真空管井疏干降水在淤泥质土中的应用

真空管井疏干降水在淤泥质土中的应用

摘要：本文结合具体工程实例，介绍了疏干井的设计与其施工工艺，为南京地区类似工程提供了参考。

关键词：真空管井，疏干降水，淤泥质土，基坑

Abstract: this paper combines the specific project examples, described the design and its construction process of dewatering wells, and provides a reference for similar projects of the Nanjing area.

Key words: vacuum tube wells, dewatering precipitation, silty soil, excavation

1 引言

基坑降水施工中，最常用的井点降水方法有轻型井点、喷射井点、电渗井点、自渗井点、管井井点、水平井点等。各种降水方法都有其适用土层，在各地区的施工中发现，弱透水层中的饱和水是目前工程降水难点问题。常规重力降水法降水效果较差，轻型井点和电渗井点等强制降水方法虽能解决该类土层的降水问题，但其施工工艺较为复杂，成本高。在我国南方城市新出现的真空深井降水技术，在解决渗透系数较小的淤泥质粘土地层排水问题中效果较好，而且常规真空法比较成本低、施工简单，是一种较好的处理淤泥质土中疏干降水的方法(汪国锋，2006)。

2 工程概况

南京市浦口区内某建筑基坑，开挖深度为8m，基坑在淤泥质土层内开挖，为了疏干开挖范围内土体中的地下水，方便挖掘机和工人在坑内施工作业；降低坑内土体含水量，提高坑内土体强度，增加基坑的安全系数。因而在基坑开挖之前拟对坑内土体进行疏干降水。

场地所在区域气候湿润，雨量充沛，降水时间长，对区域地下水的形成的补给起了重要的作用。据区域资料以及本次勘察成果，本场地地下水可分为松散岩类孔隙水和碎屑岩类孔隙水。松散岩类孔隙水可分为松散岩类孔隙潜水和松散岩类孔隙承压水。

第四系松散岩类孔隙潜水主要赋存于长江漫滩区上部地层，含水介质为②、③层粘土、淤泥质粉质粘土及粉质粘土夹粉砂，其渗透性差，含水量贫乏。水位受季节及气候影响明显，还受到附近鱼塘、江河的水位影响，主要接受大气降水和农田灌溉水的入渗补给，迳流缓慢，以蒸发、侧向迳流和人工开采为主要排泄方式。

3 疏干井布置

基坑施工过程中，需及时疏干开挖范围内土层的含水量，保证基坑干开挖的顺利进行。因此，开挖前需要在基坑内布设若干疏干井，对基坑开挖范围内土层疏干。该场地浅层开挖范围内土层主要为淤泥质粉质粘土，透水性较差，采用重力自流短期内疏干潜水具有一定的困难，因此疏干需采用真空降水方法，提高降水井的工作效率（李青松，2004；李青松，2005）。

结合本工程地质特征，本次降水工程疏干降水井单井有效抽水面积（龚晓南，2002）a井取200m2。降水井深度结合基坑开挖深度及地层分布情况确定。

坑内疏干井数量按下式确定：

n = A / a井

式中：n — 井数(口)；

A — 基坑需疏干面积m2；

a井— 单井有效疏干面积，取为200m2；

基坑疏干井（数量及深度）布置情况如下：

基坑开挖面积为3920 m2，计算所需井数为20口，布井22口。

4 真空管井降水成井施工工艺

4.1 前期准备工作

4.1.1 测放井位

根据降水管井平面布置图测放井位，井位测放完毕后应做好井位标记，方便后面施工。如果布设的井点存在地面障碍物，应当设法清除障碍物，以利于打井的进行。若地面障碍物不易清除或受其他施工条件的影响，无法在原布设井位进行打井时，应与工程师及甲方及时沟通并采取其他措施，必要的时候可对井位作适当调整。

4.1.2 埋设护口管

埋设护口管时，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。

4.1.3 安装钻机

安装钻机时，为了保证孔的垂直度，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，严把开孔关，钻头与钻杆连接处带两根钻铤，并且，弯曲的钻杆不得下入孔内。

4.2 成井施工

施工机械设备选用GPS-10型工程钻机及其配套设备。成孔时采用正循环回转钻进泥浆护壁的成孔工艺。

4.2.1 钻进成孔

成孔时均一径到底；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。

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，当提升钻具或停工时，孔内必须压满泥浆，以防止孔壁坍塌。

4.2.2 清孔换浆

钻孔钻进至设计标高后，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1.10，孔底沉淤小于30cm，返出的泥浆内不含泥块为止。

4.2.3 下井管

井管进场后，应检查过滤器的缝隙是否符合设计要求。首先必须测量孔深，并对井管滤水管逐根丈量、记录。封堵沉淀管底部，为保证沉淀管底部封堵牢靠，下部封堵铁板不小于6mm。

其次要检查井管焊接，井管焊接接头处应采用套接型，套接接箍长20mm，套入上下井管各10mm；套管接箍与井管焊接焊牢、焊缝均匀，无砂眼，焊缝堆高不小于6mm。

4.2.4 埋填滤料

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后，从钻杆内泵送泥浆进行边冲孔边逐步调浆使孔内的泥浆从滤水管内向外由井管与孔壁的环状间隙内返浆，使孔内的泥浆密度逐步调到1.05，然后开小泵量按前述井的构造设计要求填入滤料，并随填随测填滤料的高度。直至滤料下入预定位置为止。

5 结语

针对渗透性较差地层，将真空技术应用到降水技术中是较为有效且经济的方

法。深井真空降水方法，很好地解决了当地深基坑施工渗透性差土层(淤泥质粘土、淤泥质粉质粘土等)的排水问题。本文所述工程在基坑开挖两个星期开始真空降水，基坑开挖时，小挖机无需在路基箱上行驶，证明了真空管井降水在南京地区淤泥质土层的可行性，为以后类似工程提供了参考。

参考文献

[1]龚晓南，岑仰润.真空预压加固软土地基机理探讨[J].哈尔滨建筑大学学报.2002，35(2)：459－464.

[2]李青松，吴爱祥，姚振巩.真空渗流场的形成机理探讨[J].矿业研究与开发.2004，24(6):34-37.

[3]李青松，吴爱祥.真空渗流场作用下的渗透固结[J].中南大学学报.2005，36(4)：234－239.

[4]汪国锋，潘秀明，王贵和.真空深井降水技术及其在北京地铁施工中的应用研究[J].岩土工程技术，2006，20(4):173-178.

[5]吴林高等.工程降水设计施工与基坑渗流理论[M].北京:人民交通出版社.2003