大口径降水井在基础施工中的应用

大口径降水井在基础施工中的应用

作者：石旭东

来源：《房地产导刊》2014年第11期

【摘要】地下水位较高的施工场地，选择怎样降水方法最为关键，采用大口径降水井方便快捷、安全可靠、经济合理、施工简单等特点，为保证施工质量、缩短工期、节约成本提供了有力保证，在很多场地均可采用该方法，而且降水设备可重复使用，有效减少了材料的浪费。 【关键词】大口径降水井 安全可靠 经济合理

随着社会的发展，科学技术的进步，土地资源的紧缺，高层建筑越来越多，对基础深度要求更高。但其整体工艺水平和技术未能跟上，存在很大的局限性，对施工效率和效益产生了一定的制约。

我勘察设计院通过多年的研究，对天水以及陇南地区地质情况的调查分析，研制出了大口井降水井。在基础施工过程中取得了良好的效果，此方案安全可靠、经济合理、施工简单等特点。具有显著的经济效益和良好的社会效益，有较高的推广价值。 一、概念及特点

1、大口径降水井：在施工场地布置直径约300mm的降水井，由滤水井管、循环泵、抽水管等设备组成。 2、特点

大口径降水井具有井距大、易于布置、排水量大、降水深、降水设备和操作工艺简单、操作技术容易掌握等特点。改变了往常的降水方法，减少了泥浆护壁等复杂的围护措施，而是利用直径为300mm的花钢管即起到滤水又起到围护的双层作用。大口径降水适用于土质为砂类土或圆砾层，地下水丰富、渗透系数大（20-250m3/d）、降水深、面积大、时间长的降水工程。

二、原理和方法 1、原理

“图一”为大口径降水井剖面图，降水井由人工成井和机械成井两部分组成，在地下水位以上采用人工成井，直径为800mm，地下水位以下利用机械成井下入φ300花钢管，然后在花钢管中下入潜水泵进行抽水，达到降低地下水位的目的。降水井深度的确定主要由以下几个因素决定：

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①、拟建场地的地质情况，主要内容包括：土层结构、颗粒组成、含水层、容重、孔隙比、土的抗剪强度、地下水的来源、标高、流向、土的渗透系数、抽水影响半径及地下水的性质等等。

②、基础降水面积、形状、基础底深度、工程要求的降深。

③、降水工程周围的自然环境，降水对邻近建筑物、构筑物的影响与防治措施。 2、方法及步骤

①、人工成井部分：根据降水井布置图，定点放线，在挖井处用1：2.5水泥砂浆砌筑直径为800mm的井圈，井圈高300mm、深300mm，防止地表水的流入以及井边的坍塌。然后进行开挖，挖至地下水位处，停止人工开挖，进入下一道工序，进行机械成井。

②、机械成井第一步：利于钻机将φ300花钢管吊入井中，然后用钻机上的套管对井底的土、砂进行挖掏，挖至有坍塌时停止挖掏，将钻机上的套管改为直径φ600的重锤，将φ300花钢管打入井下。

③、机械成井第二步：在第一步的基础上，再将重锤换为套管，进行掏挖，重复第一步的操作，直到钢管下至设计深度为止。

④、洗井：先在花钢管中注入清水，然后将橡皮活塞锤放入花钢管，对花钢管中的水施加一定的压力，钢管中的水从滤水孔中被压出，往复几次，即可将钢管滤水孔中的泥砂冲洗干净，使降水效果更加明显，达到洗井目的。

洗井活塞为自己研制的简易装置，活塞安装在重二锤上，活塞是在钻杆上装一块直径为300的橡皮，橡皮用两个直径不同的钢板固定，钢板用螺栓连接，方便橡皮的更换，活塞尺寸见活塞平面图和剖面图。 三、工程实例

清水县上邽乡第六初级中学综合楼办公楼，为六层框架结构，长为45.00米，宽为12.00米，其平面形状呈矩形，基础形式设计为井桩，井桩深约7.0m。地质情况为：场地地层自上而下依次分别为①杂填土层，该层层厚为1.50～2.20米；②素填土层，该层层厚为3.50～4.20米；③圆砾层，一般粒径2.30～6.20mm，最大粒径80mm，小于0.075mm的细粒土含量占总土重的6.00%～17.00%，渗透系数65m/d。该层层厚为10.8～11.5米。④、泥岩层，本次勘察未揭穿该层，勘察期间测得静止地下水位埋深为4.70～5.64米，地下水的流向为自东向西。 ①、矩形基础等效半径计算： r0=0.29（a+b）=0.29（45+12）=16.5m

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②、降水井影响半径计算： =153.1m

③、基础涌水量的计算： ④、单井出水量：

q=FV=απDH×Ki=0.6×3.14×0.35×11.5×65×1 =492.9m3/d

⑤、井点数量的确定与布置

一个场地井点数量的确定，主要取决于该场地总的涌水量和单井的出水量，以上面清水县上邽乡第六初级中学降水的实例来计算井点数量的确定与布置。 ①、求井点数n ②、求井点间距a

通过上面的实例，降水井总共布置了11个，降水间距为10.4m，降水用了12天，水位下降了3.5m，缩短工期10天，节约降水费用3.6万元，保证了施工的顺利进行。 四、经济效益和社会效益

大口径降水井在基础施工中应用较为广泛，具有良好的经济效益和社会效益。与其他降水方案相比，有诸多优点；施工简便、降水效果明显、出水量大、安全可靠、费用低廉、机械设备简单、施工工期短。该方案比其他降水方案节约成本约30%，是施工降水方法中的优选方法。

五、降水施工时应考虑的因素

1、布井时，应遵循周边多、中间少；在地下水补给的上游多、下游少的原则。 2、布井时应根据地质报告，使钢管滤水器部分能处在较厚的砂卵层中，避免处于粘土中，从而影响降水井的出水能力。

3、成井施工达到设计深度后，宜多钻进1—2m，避免因洗井不及时泥浆沉淀过厚，增加洗井的难度，洗井应及时。

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4、选择水泵时应与降水井的出水能力相匹配，水泵小时达不到降水要求；水泵大时，抽水不能连续，一方面增加维护难度，另一方面对地层影响较大。一般可以准备大中小几种型号的水泵，在现场根据实际进行调配。

5、降水期间应对抽水设备和运行状况进行维护检查，每天检查不应少于3次，并应观测记录水泵的出水等情况，发现问题后及时处理，使抽水设备始终处于正常运行状态。应有一定的备用设备，做到对有问题的设备能够及时更换。

6、降水施工前，应对因降水造成的地面沉降进行评估分析，如分析出沉降过大时，应采取必要处理措施。

7、降水时应对周围建筑物进行观测，首先在降水影响范围外建立水准点，降水前对建筑物进行观测，并进行记录。降水开始阶段每天观测三次，进入稳定期后，每天至少观测两次。 参考文献

[1]《建筑桩基基础支护技术规程》（JGJ120-99） [2]《建筑与市政降水工程技术规范》（JGJ/T111-98） [3]《井点降水设计与施工》 陈幼雄 [4] 江正荣，《建筑施工计算手册》。

[5] 陈幼雄《井点降水对邻近建筑物的影响及预防措施》，1988年