基坑井点气动降水应用技术

2020-05-25钟治亮

四川水泥 2020年4期

钟治亮

（甘肃第六建设集团股份有限公司，甘肃兰州 730000）

0 引言

基坑工程的施工同地下水有着密切的联系，一般的排水方式可以满足常规基坑开挖的排水要求，但是对于大面积的基坑开挖以及存在较多地下潜水的基坑工程，选择合适的降水方法对于基坑工程施工有着至关重要的影响。其中，管井井点降雨作为人力井点降水的一种方式，由于其设备简易、操作简单，降水规模大、地下水位高等特征已变成地下水位充足的建筑基坑降水经常使用的方式。气动降水设施是将高压气体作为动力，基于自动管控体系与专业的气水置换器达成基坑降水的一种作业方式，气动降水设施包含三个部分，其一是水气置换体系，其二是自动管控体系，其三是气源体系。

1 基坑降水实例

某基坑工程项目开挖深度约为5.8m，局部地区存在较深坑洞，深度约为6.5m。根据基坑工程开展之前的水文地质资料以及现场实地勘查结果可知，该基坑工程附近存在着较为丰富的地下水资源，而且在开挖过程之中，对于基坑可能产生影响的主要为潜水。该场地条件的潜水资源水位的动态变化受大气降水季节分配的影响较明显，以蒸发为主要排泄方式，一般年变幅0.5～1.0 米左右，主要潜水补给来源为大气降水及地表水体侧渗作用。

本项目基坑工程施工作业开展时，基坑开挖过程中采用砂管井井点降水配合单排支护桩、水平冠梁、支撑梁、双轴水泥土搅拌桩配合施工，利用气动水泵代替电泵抽水，水泵不容易损坏，且不用担心设备空转；利用控制柜控制气动水泵，使水泵抽水过程中更加精准，提高了抽水的效率。改善了传统电泵降水的许多缺点，安全、经济、节能。因为操作与管控科学，施工方式清晰，整个深基坑施工流程，一直维持基坑土体干燥，为基坑挖掘和支护奠定了夯实基础，夺得了时间，而且确保了基坑的安全。一方面减短了施工时间，另一方面还节省了成本，提升了收益。

2 基坑井点气动降水优势

2.1 基坑井点降水优势

基坑井点降水法。首先，井点降水法降水效果上有着较好的降水效果，其施工井点位点较少，但是可以排除较多水量，降水深度较大，同时各个井点之间的排水工作相互独立。其次，在施工便利性方面，井点降水法对施工平面布置的干扰小，施工作业占地面积小、方便、经济合理，不需要额外的大型施工机械辅助，与此同时，降水井制作较易解决、机械灵活、操作简单，后期的使用和维护工作也十分便利。最后深基坑开挖过程之中使用井点降水法可以有效减少开挖过程中各类安全事故发生的可能，对周围建筑和施工安全质量问题提供充足的保证。

管井井点降水的施工方法适宜于地下水较为充足的区域。由于其单眼井水量排出规模大，能够从浅处到深处以动态的方式进行降水，这种方式适宜各种地质环境运用，能够让水位得到有效下降。

2.2 基坑气动降水优势

基坑气动降水法。首先，在降水功能方面该种方式体现出显著的排水量可调控、流量统计、扬程调控、智能控制、即时水速监控等作用，而且之后还能够完成信息下载、远距离管控、风险辨识等任务。与此同时，气动降水法在节约能耗方面也有着优异的表现。变频器与传感器的运用，达成了有水马上抽、没水立刻停的目标。在出水量变动比较显著的地区，和传统降水泵比较，能够节约五成以上的电能。其次，在施工方面对于施工人员的数量要求较少，工作量只需要少数施工人员即可完成较大范围内的降水工作，并且整个施工作业中均采用标准化的部件，标准化的快速接头，安拆方便，外观整齐。最后，在施工安全性方面气动降水无需水下通电，达成管井中没有电化降水的目标，十分安全。气动降水模式运用的电设施数量是传统降水量的1/12，电缆线运用数目是传统降水的1/15.大幅降低了用电设施数量与电缆线使用数量，让安全风险有效下降。

气动降水适用于地下水丰富的地基基础的降水，利用气动降水可以持续地抽水来降低地下水位，可以保证基底土始终保持干燥状态，方便后续施工，在底板浇筑时，如果地下水仍比较丰富，可以将气动泵留在井内继续抽水，而不会发生地下水上返影响底板混凝土强度的情况。

3 基坑井点气动降水技术施工流程及要点

3.1 基坑井点气动降水技术施工流程

基坑井点气动降水技术施工流程主要包括前期的定位测量开孔、铺设井管气泵以及抽水工作等，其具体施工流程如图1 所示。

图1 基坑井点气动降水技术施工流程

3.2 基坑井点气动降水技术施工要点

根据施工过程中施工流程的施工顺序进行施工要点的管控。首先，基坑井点气动降水前期放线定位工作，要严格以工程降水井设计图纸为依据，对井位进行放线，井位应避开工程桩，定位后清除表层杂填物。基坑井点气动降水前期打渗井、挖泥浆坑工作，需要根据现场井位布置情况以及用水需求打渗井、挖泥浆坑。其次，基坑井点气动降水的钻机成孔与下井管工作，采用反循环钻机成孔，自然造浆，开空直径φ700mm,成孔后进行换浆，待成孔后立即下井管，井管采用无砂水泥管，井管要垂直居中，井管口要高出地表30～50cm。此外，基坑井点气动降水的填滤料工作与洗井工作。填滤料要从井孔四周均匀回填，防止滤料填充不均。距地表2m 处，上部用粘土封填。洗井采用水泵洗井法，将井底泥砂抽出洗净。最后，基坑井点气动降水的水泵安装工作与降水井、观测井设置工作。在每个井点内均设置气动水泵，并将水泵的出水管连接到总的出水管上，进气管连接到电磁阀上，电磁阀连接到空压机上；控制抽水：通过控制柜进行控制抽水，在抽水的同时将井内空气抽出，形成负压，提高抽水效率。降水井与观测井滤布规格采用双层60 目砂滤布，滤料采用石屑，粒径3～5mm 为宜，粉土段宜采用中粗砂;无砂管采用Ø500mm 管,孔径800mm，管底封闭。其施工示意图如图2 所示。

图2 降水井及观测井示意图

3.3 基坑井点气动降水施工质量控制措施

在进行成井的过程之中经常性的会遇到各类成井事故，从而对降水质量和降水效率造成一定的负面影响，基于此种情况，当井点降水施工过程中尤其是成井过程中遇到各类影响正常施工的现象，应当以实际工况为依据，对其事故原因进行分析并采取合理的处置措施。首先，对于井点降水施工中的回转遇阻与回转遇阻，提不起来状况。这一类事故产生的原因一般在于施工过程中孔体内部出现了局部塌孔或者孔壁坍塌，钻具被埋，处理时应当立即上下活动钻具，保持冲洗液循环，并且边回转边提升，保护孔壁，用反丝工具将钻杆逐根反出。其次，对于井点降水施工中，由于泥浆堵塞；抽水机械安装不合理、滤管孔隙小或者滤管被堵，水位下降，水源不足的原因，可能导致点出水量少或者井点出水量逐渐减小或不出水，应当采取加大洗井强度，改变洗井方法；调整抽水机械安装的措施。