王学斌

提要：第四系地层中施工降水设计主要依据的水文地质参数为含水层的渗透系数，但往往因介质（含水层）渗透性不均一而考虑如何进行施工降水井设计！本文就乐山市区第四系冲洪积卵石地层中施工降水井工程的施工经验总结，对在不均匀渗透性的第四系地层中施工降水设计具有普遍指导意义。

关键词：施工降水设计；渗透系数；卵石地层

护壁大口径降水井在乐山市地区高层建筑深基坑开挖和人工挖孔桩的施工中应用的非常普遍，我院在多年的施工中也积累了丰富的经验，而在乐山市区卵石层中所进行的施工降水工作，是近年来施工普遍遇到的工程难题。

1.工程概述

1.1工程概况

四川东安房地产有限公司拟建御景苑高层建筑商住楼，设两层地下室，深-7.00m，基础主楼拟采用人工挖孔桩基础，地下室基坑约30m×40.5m，呈l形。建筑结构由重庆惠庭都市建筑设计事务所设计。因地下水位高，采用人工挖孔桩基础须采取降水措施，我院受业主委托，对该工程进行降水井施工方案设计。

1.2设计规范

1、《岩土工程勘察规范》（gb50021-2001）

2、《建筑地基基础设计规范》（gb50007-2002）

3、《建筑与市政降水工程技术规程》（gb120-99）

4、《建筑基坑支护技术规程》（gb—50007—2002）

5、《供水水文地质勘察规范》（gb50027-2001）

6、《供水管井技术规范》（gb50296-99）

7、《城市排水工程规划规范》（gb50318-2000）

2.场地工程地质及水文地质条件

2.1场地位置及地形地貌

场地位于乐山中心城区三江汇合处，即肖公嘴滨河路与箱箱街口西侧，与东侧乐山大佛遥遥相望，道路网交汇，交通便捷。地形平坦开阔，地坪标高365.20～365.70米，相对高差仅0.50米。

地貌成因属侵蚀堆积类型，微地貌属大渡河Ⅰ级阶地阶面，平距大渡河约20米，高出现河水面6～7米。

2.2水文地质条件

2.2.1地层岩性

场地上覆人工填土（q4ml），其下由第四系上更新统河流冲洪积（q4al+pl）、白垩系夹关组（k2j）砂岩组成。现分述如下：

（1）杂填土（q4ml）：杂色，松散，稍湿。以建筑垃圾、粘性土等为主，层厚3.50～5.00m，k=0.3m/d。

（2）粉土，层底埋深4.6—5.7m，黄褐色，软塑状，层厚0.50～1.60m，k=0.1m/d。

（3）细砂，层底埋深4.6-5.7m，黄灰色，松散，饱水，含有粘土质夹层。层厚0.50～1.70m，k1=7.0m/d。

（7）卵砾石，层底埋深在19.70-20.50m，饱和，含水及富水性强。平均层厚13.60～14.00m，k=25m/d。

（8）白垩系夹关组（k2j）

砂岩：紫红，强风化～中等风化，细粒结构，中厚～厚层状构造。上部强风化砂岩，风化裂隙较发育，岩体较破碎，呈碎石、碎块状。根据两个植物胶孔，强风化厚度2.8～3.5m；下部中等风化岩体裂隙不发育，岩体完整性较好，呈短柱状、柱状。顶面埋深19.70～20.50m。

2.2.2水文地质条件

场地地下水属第四系孔隙潜水类型，砂卵石层为主要含水层。主要由大气降水补给；顺层迳流排泄，与大渡河水呈互补排关系。勘察期属丰水期，钻孔揭露地下水位埋深5.60～6.10米，标高359.20～359.80米，地下水与拟建工程关系密切；测得场地稳定地下水位在8.00m左右。根据成都地区近年统计资料，本场地地下水最高水位在地面下4.00m左右（作为抗浮设计水位），年变化幅度约1.50m，卵石层渗透系数k=20m/d。

3.降水井施工设计方案

3.1设计依据及思路

1、岩土工程勘察报告。

2、建筑总平面图。

3、《建筑与市政降水工程技术规范》（jgj/t111-98）

4、技术要求及目的

（1）降水施工要求

据勘察成果，现地下水位标高359.80米，按桩端最低标高350.80米，桩径1.5米即桩端进入持力层1.5m计，桩长15m则降深要求9m。由于该基坑是长条状的，故在计算基坑出水量时采用条状基坑出水量及干扰单井出水公式计算。

（2）地下室施工对降水安全性要求较高。

3.2水文地质计算及降水设计

1、参数确定

据场地岩土工程报告及施工设计要求，确定有关参数如下：

①渗透系数：k=25米/天

②地下稳定水位：h=6.1米（考虑最高水位）

③水位降深：s=10.0米

④有效含水层厚度：h0=14.0米

⑤管井距基坑边缘：2米

⑥管井半径：r=0.15米

2、计算选用公式（完整井公式）：

3、管井井深长度确定

降水井的深度可按下列公式计算：

h=hw1+hw2+hw3+hw4+hw5+hw6

其中 h─降水井深度（m）

hw1─基坑（樁深）深度（m）

hw2─降水水位距离基坑底要求的深度

hw3─ir。i水力坡度取1/10～1/15 r m

hw4─降水期间水位变幅（m）

hw5─井过滤器长度（m）

hw6─沉砂管长度（m）

h=15.0+0.5+1/14ⅹ28+2.0+10.0+0.0=29.50m≈30.0m

4、计算结果

据计算，场地地下降深10.0m时，影响半径r=269.4m、基坑引用半径r0=19.95m，基坑总涌水量q=5034m3/d，同时危险点也能满足设计施工要求，地下水总排量约5102m3/d，需布设降水井共15口，井深17.0米，间距25m左右，成都地区卵石层为骨架结构，故不考虑沉降。

5、降水井布置、数量

沿场地边轴线外侧约2m，共布设15口井降水井。井间距15m左右。（见降水井井位平面布置图）。

6、单井出水量

按群井干扰井公式按群井干扰井公式，降深10.0米，则单井出水量340.13m3/d。

7、基坑最不利a点动水位埋深

求得y=5.17，则a点动水位降深s=h-r=9.65米，低于降深9米要求，故管井降水方案可行。

8、降水运转

井泵排量40m3/h，扬程：大于25m。每个泵电机4.5千瓦。排水用管道引出场外，并修筑1500mm×1500mm×2500mm的沉砂池。降水总用电量约70kw。

9、降水井设计

采用国家定型产品钢筋混凝土管，管径300mm（内径），井深20.0m，井壁管12.5m，，缠丝滤水管7.5m，井管外侧围填Φ10～15mm规格砾石。

4、降水井施工工艺

1、测量放线

根据甲方现场给定基础轴线并按我公司降水井平面图测放出各井位，并打入木桩，涂上红油漆作标记。

钻机就位安装好后，核对井位，确认无误后，人工开挖0.5m 深，埋好护壁管，管径800mm，护壁管埋设完毕后开始钻进成孔，采用泥浆护壁，保持孔内泥浆高度，防止垮孔。孔深达到设计深度后终孔。

2、吊装井管

经现场技术负责人验收合格后，用抽筒清孔，吊装井管。做到井管之间焊接牢固、安装垂直。

3、填砾

在井管外填入规格10～20mm砾石滤料，填至距地面4m左右，洗井完毕后填入粘土封井。

4、洗井

采用空压机、活塞联合洗井，每井活塞洗井不少于两次，每次提拉活塞不少于2小时，空压机洗井不少于2个台班。同时量测抽水流量以判断洗井效果。

5、质量保证措施

钻机施工由工程技术人员、技工、普工组成质量管理小组，从施工各个环节进行质量控制。成孔钻进时，由工程技术人员及当班技工随时检查孔斜及钻头尺寸，以保证控制孔斜在 0.5%以内。降水井降水安装井管时由工程技术人员用吊线法检测井管安装的垂直度；洗井时，每班技工应作好洗井记录，工程技术人员随时抽查监督，保证洗井时间，满足含砂量不大于1/10000，满足出水量不低于设计出水量，以保证抽水设备正常运行及井的正常使用时间。由于该工程砂层较厚，填砾及洗井时应及时且砾石粒径应在10～20mm。

5、体会

在第四系冲洪积卵石地层中进行施工降水，应重视以下几个方面：

1、勘察时应尽量查明地层中土性分布情况，特别是卵石层中的泥、砂层等透镜体范围、埋藏深度、含泥量的大小，仔细对勘察报告认真分析。

2、由于受卵石不均匀性的影响，勘察报告中所提供渗透系数有很大的局限性，不足以代表整个场地地层的透水性，要慎重对待。

3、降水井的设计中，应首先根据已有相关参数做出初步设计计算，确定降水井的数量、深度、滤水管的长度等，在第一口降水井施工完毕后，及时做抽水试验，用所获参数校验初步设计结果，做出相应的调整，然后在基坑周围先布置占总数为50%以上的降水井，在施工降水井的過程中，要做好各单井和群井的抽水试验，发现异常及时对降水井的设计方案做出调整，随时校对降水井的设计方案。

4、合理的安排挖孔桩的施工秩序：先施工外部来水方向的挖孔桩，再施工内部的挖孔桩，如此可充分利用挖孔桩作为临时降水孔，提高降水效果，从而确保挖孔桩的顺利实施。