深井施工

资讯介绍:深井降水是在基坑开挖前，根据基坑面积大小、涌水量等因素，预先在坑内、坑外或坑内外结合，布设一定数量的管井，在管井内安装深井泵，抽取地下水，达到降低基坑内的地下水位，以利于地下室在干燥条件下顺利施工的工艺方法。

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深井施工方案

1、前言

在南通地区的地下工程施工，为降低地下水位，现多采用深井降水为主，辅以轻型井点加强降水。深井降水能够大面积的降低其周围的地下水位（影响半径为15m~30m），在降低地下管线施工时的地下水位的同时，也降低了道路路床下的地下水位，因而能使路基快速的成型，达到施工规范和设计的要求，减少工期，降低生产成本；同时也有效的降低了在施工中最麻烦的由于连续降雨而带来的一系列的后遗症。为保证新工艺的正确使用，确保工程质量，特制定此施工工法，以利工程实施。

2、工法原理

深井降水是在基坑开挖前，根据基坑面积大小、涌水量等因素，预先在坑内、坑外或坑内外结合，布设一定数量的管井，在管井内安装深井泵，抽取地下水，达到降低基坑内的地下水位，以利于地下室在干燥条件下顺利施工的工艺方法。

3、工法特点

  3.l  降水效果明显、影响范围较大。

 3.2  施工机具简单多样，便于选择。

 3.3  管理及维护方便、低消耗。

4、适用范围

4．l  本工法适用于涌水量较大，渗透系数较大，长江流域下游结构地层的房屋基坑及道路管道沟槽降水。

4．2  本工法对长时间、深基坑及工作面较大尤为适用。

5、深水井设计（以基坑为例）

5.1计算思路

第一步将基坑进行等效化为一口大井，第二步确定基坑总的涌水量，第三步确定单井出水量，第四步确定井的数量。

5.2参数的确定与计算

　5.2.1设计水位降深

　　水位降深在满足施工要求的时候，应尽量选择较小水位的降深，一般降到操作面下0.5m即可（有特殊要求的除外），这样可最大程度上避免降水对地层的影响，不至于造成地基承力的下降。

　5.2.2井深及井径的选择

　　要想使水位降低至操作面下，可以有两种途径，一种是加大井的直径和井的深度，即增大单井的落差，从而达到使最高水位降至操作面下0.5m.另一种通过均匀布井，控制单井的落差，使水位均匀降至设计要求。前一种布井少，对地层扰动大，如建筑物对地基要求高时，此方法不可采用，且此方法对原有建筑物也会带来较大的不利影响；后一种方法可能布井较多，但对地层扰动小，对原有建筑的危害也较小，因此条件允许时应优先选用后一种方法。另外井深还要考虑单井的出水量与自已现有的水泵配套。

　　井深主要是根据水位降深、所需要的单井出水能力、水泵的进水口的位置、含水层的厚度、及泥浆淤积深度等因素进行选择。

　　井径的选择要综合考虑以下几种因素：A、单井要求的出水量；B、水泵的直径；C、当地施工机械，及井管的规格，如选用市场常用的规格，价格可能会便宜对控制成本有益。

　  5.2.3渗透系数的选择

　　渗透系数是降水计算中重要的参数，此参数可以从地质报告中选取，但在大面积布井前，须重新验证，或者搜集附近的实际数据作为参考。

　  5.2.4含水层的厚度的取值

　　含水层的厚度也是一个重要的参数，但地质报告中一般不给出，如果没有地区经验，只能通过综合考虑以往施工经验和降水井的深度及地层的规律来确定。也可事先假定一个数值，按完整井模型，采用使含水层厚度按每1米的间隔递增，计算总的涌水量，然后按非完整井的模型，以同的方法计算总涌水量，最终你会发现，它们会有一个重合点，这样你可以利这一重合点，并结合以往经验综合确定含水层厚度。

　  5.2.5深井降水计算

　　深井单井计算较为简单，计算结果一般与实际较为吻合。但群井计算结果就千差万别（群井中单井的出水量）。由于降水时，一般要采用一个以上的井，降水井同时抽水时，互相形成干扰，无法以单井的计算来判断水位的降深，实际上这些井形成了干扰群井。群井总的涌水量计算公式，一般采用近似拟合得出，总涌量各个规范或者计算手册上所列公式的计算结果一般相差无几，且物理意义明确，很容易理解，具体施工时可以参看《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120-99）、《建筑与市政降水工程技术规范》（JGJ／T111－98）或者江正荣的《建筑施工计算手册》。降水施工中最重要的一环是确定单井的出水量。

 

　 　① 等效半径计算

　　矩形基坑： 式中：a、b——分别为基坑的长短边边长；

　　不规则块状基坑等效半径： 式中：ro——基坑的等效半径； A——基坑的面积

　  ② 降水影响半径

　　式中：R——降水影响半径； K——渗透系数； H——含水层的厚度；

　　③ 群井总涌水量

　　A、均质含水层潜水完整井计算公式

　　B、均质含水层潜水非完整井计算公式

　　式中：Q——基坑总的涌水量 ；S——设计水位降深

　　l——过滤器长度；

　 ④ 单井出水量

　　总涌量各个公式计算结果基本相同，且在实际施工中吻合较好，但单井出水量就难以确定。实际的单井出水量只能用所有井的平均值来代表。但在施工前无法知道平均值的情况怎么计算，方法有两个：第一在计算的基础上乘以一个小于1的系数；第二统计以往工程的数值对计算结果进行修正，修正时结合适时季节及雨量。

⑤ 管井数量确定

　　用总的涌水量除以单井出水量，再加以一定的富余系数即可确定，且此富余系数一般不小于1.1.

⑥ 布井原则

深井一般沿基坑周围离边坡上缘2米左右环形布置，施工允许的情况也可在基坑中布置一部分井（这样降水效果更好），井点应深入透水层6-9米，通常应比所需降水的深度深6-8米，井距一般为10-15米，井距太大时降水效果不好，如果计算出的数据使井间距大于15米，一般要进行修正。这其中还要考虑到有些水泵坏时，维修的间隔不能给附近水位造成过大的提升，也就是说要有一定的富余度。

6、 深水井的施工
6.1 工艺流程（见下图）

6.2施工要点

 6.2.1成孔施工机械设备选用GPS-10型工程钻机及其配套设备，或较浅的深井可采用人工三角支架钻进。采用正循环回转钻进泥浆护壁的成孔工艺及下井壁管、滤水管，围填填滤、粘性土等成井工艺。          

6.2.2测放井位：根据降水平面布置图测放井位，当布设的井点受地面障碍物或施工条件的影响时，现场可作适当调整；

    6.2.3埋设护口管：护口管底口应插入原状土层中，管外应用粘性土和草辫子封严，防止施工时管外返浆，护口管上部应高出地面0.10m～0.30m；

    6.2.4安装钻机：机台应安装稳固水平，大钩对准孔中心，大钩、转盘与孔的中心三点成一线；

6.2.5钻进成孔：疏干井开孔孔径为φ500mm，一径到底。钻进开孔时应吊紧大钩钢丝绳，轻压慢转，以保证开孔钻进的垂直度，成孔施工采用孔内自然造浆，钻进过程中泥浆密度控制在1.10～1.15，当提升钻具或停工时，孔内必须压满泥浆，以防止孔壁坍塌；

6.2.6清孔换浆：钻孔钻至设计标高后，在提钻前将钻杆提至离孔底0.50m，进行冲孔清除孔内杂物，同时将孔内的泥浆密度逐步调至1.10，孔底沉淤〈30cm，返出的泥浆内不含泥块为止；

 6.2.7下井管：井点管的滤网包扎一般可选用60目尼龙网布或铜丝布，包扎过程中拉紧、扎牢，下井管前要检查，有破损及时修补。

  6.2.8填滤料（中粗砂）：填滤料前在井管内下入钻杆至离孔底0.30m～0.50m，井管上口应加闷头密封后，从钻杆内泵送泥浆进行边冲孔边逐步稀释泥浆，使孔内的泥浆从滤水管内向外由井管与孔壁的环状间隙内返浆，使孔内的泥浆密度逐步稀释到1.05,然后开小泵量按前述井的构造设计要求填入滤料，并随填随测填滤料的高度，直至滤料下入预定位置为止；

6.2.9井口填粘性土封闭：为防止泥浆及地表污水从管外流入井内，在地表以下回填2.00m厚粘性土封孔；

   6.2.10安泵试抽：抽水与排水系统安装完毕，即可开始试抽水。 

   6.2.11排水: 洗井及降水运行时应用管道将水排至场地四周的

明渠内，通过排水渠将水排入场外市政管道中。

7、抽水运行

 7.1  降水井施工完成以后，进入正式抽水运行阶段，此阶段要求保证降水的连续性，主要措施是：

    7.1.l  保证供电不能中断，若市电停止供电，备用发电机要在30分钟内启动并网。

    7.1.2  制定严格的管理制度，每天三班值班，定期测量每口井的流量和水位。

    7.1.3  成立抢修小组，保证设备或管线有故障时能及时检修或更换。

7.2  观测

    7.2.1  定期观测水位变化，一是掌握水位是否达到要求的降深，以确定下一层土方可否开挖；二是防止水位超过需要的降深。

7.2.2  预先布置必要的水平位移及沉降观测点，定期观测场区周边的位移及沉降。

8、质量及安全要求

    8.l  每口降水井出水稳定后的含砂量达到二万分之一。

    8.2  每口降水井的出水量达到设计出水量，否则，该口井作废，并在其附近补井。

8.3  特殊工种人员需持证上岗。

8.4  电器设备应有漏电保护装置。

8．5  夜间作业应有足够的照明，雨季作业应配相应的劳保用品。

9、效益分析

实践证明，采用深井降水新技术，经济效益和社会效益显著。

9.1  经济效益显著

与其它人工降水，如井点降水技术相比，施工工期缩短，降水范围广、一次性降水深度大且能耗大幅降低。

9.2  社会效益显著

深井降水新技术的成功应用，解决了深基坑施工中的大面积，大深度，高标准降水难题，为建筑施工技术的发展起了积极的推进作用。

10、降水对周围环境的影响及其防范措施

　　在降水过程中，由于会随水流带出部分细微土粒，再加上降水后土体的含水量降低，使土壤产生固结，因而会引起周围地面的沉降，在建筑物密集地区进行降水施工，如因长时间降水引起过大的地面沉降，会带来较严重的后果。为防止或减少降水对周围环境的影响，避免产生过大的地面沉降，可采取下列一些技术措施：

　　10.1采用回灌技术：降水对周围环境的影响，是由于土壤内地下水流失造成的。回灌技术即在降水井点和要保护的建（构）筑物之间打设一排井点，在降水井点抽水的同时，通过回灌井点向土层内灌入一定数量的水（即降水井点抽出的水），形成一道隔水帷幕，从而阻止或减少回灌井点外侧被保护的建（构）筑物地下的地下水流失，使地下水位基本保持不变，这样就不会因降水使地基自重应力增加而引起地面沉降。

　　10.2采用砂沟、砂井回灌：在降水井点与被保护建（构）筑物之间设置砂井作为回灌井，沿砂井布置一道砂沟，将降水井点抽出的水，适时、适量排入砂沟、再经砂井回灌到地下，实践证明亦能收到良好效果。

　　10.3使降水速度减缓：在砂质粉土中降水影响范围可达80m以上，降水曲线较平缓，为此可将井点管加长，减缓降水速度，防止产生过大的沉降。亦可在井点系统降水过程中，调小离心泵阀，减缓抽水速度。还可在邻近被保护建（构）筑物一侧，将井点管间距加大，需要时甚至暂停抽水。

为防止抽水过程中将细微土粒带出，可根据土的粒径选择滤网。另外确保井点管周围砂滤层的厚度和施工质量，亦能有效防止降水引起的地面沉降。

11、工程实例

南通九龙城大厦高90米，25层，地下室2层，基坑开挖面积约3000平方米，主楼大面积挖深约12米，二个电梯井挖深约13米。

该工程地处长江一级阶地上，地表以下5米为粉质沙土为主的承压含水层，此层水量丰富，承压水静止水位在地表下2－3米，并与长江有水力联系，渗透系数从上至下随砂粒逐渐变粗而增大。

在该工程中，布设12眼，深度25~30米的完整井，同时布设共2眼观测井以观测降水情况，为减小周围沉降危害，拟同时采用回灌技术。

通过抽水试验显示：含砂量远小于1／20000，单井涌水量大于80m3／h，深井质量达到国标要求。降水运行阶段，运用严格、科学的管理制度及维护措施，在深基坑施工中，基坑内地下水位控制在标准要求范围内，使坑内始终保持干燥状态，经对周围建筑物的沉降观测表明：沉降量仅为2‰左右，保证了地下工程的圆满完成。