基坑管井井点降水施工工法

1、建筑基坑管井井点降水施工工法丄 、八1 前 言在地下水位以下的含水丰富的土层中开挖大面积基坑时， 采用一 般的明沟排水方法，常会遇到大量地下涌水，难以排干。当遇到粉、 细砂层时，还会出现严重的翻浆、冒泥、流砂现象，不仅使基坑无法 挖深，而且还会造成大量水土流失， 使边坡失稳或附近地面出现塌陷， 严重时还会影响附近建筑物的安全， 当遇到有此种情况出现， 一般应 采用人工降低地下水位的方法施工。管井井点排水作为人工井点降水方法中的一种， 因其具有设备简 单，施工方便， 降水量大等特点已成为地下水位丰富的建筑基坑降水 的常用方法。 掌握该方法在项目上的应用， 不仅可使公司相关技术人 员掌握建筑基坑降

2、水排水上的一门常用的施工方法， 而且也可丰富钻 前工程上的降排水的施工途径。2 特点管井井点又称大口径井点。 它具有排水量大 ,抽水效果好 ,施工井 点少,各井点相互独立 , 设备简单；而且，井点降水可大大改善施工操 作条件，提高工效，加快施工进度，工程费用较低等特点 , 是人工降 低地下水位中被经常采用的降水方式。3 适用范围管井井点降水的施工方法适宜于在含水层的渗透系数在1.0200m/d范围内的,地下水比较丰富的地区。因其单眼井排水量大、可 由浅到深进行动态降水， 该方法可适用各种水文地质条件， 可降低的 水位深度达 3 5m。4 工艺原理和设计概述 管井井点作为井点排水方法的一种， 是

3、在基坑开挖前， 沿开挖基 坑的四周、或一侧、两侧埋设一定数量深于坑底的井点滤水管或管井， 以总管连接或直接与抽水设备连接从中抽水， 使地下水位降落到基坑 底0.51.0m以下。4.1 工艺原理管井井点降水的工艺原理是用水泵将土中水分排除后，利用土体 中动水压力的减小或消除，大大提高了边坡的稳定性，边坡可放坡， 可减少土方开挖量；另外，由于渗流向下，动水压力向下，井点降水 法的实施可增加土颗粒间的压力使坑底土层更加密实； 因此，采用管 井井点降水法降低地下水位， 可使施工人员在无水干燥的条件下开挖 土方和进行基础施工。不但可避免大量涌水、冒泥、翻浆，而且即使 在粉细、粉土地层开挖基坑，也可防止流

4、沙现象的发生。4.2 设计概述 主要根据场区降水要求、降水范围、水文地质情况、场区外临近 建筑物等方面的资料 , 结合大口径钻孔桩成孔技术和水井成井技术进 行技术设计 , 设计步骤如下。4.2.1 单井设计 包括单井成井直径、成井井深、井身构造三个方面。1 成井直径 : 在设计时结合施工成井技术、 降水速度、 抽水机具的 下入,一般成孔直径为400700之间。2成井井深：以大于地下水降深底平面2 m4 m为宜。3 井身构造 : 目前一般采用钢管滤管、水泥滤管、钢筋笼滤管。4.2.2 降水场区井数确定根据开挖场区基坑面积、 设计井深和井径、 单井影响范围 , 求出整 个场区的排水量和单井排水量

5、, 来得出降水井数。降水井数的确定还 应考虑单井井距。4.2.3 降水井位的安排井位安排时主要根据开挖基坑外边缘结构考虑 , 当开挖基坑外边 缘有护坡桩时 , 降水井位置设计应距离护坡桩外边净距离 1. 0 m 1. 5 m; 无护坡桩时 , 其设计应考虑放坡坡度 , 并距离坡度上边缘 1. 5 m 左右即可。5 工艺流程和操作要点5.1 工艺流程5.1.1 管井井点降水的施工工艺流程见图 1.5.1.2 施工步骤1 测量防线，定好井位，按施工图放出井的中心点。2 以定好的井位点为中心，600mm为直径作圆，向下开0.50m 作为井口。3 用泥浆护壁冲击钻机向下钻孔，钻至要求深度。4成孔后，用

6、钻机卷扬机提升架安井管。将直径为300mn井管 下入孔内。井管接头采用焊接工艺。5 安装完井管后，在无砂滤水井管外侧与井壁之间填砾料。1 ）砾料应缓慢填入，防止冲歪井管，一次不可填入过多。2 ）接近井口 0.50m处，用粘土封严，以防地面水、雨水流入。6 成井完毕后，立即用空压机洗井活清水抽洗。1 ）将空压机气管及喷嘴放进井内，先洗上面井壁，然后逐渐 将水管下入井底。2 ）打开空压机，空气将快速经各管壁向井壁程漩涡状喷射， 借气水混合冲力迅速破坏泥浆壁，并将泥浆及细砂携带到井外，直至 水清砂尽。7 安放潜水泵，安装抽水控制线路，修筑排水沟及沉砂池。 成砂池采用C20混凝土底板，M5水泥砂浆砖砌

7、池壁，池壁内外两层 用防水砂浆抹灰一遍，水池内侧采用防水采用防水处理。8 试抽水。并检修漏水主管、翻转、不出水的水泵组。抽水采 用每井每泵排管（可采用3寸钢管）降水，地面排管集中到沉砂池， 抽出的水经过沉砂池过滤后，再集中排入市政管道中，沉砂。池制作 位置靠近城市管网接入口的下水道。9 正式抽水。测定每个管井初始水位、流量。10 日常监控图1工艺流程图施工操作要点1 管井井点设备的制作。 管井井点工作时 , 沿基坑周边每隔一定 距离设置一个管井 ,每个管井单独用一台水泵抽水 , 从而降低地下水 位。根据管井材料 ,可分为金属管井、 竹木管管井及混凝土管管井等。 目前施工中较为常用的是金属管井

8、, 它的过滤部分采用直径为 200mm 以上的钢筋焊接骨架，外缠锌铁丝，再外包孔为12mm的滤网，长约 2 3m,其管身直径为200500mm吸水管宜为50100mn的胶管或钢 管,抽水时其下端应沉入管井最低水位以下 ,必要时应装设逆止阀。 抽 水机械常采用 1020cm 的离心水泵 , 也可采用浸没式潜水泵或深井 泵等。2 管井井点的布置。沿基坑外围四周呈环形或沿基坑两侧或一侧 布置。井中心距基坑边缘距离 , 根据所用钻机及钻孔方法而定 , 当采用 冲击式钻机用泥浆护壁时为 0.51.5m。用套管法时不小于3m,管井 的施工深度和间距 , 根据需降水面积和深度以及含水层的深度系数等 因素确定

9、。3 管井的施工与使用。管井的渗水井管的施工 , 宜采用泥浆护壁钻孔法。 即在钻机钻孔的 同时向孔内投放泥浆 , 护住井壁 , 以免地下水渗出时造成塌孔。2）钻进成孔时， 尽量采取快速钻进 , 避免钻进时间过长 , 钻具对井 壁机械扰动和冲洗浸泡而造成坍孔、缩颈、泥皮过厚等不良现象 , 以 免影响成井降水质量和效果。同时 , 应根据地层合理选择技术参数 , 调整泥浆粘度和密度 , 在保证孔壁稳定的前提下 , 尽量降低泥浆的粘 度和密度 , 防止因泥浆过浓和失水量过大而影响渗透能力 ;3 ）钻孔直径应比管井外径大 150 250mm井管下沉前应清孔 并保持滤网通畅。井管与土壁之间用3 15mm的

10、砾石填充作为滤层。 地面下0.5m以上为黏土填充夯实。下井管时 , 严禁摆动 , 造成井壁的损坏和坍垮。井管下到设计孔深 位置后, 稍微向上拉伸提直 ,固定在孔口中心 ,使井孔与孔壁之间环状 间隙均匀合理 ,便于填砾, 提高单井出水率。5）填砾方面。 a. 砾料选择。选择时应根据场区内主含水层砂粒直 径和填砾技术要求 , 一般选择 1 mm8 mm 的混合砾料。 b. 投砾。投 砾时首先将冲孔器下入距井管内底端100 mm 200 mm , 冲洗液通过 冲孔器冲洗井管，并通过井管内外侧返回地面。在送水同时，向井管外 四周间隙内均匀投入混合砾料，砾料顶水而下，不易中途堵塞。随砾料 的不断投入，及

11、时向上提升冲孔器。砾料填至井口地表 2 m时,则投 砾结束,再用粘土分层填实至地表。6）抽水洗井方面。投砾结束后，及时下放潜水泵于井管内水位以下3 m5 m,迅速起动电源抽水，随水位不断下降，水泵也同时下 放,直至距井底0. 5 m左右为止。如此反复进行，直至抽出的水质洁 净、不含泥砂为止。7 ）抽水过程中，应经常检查机械部分。如电动机、传动轴、电流、电压等。并观测和记录管井内水位降深和流量。井管用完后，可用人字拔杆，倒链将井管拔出，以备再用。所留孔洞用砂砾填充夯实。6材料和设备管井井点降水施工主要涉及的土建材料有制作吸水管的直径为50100mnt勺钢管（或者塑料管），直径为 200mn上的钢

12、管、塑料管 或混凝土管。用做焊接滤水管的 14钢筋，外包孔眼为12mn滤网。 用于建造排水的混凝土管或 PVC管材，水泥砂浆，防水剂等等。由井点管、连接管、排水主管及抽水设备组成的井点设备见表1.表1序号设备名称规格单位数量1钢绳冲击钻机CZ-22G台依具体工程量2潜水泵QY23.0套同上3动力总配电箱200KW个同上4动力分配电箱70kw个同上5水泵用开关箱5kw个同上6空压机5m台同上7劳动组织及安全7.1降水施工管理及劳动力组织降水施工管理人员组成见表2.表2工种职责主任负责现场打井总协调，打井分包队伍的管理，井 料质量的控制和验收。技术员负责施工方案的编制现场负责人负责打井分包队伍的现

13、场管理，打井质量的控制。安全、洗井负责人负责现场施工的安全工作、安排洗井作业。打井队负责人负责安排打井作业，管理打井队日常工作。机械工、降水工负责洗井、现场降水设备安装、维护，更换坏泵打井工负责打井工作，钻孔、下井管、井料电工负责电箱、水泵接线，现场临电、电箱的维护劳动力力安排见表3.（数量是以10工程实例的工程量为参考）表3工种管理人员电工机械工打井员降水工人数312627.2施工安全保证措施1现场配备专职人员、质检员、施工员负责施工现场安全检查。2严格按照安全规范用水、用电、机械操作。3操作工、电焊工、电工等严格按照相关操作规程操作，持证 上岗。4所有施工人员及操作人员进场后，均必须进行安

14、全及技术交 底。5现场监测与控制。1 ）正常出水规律为“先大后小，先混后清”。为防范抽水带走土层中的细颗粒，在降水时要随时抽出的地下水是否有混浊现象。抽出的水中泥沙含量过大不但会增加周围的沉降，而且会使井管堵塞， 井点失效。2 ）降水必然会形成降水漏斗，从而造成周围地面的沉降，建立 沉降系统观测网，定期进行水位沉降观测。以便及时了解沉降对周围 环境的影响，如果沉降较大应及时采取补救措施。3 ） 井点降水对周围建筑物造成沉降是由于地下水流动的原 因，可采用以下措施预防。a. 减缓降水速度。 在临近被保护的建筑物一侧注意观测水位， 适 时间隔井位抽水，必要时尚需设置回灌井点。b. 防止将土粒带出的

15、措施。确保井点管周围砂滤层厚度和施工质 量，井点管上部 0.50m 范围内用粘土封死，亦可防治土粒带出。管井 在卵石层内才开始采用缠丝滤水管，上部砂层内仍用光壁混凝土管， 可有效阻隔砂层进入管井。 同时，滤水管进水空隙尽量控制砂层涌出 的程度。c. 整个降水过程应由业主委托第三方专业单位进行基坑及周边建 （构）物的变形观测工作， 一旦出现不利于建筑物稳定的变形，及时 采取措施进行补救，以免造成不良后果。d. 为保证基坑的安全，沉砂池及排水管道应严格防渗防漏。8 质量要求8.1 降水质量要求1 井管必须直立于井中心，上端应保持水平。2 精的顶角偏斜不得超过 1 度，以保证泵组上下井道通畅。3 每

16、打完一口井要用量测井深，以保证井深偏差w 20cm4 成孔孔径600mm偏差w 10cm.5 吊放井管，检查管内外是否有杂物、 粘土，以防止影响透水性。6 洗井后的泥沙量控制在 10以内。7 做好成井工序交接验收记录。8.2 抽水期间质量控制1 抽排水管线安装完毕，试抽水时有漏水。气现象要及时检修。2 如有泵不上水的现象，要及时检修、更换。3 及时了解抽水情况， 以防止无水干转烧坏， 根据施工要求确定 启动和暂不抽水井点数量。8.3 降水后质量控制1 降水完毕后， 应根据工程结构特点和土方回填进度， 陆续关闭 及拨出井点泵组。 土中所留的孔洞应立即砂土填实。 如果地基有坑渗 等要求时，孔口应按

17、有关要求填塞。2 拆除井点应自底层开始，在下部井点拆除期间，上部井点应继 续抽水。9效益分析管井井点降水是人工强制性降水中针对丰富地下水的降排较为 普及的施工方法，前景广阔。设备构造简单，施工方便，不仅能大大 改善施工操作条件，提高工效，加快施工进度，而且在同等人工降水 方式中具有工程费用较低等特点。以同样适用于涌水量较大，降水较 深的深井井点降水比较，以工程实例xx为例，可节约造价约25万元， 由此可见，根据工程的具体情况，正确的选用合理的人工降水方式， 不仅将取得良好的经济效益，也能保证基坑在正常施工的环境下， 不 对周边建筑物设施和环境的安全使用起到根本性的影响。10应用实例xxx标段地下车库基础工程，总建筑高21.9m,基坑深5.2m.基坑底 面积约9800点该场地静止水位埋深为0.53.5m。本工程采用管井井 点降水方案，方案设计基坑抽降地下水位从自然地面以下 1.01.5m, 降至自然地面以下7.5m。按相关数据分析计算，并结合场地实际降水 方案，该方案沿建筑基坑布置降水井24 口 （见右图