhì)量，井點(diǎn)管上部0.50m范圍內(nèi)用粘土封死，亦可防治土粒帶出。管井在卵石層內(nèi)才開始采用纏絲濾水管，上部砂層內(nèi)仍用光壁混凝土管，可有效阻隔砂層進(jìn)入管井。同時(shí)，濾水管進(jìn)水空隙盡

15、量控制砂層涌出的程度。c.整個(gè)降水過(guò)程應(yīng)由業(yè)主委托第三方專業(yè)單位進(jìn)行基坑及周邊建（構(gòu)）物的變形觀測(cè)工作，一旦出現(xiàn)不利于建筑物穩(wěn)定的變形，及時(shí)采取措施進(jìn)行補(bǔ)救，以免造成不良后果。d.為保證基坑的安全，沉砂池及排水管道應(yīng)嚴(yán)格防滲防漏。8質(zhì)量要求8.1降水質(zhì)量要求 1 井管必須直立于井中心，上端應(yīng)保持水平。 2 精的頂角偏斜不得超過(guò)1度，以保證泵組上下井道通暢。 3 每打完一口井要用量測(cè)井深，以保證井深偏差20cm。 4 成孔孔徑600mm，偏差10cm. 5 吊放井管，檢查管內(nèi)外是否有雜物、粘土，以防止影響透水性。 6 洗井后的泥沙量控制在10以內(nèi)。 7做好成井工序交接驗(yàn)收記錄。8.2 抽水期間質(zhì)

16、量控制 1 抽排水管線安裝完畢，試抽水時(shí)有漏水。氣現(xiàn)象要及時(shí)檢修。 2 如有泵不上水的現(xiàn)象，要及時(shí)檢修、更換。 3 及時(shí)了解抽水情況，以防止無(wú)水干轉(zhuǎn)燒壞，根據(jù)施工要求確定啟動(dòng)和暫不抽水井點(diǎn)數(shù)量。 8.3 降水后質(zhì)量控制 1 降水完畢后，應(yīng)根據(jù)工程結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和土方回填進(jìn)度，陸續(xù)關(guān)閉及撥出井點(diǎn)泵組。土中所留的孔洞應(yīng)立即砂土填實(shí)。如果地基有坑滲等要求時(shí)，孔口應(yīng)按有關(guān)要求填塞。 2 拆除井點(diǎn)應(yīng)自底層開始，在下部井點(diǎn)拆除期間，上部井點(diǎn)應(yīng)繼續(xù)抽水。 9效益分析 管井井點(diǎn)降水是人工強(qiáng)制性降水中針對(duì)豐富地下水的降排較為普及的施工方法，前景廣闊。設(shè)備構(gòu)造簡(jiǎn)單，施工方便，不僅能大大改善施工操作條件，提高工效，加快施工進(jìn)度，而且在同等人工降水方式中具有工程費(fèi)用較低等特點(diǎn)。以同樣適用于涌水量較大，降水較深的深井井點(diǎn)降水比較，以工程實(shí)例xx為例，可節(jié)約造價(jià)約25萬(wàn)元，由此可見，根據(jù)工程的具體情況，正確的選用合理的人工降水方式，不僅將取得良好的經(jīng)濟(jì)效益，也能保證基坑在正常施工的環(huán)境下，不對(duì)周邊建筑物設(shè)施和環(huán)境的安全使用起到根本性的影響。 10應(yīng)用實(shí)例 xxx標(biāo)段地下車庫(kù)基礎(chǔ)工程,總建筑高21.9m，基坑深5.2m.基坑底面積約9800m2,該場(chǎng)地靜止水位埋深為0.53.5m。本工程采用管井井點(diǎn)降水方案，方案設(shè)計(jì)基坑抽降地下水位從自然地面以下1.01.