如何控制大口徑深井降水的降水深度

摘要：為了使水位降低到表面下的操作，有兩種方式，一是擴大的直徑和深度，提高單井的壓降，從而達到最高水位下降的要求。另外通過均勻控制單井落，也可使水位均勻發(fā)生改變滿足設(shè)計要求。前一種布井少，對地層擾動大，如建筑物對地基要求高時，此方法不可采用（除非施工后注漿），且此方法對原有建筑物也會帶來較大的不利影響；后一方法布井可能更多，但不干擾到地面，損壞的原來的建筑也小，因此在條件許可的情況下應(yīng)優(yōu)先選擇后者的方法。此外，井深也考慮了單井的出水量和現(xiàn)有的水泵配套。本文以具體實例探究了深井施工過程中，如何控制大口徑深井降水的降水深度以及控制效果分析。

關(guān)鍵詞：大口徑；深井降水；降水深度；控制分析

1工程概況

本工程2#人防地下室±0.000相當(dāng)于黃海標(biāo)高101.30m，本場地自然地坪絕對標(biāo)高為99.80m（局部100.70m），基坑挖深在4.95m，承臺、電梯井挖深在5.8m左右。本地下室長約243m，最大寬約為85m，開挖面積約為23000㎡。

3深井施工

3.1定線放樣

對業(yè)主提供的控制樁進行交接檢驗，并做好記錄；聯(lián)系集團測量組，進行導(dǎo)線設(shè)置，根據(jù)控制樁在道路上每隔100米設(shè)立一處臨時水準(zhǔn)點以及管道軸線控制樁，并將各污水檢查井的井位標(biāo)出。各樁位應(yīng)設(shè)立牢固并采取保護措施，必要時設(shè)立護樁保護。完成后進行復(fù)核，合格后備用。

3.2井點降水

因降水會引起周圍地面沉降，因此，在降水施工前將地面建筑物及構(gòu)筑物進行全面排查。我們認為在降水后，地面會均勻沉降，對附近廠區(qū)里的地下管線的影響較小。但考慮到降水的影響半徑預(yù)計會有18米，離井點管較近的地下管線及他們的檢查井可能會存在局部的不均勻沉降，我們將按實際情況對其進行加固及維修。

井點管的設(shè)置根據(jù)開挖面我們設(shè)置在新建污水管線西側(cè)約3米處，口徑為φ315，呈線形平行于新建污水管道布置比較合適，井點深度以18米為妥，計劃在每只新建污水檢查井東側(cè)設(shè)置1口井，每井段長度的中間位置設(shè)置1口井，總的布置依據(jù)為平均井位間距為18米。具體施工于管道鋪設(shè)前7天進行施工，溝槽開挖前抽水時間不少于5天。

每10只管井162米施工長度為1組，計劃設(shè)置4組，管井成孔直徑600mm，井管采用φ400mm雙壁波紋管，沿管長方向設(shè)φ10@50圓孔，管壁外包雙層40目不銹鋼鐵絲網(wǎng)，管壁與孔壁之間充填150厚中粗砂，管井必須在基坑開挖前七天進行抽水，所有管井一旦開通不得停息。當(dāng)1組管井長度旁所在的管道安裝、回填完畢后方可停抽，再進入下一組管井的施工。地表外的面水、施工排水，采用基坑周邊地面設(shè)的貫通的排水溝，把地表水引至集水坑，沉淀后再用水泵排入污水泵站。

4控制大口徑深井降水的降水深度

本基坑四周采用全封閉式圍護，已基本隔斷了基坑開挖深度范圍內(nèi)地下水與外圍地下水的水力聯(lián)系，因此不考慮周圍地下水的補給，只需將基坑內(nèi)地下水位降低至設(shè)計要求。根據(jù)本場地的水文地質(zhì)條件、工程設(shè)計要求及基坑開挖與支護的特點，本方案采用真空管井降水來達到本次降水的目的。

4.1基坑底板穩(wěn)定性驗算

根據(jù)勘察報告提供的資料，本場地不考慮承壓水對基坑底土體產(chǎn)生突涌破壞的可能性。

4.2基坑內(nèi)抽水量的估算

①地下水容積儲存量的計算：

計算式：W = μ·V 或 W = μ·A·h

式 中：W — 容積儲存量（m3）

V — 含水層體積（m3），V = 基坑面積A×降水深度h（即潛水靜止水位至基坑底板以下1.00m）；

μ— 含水層的給水度（粉砂與粘土給水度經(jīng)驗值 為 0.10～0.15）（供水文地質(zhì)手冊＼第二冊），本次根據(jù)上部土層的性質(zhì)?。害? 0.15。

a.基坑面積（A）計算

基坑面積A ≈8081m2。

b.降水深度（h）計算

h = 基坑平均深度8.5m + 1.00m - 靜止水位0.50m = 9m。

由上述參數(shù)計算地下水容積儲存量如下：

W = μ·A·h = 0.15×8081×9 ≈ 10909.35m3。

②基坑抽水量的確定原則

本基坑的出水量主要包括地下水的儲存量與降雨量，由于對降雨量目前無資料估測，且采用順做法施工，在短時期內(nèi)因降雨滲入地層內(nèi)的滲入量不會很多，因此，本次對基坑的抽水量確定、井?dāng)?shù)設(shè)計與抽水泵的選擇只考慮地下水的儲存量，對于降雨量的排出，采用明排水的施工措施來解決。

4.3坑內(nèi)降水井及觀測井?dāng)?shù)量的布置

①坑內(nèi)降水井

n = A / a井

式 中：n — 井?dāng)?shù)（口）；

A — 基坑降水面積（m2）；

a井— 單井有效抽水面積（m2）；根據(jù)我們的降水施工經(jīng)驗，在上海地區(qū)第⑤層以上的以粘性土為主的潛水含水層的特性單井有效抽水面積a井一般為100m2～250m2，本次取200m2。

即：n = A / a井 =8081/200≈ 41

擬定41口降水井

②水位監(jiān)測井

水位監(jiān)測井布置在利用坑內(nèi)降水井布置。

4.4坑內(nèi)降水井工作量設(shè)計結(jié)果分析

①由上述計算結(jié)果的數(shù)據(jù)如下

a 地下水容積儲存量W = 10909m3；

b 降水井41口；

②抽水量計算

單井出水量Q單= 1.1×24= 26.4m3

每天抽水量Q抽 =41×Q單=1082.4m3；

每天實際抽水量W抽為：

W抽 = Q抽×0.5（實際抽水時間、抽水量折算系數(shù)，為估算值）

=541.2m3

③抽水天數(shù)計算

抽水天數(shù) t= 總儲存量W ÷ 每天抽取的儲存量W抽

= 10909.35÷541.2 ≈ 20天

4.5降水控制效果

每間隔2-3小時抽一次，每次抽至干為止。（開始每間隔2小時抽一次，每次出水時間小于30秒時改為4小時抽一次）。抽水需要24小時派員值班，并作好抽水記錄，以掌握抽水動態(tài)。每日二次（間隔12小時）定時對觀察井進行水位觀察，水位觀察要在抽水前進行，并做好觀察記錄。井點使用時，基坑四周井點對稱、同時抽水，使水位差控制在要求的限度內(nèi)。從以上估算結(jié)果可知：當(dāng)41口降水井全部抽水時，約20～30天后就能將基坑內(nèi)的地下水降低到基坑底下1m，因此，上述井?dāng)?shù)的布置完全能滿足本次基坑的干挖土施工。

5總結(jié)

本次降水屬于多井干擾、多基坑同時抽水，技術(shù)要求高，施工及管理難度較大。在施工方案的確定方面，以及降水工程設(shè)計時，要確保設(shè)計合理，施工質(zhì)量要高，技術(shù)管理要到位，切實保證降低深度值滿足地下室干施工要求。而且在施工降水時，要嚴格控制各項工序合理，特別是過濾器及其外圍的填礫，在填入時要過篩，剔除不合要求的材質(zhì)及雜質(zhì)。在實際降水中，各抽水井的含砂量均小于1/20萬，從抽水后的井深測量看，沉淀厚度均在1m左右，都在允許范圍之內(nèi)。另一個方面是本區(qū)抽水孔的布置原則基本是按“多井、小泵量”施工的，而象電梯井的局部位置，采取較大泵短期抽水措施，解決施工要求。本降水工程還采取了水位動態(tài)觀測與建筑物沉降觀測相結(jié)合，根據(jù)“荷載—水位線—沉降量—日期”動態(tài)觀測曲線來看，與理論預(yù)測相符合。

參考文獻：

[1]上海五冶ERW項目部熱處理措施方案，2005（2）

[2]江正榮建筑施工計算手冊.中國建筑工業(yè)出版社，第一版

[3]趙志縉、應(yīng)惠清簡明深基坑工程設(shè)計手冊.中國建筑工業(yè)出版社，第一版