方剑峰
上海锦府房地产开发有限公司上海市201799
摘要：本论文阐述基坑管井降水设计、施工方法，结合实际工点工程概况，考虑到真空管井降水施工方便有效的优势，从设计到验算，再到施工，全面介绍了管井施工的技术要点。
关键词：基坑；真空管井降水；验算；施工；技术要点
真空管井井点由滤水井管、吸水管和抽水机械等组成。真空管井井点设备较简单，排水量大，降水较深，维护方便。管井埋设的深度和距离根据需降水面积、深度及渗透系数确定。以下内容即为结合实际工点阐述的基坑真空管井降水的设计及施工方法。
1.工程概况
上海某地产项目位于浦东新区，南、北侧为在通车城市主干道路，东、西侧为已有住宅小区建筑。本项目基坑面积约为24314㎡，基坑延长634m，地下二层，普遍区域开挖深度10.95m～11.15m，局部最大深坑开挖深度17.45m。本基坑垂直围护采用钻孔灌注桩+三轴搅拌桩止水帷幕，桩长19.0m～21.0m，水平围护采用二道钢筋混凝土支撑。
2.工程水文地质条件
2.1地基土的构成与特征
根据现场对土的鉴别、原位测试及室内土工试验成果综合分析，本基地的土层可分9层，其中第⑤层土层底深度为23米，①～⑤层土层属性分别为：①-杂、素填土；②-灰黄色粉质粘土；③-灰色淤泥质粉质粘土层；④-灰色淤泥质粘土；⑤-灰色粉质粘土。
2.2地下水情况
本基地对工程有影响的地下水为浅层潜水和承压水。潜水的主要补给来源为大气降水，水位埋深随季节变化而变化，一般为地表下0.3～1.5m。钻探期间浅层地下水初见水位埋深0.9～3.6m，稳定水位埋深0.3～1.69m（标高为2.01~2.61m）。②～⑤层土层湿度处于“很湿～饱和”状态。
3.真空管井降水设计
3.1降水目的
疏干坑内地下水，加固基坑坑底的土体，提高坑底土体强度，及时减小下部承压含水层的水头压力，以防止基坑底部隆起的发生，确保施工时基坑底板的稳定性。
3.2真空深井分析计算
3.2.1管井布置
⑴、布置原则
一般根据基坑面积按单井有效抽水面积A（井的经验值为一般为150㎡～220㎡）来确定，结合基坑的形状，可按190㎡布一口井来计算；采用多级滤水管，加真空的措施，以确保每口井的出水量。
⑵、坑内管井数量的估算
估算公式：n=A/a井
式中：n—井数（口）；
A—基坑降水面积（（m2）；
a井—单井有效抽水面积（m2）；
⑶、管井的数量布置（计算用的基坑面积从CAD平面图上测量计算所得，与基坑的实际面积有误差）
本基坑面积约为24314㎡。
n=A/a井=24314/190≈128.0则拟定128口；
本基坑二次开挖区域面积约为约为242㎡。
n=A/a井=242/190≈1.3则拟定2口；
因此，整个基坑共布置真空疏干井130口。
⑷、降水管井的深度
根据上海市《行业标准建筑与市政降水工程技术规范》（JGJ/T111-98），降水井的深度计算公式：HW=HW1+HW2+HW3+HW4+HW5+HW6
式中HW——降水井深度（m）；
HW1——基坑深度（m）；
HW2——降水水位激励基坑底要求的深度（m），取1m；
HW3——iγ0；i为水力坡度，在降水井分布范围内易为1/10～1/15；γ0为降水井分布范围的等效班级或降水井间距的1/2（m），取0.5m；
HW4——降水期间的地下水位变幅（m），取1m；
HW5——降水井过滤器的工作长度，取3.5m；
HW6——沉沙管长度（m），取1m。
①开挖10.95m区域
HW=HW1+HW2+HW3+HW4+HW5+HW6=17.95m，则HW取18m；
②开挖11.95m～12.45m区域
HW=HW1+HW2+HW3+HW4+HW5+HW6=18.95m/19.45m，则HW取19m；
3.2.2真空深井结构设计
真空深井孔径为650mm，井管过滤器为圆孔过滤器，外包40目滤网，管外回填滤料。具体形式见下图。
图1疏干井结构图
3.3降压井数量及结构设计
根据本工程的勘察报告获得水文参数，本工程在基坑内暂布置3口降压井，井孔径为650mm，深度为19m，能满足基坑降承压水要求。
3.4管井井点布置
井位布置在具体施工时应避开支撑、工程桩和坑底的抽条加固区，同时降水工作还必须与土方开挖施工密切配合，根据开挖的顺序、开挖的进度等情况及时调整疏干井的运行数量。详见降水井平面布置图
图2基坑管井井点布置图
4.真空管井施工
4.1管井施工工艺
成孔施工机械设备选用M200-Ⅰ型工程钻机及其配套设备。采用正循环回转钻进泥浆护壁的成孔，成井工艺流程如下：
（1）测放井位：根据降水井井位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。
（2）埋设护口管：护口管底口应插入原状土层中，管外应用粘性土或草辫子封严，防止施工时管外返浆，护口管上部应高出地面0.10m～0.30m。
（3）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。
（4）钻进成孔：疏干井的开孔孔径为φ650mm、降压井和回灌井的开孔孔径为φ650mm，均一径到底。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，钻孔孔斜不超过1%，要求整个钻孔孔壁圆整光滑，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。
（5）清孔换浆：钻进至设计标高后，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1.05，孔底沉淤小于30cm，返出的泥浆内不含泥砂为止。
（6）下井管：井管应平稳入孔，每节井管的两端口要找平，下管时在滤水管上下两端各设一套直径小于孔径20cm的扶正器（找中器），以保证滤水管能居中，下到设计深度后，井口固定居中。
（7）填滤料：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。
（8）填粘性土：各井在滤料的围填面以上均回填粘性土（粒径小于3cm为宜），下入速度不宜太快，沿着井管周围少放慢下的回填。
（9）井口封闭：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厚粘性土止水，或采用水泥浆封孔。
（10）安泵试抽：成井施工结束后，在降水井内及时下入降水设备与接真空管、排设排水管道、铺设电缆。
（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。
4.2管井抽水及水位监测
4.2.1抽水设备
采用集中井点抽水法，通过合理的运用真空抽吸技术，能有效地抽取地下水，在同等的状况下，更可行。通过科学论证集中抽水法可很大程度的提高施工质量，并节约了50%以上用电量。
4.2.2水位观测设备
本次降水工程采用欧洲Water&Land公司生产的per自动数据采集仪、电流水位计观测水位。该设备可以全天24小时时时观测记录，且自动生成水位曲线和图表，比传统人工测量水位方便、简洁、准确，且节省大量的绘制所有资料的相关曲线图或输入微机后由微机绘制相关曲线图所需要的时间。
图3真空管井降水工作示意图图4自动数据设置及采集示意图
5.结论
本文结合实际工程施工经验，对真空管井降水的施工技术作了阐述。实践表明，采用真空管井降水施工技术，不仅克服了基坑深降水难题、保证了工程质量和进度，而且施工工艺易于操作，能有效控制工程成本，保证了基坑的稳定安全。
参考文献：
[1]《上海市标准基坑工程设计规程》DBJ08-61-97
[2]《国家标准建筑地基基础设计规范》GB50007-2002
[3]《国家标准建筑地基基础工程施工质量验收规范》GBJ50202-2002
[4]《行业标准建筑与市政降水工程技术规范》JGJ/T111-98
[5]《国家标准供水管井技术规范》GB50296－99