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摘要：文章以天城大厦基坑降水工程为实例，依据工程勘查报告所提供的场地工程地质条件及地下水情况计算出基坑涌水量并设计抽水井，然后根据降水要求深度及土层渗透系数选择井点降水方法，确定井径、井深、单井涌水量及井数，并简要介绍了井点施工的过程。
关键词：基坑降水；井点降水；施工
一、工程概况
拟建的乾坤花园1#、2#住宅楼工程位于郑州市东北部，林科路与经一路交叉口档南角。该工程为4栋12层住宅楼及2个地下车库。1#、2#住宅楼宽分别为11.6米、12.3米，长74.0米。一层地下室，短肢剪力墙结构，基础埋深4.5米；地下车库宽34.6米，长74.0米，框架结构，最大柱网距为7.2×7.2米，基础埋深约5.6米，地下室与地下车库之间设有沉降缝。
二、工程地质水文条件
拟建场地属于黄河冲积平原，地形基本平坦。场地地下水类型为潜水，其补给来源主要为大气降水，地下水位埋深4.0米，年变幅2.0米左右。地下水质良好，对水泥砼无腐蚀作用，综合渗透系数K=0.5m/d。与降水有关地质情况如下：
地表第一层为杂填土，厚度约0.96米；第二层为含粉土，土颗粒粗，砂感强，厚度1.74米。第三层为粉土，粘粒含量高，厚度4.04米；第四层为粉质粘土，层厚1.10—2.80米。
三、基坑工程降水系统设计
（一）治水方案的选择
基坑降水方法很多，主要有轻型井点降水、喷射点降水、电渗井点降水、辐射井点降水、自渗井点降水、管井井点降水等，但各种方法都有一定的适用范围，应根据基坑的水文地质条件、基坑尺寸、基坑深度和基坑周边环境条件综合选取。
本基坑程场地地下水位较浅，基坑开挖较深，地下室基础挖深4.5m，水位降至-5.5m，地下车库基础挖深5.6m，水位降至-6.6m，水位降低幅度较大，基坑较宽，同时考虑7.5m以上含水层为潜水，下部为粘土隔水层，从土层可降性分析基坑安全和技术经济比较的角度看，采用全场周边轻型井点降水＋深部局部深井管井减压降水为本基坑的优化治水方案。
（二）轻型井点降水系统设计
根据基坑尺寸、基坑深度、水文地质条件和邻近基坑降水工程经验，沿基坑四周边线冲装轻型井点设备，井点管长度选用7.00m，滤水管长度为1.0m，井点管间距D=1.5m。基坑周长319米，每40米设置1套轻型井点，共用8套轻型井点环形布置。井点管埋设及平面布置详见图1。
（三）深井管井减压降水设计
1、基坑涌水量估算。根据场地水文地质条件、基坑尺寸、结合工程类比经验，采用潜水非完整井群降水“大井法”计算模型。
将有关参数代入上式计算，得基坑涌水量为：
根据计算结果，约需降水管井n=1.1Q/q，取n=6。
3、群井降水时过滤器淹没长度计算：
l′——过滤器淹没段长度（mm）；
n——管井数量；
Q——基坑总涌水量（m3/d）；
K——土层渗透系数（取0.5m/d）；
y——满足降深要区求下的含水层厚度（m）；
r0——管井间最大小间距（m)；
计算得l′=8.8m 群井抽水时管井单井出水量：
这一结果能满足要求，而且26.4m3//h属于常规潜水泵的流量要求。
4、基坑地下水降深预测：
Q——基坑总涌水量（m3/d）；
K——土层渗透系数（取0.5m/d）；
H——潜水层含水层厚度（取18m）；
n——管井数量；
R0——R0=R+r0；
R——基坑影响半径(m)；
把（x1、x2、x3、x4、x5、x6）代入上式得Sy=7.95m满足要求，但是考虑到设计时参数取的是经验值，难免有所出入，因此建议先打一口抽水井，看抽水效果，然后确定实际所需的降水井数量。降水井的深度，从满足降低水位目的情况下尽量少抽水的思想出发，根据计算结果、场区实际地质条件和工程类比经验，降水管井深度取22m，管径400mm。
四、基坑降水工程施工组织设计
（一）轻型井点施工工艺
1、准备工作。做好轻型井点施工前的一切准备工作，包括井点设备，动力、水源及必要的材料准备，排水沟的开挖。
2、井点系统的埋设。埋设井点管的程序是先排放总管，再埋设井点管，用弯联管将井点管与总管接通，然后安装抽水设备。井点管的埋设采用水冲法进行，并分为冲孔与埋管两个过程。冲孔直径一般为300mm，以保证井管四周有一定厚度的砂滤层。冲孔深度宜比滤管底深0.5m左右，以防冲管拔出时部分土颗粒沉于孔底而触及滤管底部。井孔冲成后立即拔出冲管插入井点管，并在井点管与孔壁之间迅速填灌砂滤层，以防孔壁塌土。
3、轻型井点的使用。井点系统全部安装完毕后，需进行试抽，以检查有无漏气现象。开始抽水后正常的排水是细水长流，出水澄清。时抽时止，滤网易堵塞，也易抽出土颗粒，使水混浊。井点运行后要求连续工作，应准备双电源。
4、轻型井点的拆除。地下工程完工并进行回填土后，方可拆除井点系统。
5、轻型井点施工程序。清理施工现场→放基坑开挖轮廓线→第一次土方开挖1.5米→布置轻型井点→降水5－7天→基坑开挖至标高→垫层结构施工→地下室结构施工→主体结构稳定后防水层施工→回填土→轻型井点停止抽水→拆除退出施工现场。先在10米长?准219钢管下部，距底部1米上部管壁加工6排?准12的小孔，加工部分为3米长，加工好后在孔外面缠上20目的钢纱网，再加缠100目的滤网，底部堵实。
6、轻型井点施工质量保证措施。（1）井点管路安装必须严密，空运转时的真空度应大于93Kpa。（2）在安装前应将井点系统全部管路的管内铁锈、淤泥等杂物除净并加保护。下井点管前必须严格检查滤网，发现破损或包扎不严密应及时修补。（3）井点冲孔深度应比滤管底端深0.5m以上，冲孔直径应不小于300mm。单根井点埋设后要检查它的渗水能力，一套井点埋设后要及时试抽，全面检查管路接头安装质量、井点出水情况和抽水机组运转情况，发现问题应及时处理。对始终抽出浑浊水的井点必须停止使用。
（二）深井降水管井井点施工工艺
1、降水管井井点布置。场区降水井点的布置应考虑以下几个原则：（1）必须确保基坑内每一点的降深均满足设计要求；（2）尽量避开承台、地梁的位置；（3）便于布设排水管道；（4）尽量减少因基坑降水对周围环境造成不利影响。综合考虑上述原则，共布置管井井点16口。
2、降水井的技术要求。管井井管在隔水层为实管，在含水层为花管，实管和花管直径均为?准300，实管与井壁之间填粘土球，花管与井壁之间填滤料，上部粘土封孔。滤水管制作滤水管是井点降水系统的重要组成部分。滤水管长度1.5m，滤管上的孔眼直径为15—20mm；孔眼间距为30—40mm；滤网做法：（1）先缠一层纱网，再在外面包一层无纺布，最后用铁丝扎紧。（2）边疆缠2—3层纱网，然后用铁丝扎紧。
总之，纱网孔隙应满足：d0<2d50。式中d0为纱网孔格的间距；d50为含水层颗粒50%的直径。（3）注重滤料的选择，严格控制滤料直径，滤料的颗粒尺寸控制在：5d0≤D50≤10d50或D50=(6—7)d50。式中D50为滤料直径；d50为含水层颗粒50%直径；一般滤料可选1—3mm为宜；单井抽水含砂量不超过1/50000。
五、基坑降水工程施工监测与保证措施
（一）降水监测的内容
降水过程中，监测内容包括：地下水水位的变化及平面扩展趋势；单井水管及基坑总出水量随时间而变化；周边地面建筑物的沉降变形。
（二）监测与管理
1、降水开始前，所有抽水井、观测井统一时间联测静水位，量测基准点。
2、5—10天内，要求每天早晚各观测一次水位、流量，以后改为每天观测一次，并作好记录。进入雨季或出现新的补给源时，增加观测次数。
3、观测记录应及时整理，绘制Q—t及S—t关系曲线图，分析水位下降趋势与流量变化，预测水位下降达到设计要求的时间。
4、根据抽水情况，研究降水设计的可靠程度或提出调整措施。
5、为保证降水质量和效果，维持降水机械正常运行，确保施工质量，保证不间断供电。
6、工地上要有充分的备用设备，发生问题及时抢修，直至工程结束。
六、结语
基坑降水于2003年10月18日开始，至10月22日地下水降至6.8m，然后基本稳定在6.7—7.2m，达到设计目的。基坑总涌水量，在排水沟内用浮标法测得涌水量为3080—3170m／d，与预测涌水量基本吻合。基坑开挖于2003年10月28日开始，于2004年2月5日结束。由于降水较好，基坑开挖较顺利，坑内土较干。
本次降水工程达到了设计、施工要求，取得了较明显的效果，在干作业条件下顺利完成了基坑开挖。
参考文献：
1、TJ27－78，供水水文地质勘察规范[S].
2、CJJ10－86，供水管井设计施工及验收规范[S].
3、黄强.深基坑支护工程技术[M].中国建材工业出版社,1995．
（作者单位：黄武，浙江省地球物理技术应用研究所；刘峰涛，西安勘察设计研究院；陈超超，华东有色金属勘查局805队）
注：“本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文。”
关键词：基坑降水；井点降水；施工
一、工程概况
拟建的乾坤花园1#、2#住宅楼工程位于郑州市东北部，林科路与经一路交叉口档南角。该工程为4栋12层住宅楼及2个地下车库。1#、2#住宅楼宽分别为11.6米、12.3米，长74.0米。一层地下室，短肢剪力墙结构，基础埋深4.5米；地下车库宽34.6米，长74.0米，框架结构，最大柱网距为7.2×7.2米，基础埋深约5.6米，地下室与地下车库之间设有沉降缝。
二、工程地质水文条件
拟建场地属于黄河冲积平原，地形基本平坦。场地地下水类型为潜水，其补给来源主要为大气降水，地下水位埋深4.0米，年变幅2.0米左右。地下水质良好，对水泥砼无腐蚀作用，综合渗透系数K=0.5m/d。与降水有关地质情况如下：
地表第一层为杂填土，厚度约0.96米；第二层为含粉土，土颗粒粗，砂感强，厚度1.74米。第三层为粉土，粘粒含量高，厚度4.04米；第四层为粉质粘土，层厚1.10—2.80米。
三、基坑工程降水系统设计
（一）治水方案的选择
基坑降水方法很多，主要有轻型井点降水、喷射点降水、电渗井点降水、辐射井点降水、自渗井点降水、管井井点降水等，但各种方法都有一定的适用范围，应根据基坑的水文地质条件、基坑尺寸、基坑深度和基坑周边环境条件综合选取。
本基坑程场地地下水位较浅，基坑开挖较深，地下室基础挖深4.5m，水位降至-5.5m，地下车库基础挖深5.6m，水位降至-6.6m，水位降低幅度较大，基坑较宽，同时考虑7.5m以上含水层为潜水，下部为粘土隔水层，从土层可降性分析基坑安全和技术经济比较的角度看，采用全场周边轻型井点降水＋深部局部深井管井减压降水为本基坑的优化治水方案。
（二）轻型井点降水系统设计
根据基坑尺寸、基坑深度、水文地质条件和邻近基坑降水工程经验，沿基坑四周边线冲装轻型井点设备，井点管长度选用7.00m，滤水管长度为1.0m，井点管间距D=1.5m。基坑周长319米，每40米设置1套轻型井点，共用8套轻型井点环形布置。井点管埋设及平面布置详见图1。
（三）深井管井减压降水设计
1、基坑涌水量估算。根据场地水文地质条件、基坑尺寸、结合工程类比经验，采用潜水非完整井群降水“大井法”计算模型。
将有关参数代入上式计算，得基坑涌水量为：
根据计算结果，约需降水管井n=1.1Q/q，取n=6。
3、群井降水时过滤器淹没长度计算：
l′——过滤器淹没段长度（mm）；
n——管井数量；
Q——基坑总涌水量（m3/d）；
K——土层渗透系数（取0.5m/d）；
y——满足降深要区求下的含水层厚度（m）；
r0——管井间最大小间距（m)；
计算得l′=8.8m 群井抽水时管井单井出水量：
这一结果能满足要求，而且26.4m3//h属于常规潜水泵的流量要求。
4、基坑地下水降深预测：
Q——基坑总涌水量（m3/d）；
K——土层渗透系数（取0.5m/d）；
H——潜水层含水层厚度（取18m）；
n——管井数量；
R0——R0=R+r0；
R——基坑影响半径(m)；
把（x1、x2、x3、x4、x5、x6）代入上式得Sy=7.95m满足要求，但是考虑到设计时参数取的是经验值，难免有所出入，因此建议先打一口抽水井，看抽水效果，然后确定实际所需的降水井数量。降水井的深度，从满足降低水位目的情况下尽量少抽水的思想出发，根据计算结果、场区实际地质条件和工程类比经验，降水管井深度取22m，管径400mm。
四、基坑降水工程施工组织设计
（一）轻型井点施工工艺
1、准备工作。做好轻型井点施工前的一切准备工作，包括井点设备，动力、水源及必要的材料准备，排水沟的开挖。
2、井点系统的埋设。埋设井点管的程序是先排放总管，再埋设井点管，用弯联管将井点管与总管接通，然后安装抽水设备。井点管的埋设采用水冲法进行，并分为冲孔与埋管两个过程。冲孔直径一般为300mm，以保证井管四周有一定厚度的砂滤层。冲孔深度宜比滤管底深0.5m左右，以防冲管拔出时部分土颗粒沉于孔底而触及滤管底部。井孔冲成后立即拔出冲管插入井点管，并在井点管与孔壁之间迅速填灌砂滤层，以防孔壁塌土。
3、轻型井点的使用。井点系统全部安装完毕后，需进行试抽，以检查有无漏气现象。开始抽水后正常的排水是细水长流，出水澄清。时抽时止，滤网易堵塞，也易抽出土颗粒，使水混浊。井点运行后要求连续工作，应准备双电源。
4、轻型井点的拆除。地下工程完工并进行回填土后，方可拆除井点系统。
5、轻型井点施工程序。清理施工现场→放基坑开挖轮廓线→第一次土方开挖1.5米→布置轻型井点→降水5－7天→基坑开挖至标高→垫层结构施工→地下室结构施工→主体结构稳定后防水层施工→回填土→轻型井点停止抽水→拆除退出施工现场。先在10米长?准219钢管下部，距底部1米上部管壁加工6排?准12的小孔，加工部分为3米长，加工好后在孔外面缠上20目的钢纱网，再加缠100目的滤网，底部堵实。
6、轻型井点施工质量保证措施。（1）井点管路安装必须严密，空运转时的真空度应大于93Kpa。（2）在安装前应将井点系统全部管路的管内铁锈、淤泥等杂物除净并加保护。下井点管前必须严格检查滤网，发现破损或包扎不严密应及时修补。（3）井点冲孔深度应比滤管底端深0.5m以上，冲孔直径应不小于300mm。单根井点埋设后要检查它的渗水能力，一套井点埋设后要及时试抽，全面检查管路接头安装质量、井点出水情况和抽水机组运转情况，发现问题应及时处理。对始终抽出浑浊水的井点必须停止使用。
（二）深井降水管井井点施工工艺
1、降水管井井点布置。场区降水井点的布置应考虑以下几个原则：（1）必须确保基坑内每一点的降深均满足设计要求；（2）尽量避开承台、地梁的位置；（3）便于布设排水管道；（4）尽量减少因基坑降水对周围环境造成不利影响。综合考虑上述原则，共布置管井井点16口。
2、降水井的技术要求。管井井管在隔水层为实管，在含水层为花管，实管和花管直径均为?准300，实管与井壁之间填粘土球，花管与井壁之间填滤料，上部粘土封孔。滤水管制作滤水管是井点降水系统的重要组成部分。滤水管长度1.5m，滤管上的孔眼直径为15—20mm；孔眼间距为30—40mm；滤网做法：（1）先缠一层纱网，再在外面包一层无纺布，最后用铁丝扎紧。（2）边疆缠2—3层纱网，然后用铁丝扎紧。
总之，纱网孔隙应满足：d0<2d50。式中d0为纱网孔格的间距；d50为含水层颗粒50%的直径。（3）注重滤料的选择，严格控制滤料直径，滤料的颗粒尺寸控制在：5d0≤D50≤10d50或D50=(6—7)d50。式中D50为滤料直径；d50为含水层颗粒50%直径；一般滤料可选1—3mm为宜；单井抽水含砂量不超过1/50000。
五、基坑降水工程施工监测与保证措施
（一）降水监测的内容
降水过程中，监测内容包括：地下水水位的变化及平面扩展趋势；单井水管及基坑总出水量随时间而变化；周边地面建筑物的沉降变形。
（二）监测与管理
1、降水开始前，所有抽水井、观测井统一时间联测静水位，量测基准点。
2、5—10天内，要求每天早晚各观测一次水位、流量，以后改为每天观测一次，并作好记录。进入雨季或出现新的补给源时，增加观测次数。
3、观测记录应及时整理，绘制Q—t及S—t关系曲线图，分析水位下降趋势与流量变化，预测水位下降达到设计要求的时间。
4、根据抽水情况，研究降水设计的可靠程度或提出调整措施。
5、为保证降水质量和效果，维持降水机械正常运行，确保施工质量，保证不间断供电。
6、工地上要有充分的备用设备，发生问题及时抢修，直至工程结束。
六、结语
基坑降水于2003年10月18日开始，至10月22日地下水降至6.8m，然后基本稳定在6.7—7.2m，达到设计目的。基坑总涌水量，在排水沟内用浮标法测得涌水量为3080—3170m／d，与预测涌水量基本吻合。基坑开挖于2003年10月28日开始，于2004年2月5日结束。由于降水较好，基坑开挖较顺利，坑内土较干。
本次降水工程达到了设计、施工要求，取得了较明显的效果，在干作业条件下顺利完成了基坑开挖。
参考文献：
1、TJ27－78，供水水文地质勘察规范[S].
2、CJJ10－86，供水管井设计施工及验收规范[S].
3、黄强.深基坑支护工程技术[M].中国建材工业出版社,1995．
（作者单位：黄武，浙江省地球物理技术应用研究所；刘峰涛，西安勘察设计研究院；陈超超，华东有色金属勘查局805队）
注：“本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文。”