1、1井点降水施工实践探索摘要：以大保一级公路 K49+645 中桥 4#承台基坑开挖为例，叙述轻型井点降水方案设计及具体的施工过程。 关键词：轻型井点降水、设计、施工 中图分类号：S611 文献标识码：A 文章编号： 1.前言 对于在地下水位较高的含水层（滩涂地内）中进行基坑开挖时，由于坑内外的水位差大，较易产生流砂、管涌等破坏现象，甚至使边坡或坑壁失稳坍塌。在基坑开挖前，采用轻型井点降水工艺，将基坑内外水位降低，从而达到开挖基坑的目的，是常用且较为有效的施工方法。本文以大保一级公路 K49+645 中桥 4#承台基坑开挖为例，阐述轻型井点降水方案设计及具体的施工过程。 2.轻型井点降水工艺简介
2、 2.1 工艺原理 轻型井点降水是在地下水位以下的基坑开挖前，预先在基坑四周埋设一定数量带过滤器的井点管，并在井点管四周填中粗砂，距顶部 1.0-1.5m 处回填粘土闭气，上部用软式透明管接于集水总管，然后与真空泵组相连，使得地下水被吸至地面而排除。 2.2 工艺流程 井管和滤管组装连接冲孔成井埋管?灌砂密封安装总集水管2井管和总集水管连接安装集水箱及抽水设备检查、试运转工作工作结束，拆除。 2.3 工艺优点 与传统的支护基坑支护工艺相比，轻型井点降水具有以下优点： 2.3.1 降水后土层固结，基底干燥稳定，提高了土的承载力，便于用大型机械进行土方施工，提高工效，缩短工期； 2.3.2 布置灵
3、活，使用方便，施工速度快，降水效率较高； 2.3.3 可反复多次使用，施工费用小，经济效果好。 2.4 工艺适用范围 轻型井点降水已被广泛地应用于各项建筑施工中，特别是在沿海、沿河地区，地下高水位软土地基中使用轻型井点降水，能获得很好的经济和技术效果。 由于轻型井点的抽水机组置于地表，真空在地面产生，所以其降水深度受到真空吸程的限制。一级轻型井点降水井管埋设深度一般为 6m 左右。轻型井点适用的土层为粉砂质粉土、粉质粘土，在渗透系数为0.150m/d 的土层中降水效果较好。 3.工程概况 通辽大保四标中 K49+645 协达木中桥处于草甸子上的河道里，地下水位高，根据现场实际开挖，地下水位埋藏
4、较浅，原地表以下 1.2-1.5米处即可见地下水。而承台底标高设计在常水位以下，自原地面向下约4.0m 为承台底标高。在施工时即将进入雨季，地下水位不断上升，土内含水接近饱和状态，这种施工条件给基础施工带来很大的困难，若采取3常规开挖，基坑开挖后随时有塌方的危险，结合当地挖坑降水施工的经验，采取多管井轻型井点降水施工的方法。 4.施工计算 4.1 确定井点的埋置深度。 井点的埋置深度应确保地下水位下降到基坑以下，见图 1 井点降水布置示意图。 图 1 埋置深度为： H=h1+h2+h+I*L1+L 式中： H 为井点管埋置深度，m； h1 为地下水位至基坑底距离，m； h2 为地下水位至集水总
5、管距离，m； h 为降水后地下水位至基坑底的安全距离，取h = O5 m； I 为水力坡度，取 I=0.1； L1 为井点管中心线至基坑中心的水平距离，m； L 为滤管长度，取 L=m。 在施工前，由于施工需要，进行了筑岛高于常水位 1.2 米，故取h2=1.2m。根据实际高程计算：h1=137.8-(138.2-1.5)=1.1m。结构物尺寸为 22.3 米*5.7 米，基坑设计开挖尺寸为 25 米*8 米，基坑开挖边坡坡率取 1.5，故取 L1=9m。L=2m。则， 4H=h1+h2+h+I*L1+L =1.1+1.2+0.5+0.1*9+2=5.7m 4.2 求矩形基坑区域折算半径 r0
6、： r0=(C*B/) 1/2 式中： B 为井点所需降水基坑区域的长度，m； C 为井点所需降水基坑区域的宽度，m。 r0=(C*B/) 1/2 =(25*8/) 1/2=8m 4.3 确定抽水影响半径： R= （r02+2KtG/M）1/2 式中： R 为抽水影响半径，m； r0 为矩形区域折算半径，m； t 为自抽水时间算起总抽水时间，天数，取 t=1； G 为地下水位至不透水层深度，取 G=30m； K 为渗透系数，取 K=10 md； M 为承压水含水厚度，取 M=0.175 m； R= （r02+2KtG/M）1/2 =(82+2*10*1*30/0.175) 1/2=59m 4.
7、4 计算基坑总涌水量： 地下水自由渗流(指地下水上部无不透水层，仅下部有不透水土层)5时： Q=1.366*K*G2-(G-h1-h)2/lg(R+ r0)/ r0 式中： Q 为基坑总涌水量，m3d； K 为渗透系数，取 K=10 md； G 为地下水位至不透水层深度，取 G=30m； R 为抽水影响半径，m； r0 为矩形区域折算半径，m； h1 为地下水位至基坑底距离，m； h 为降水后地下水位至基坑底的安全距离，取h = O5 m； Q=1.366*K*G2-(G-h1-h)2/?(R+ r0)/ r0 =1.366*10*302-(30-1.1-0.5)2/lg(59+ 8)/ 8=
8、1383 m3d 4.5 每根井点管的最大进水量 q： q=120*r 管*L*K1/3 式中： r 管为井点管半径； L 为井点滤管段长度。 q=120*r 管*L*K1/3 =120*0.1*2*101/3=162.4m3d 4.6 井点数：n=Q/q n=1383/162.4=9 4.7 井点间距：D=2（C+B）/(n-1) 6D =2（25+8）/（9-1）=8.25 ，实际取 8.5m，按照单排井点环形布置。 5现场施工步骤 根据总体的安排，在开挖断面达到布设井点的条件后，进行降水井点的布置，布置流程如下： 井点管采用水冲法埋没，分为冲孔与埋管两个过程，冲孔时先将高压水泵，利用高压
9、胶管与孔连接，并将冲孔管插在井点的位置上，利用高压水，又经主冲孔管头部的喷水小孔，以急速的射流冲刷土壤，同时使冲孔管上下左右转动，边冲边下沉，从而逐渐在土中形成孔洞，井孔形成后，拔出冲孔管，立即埋设井点管，并及时在井点管与孔壁之间用中粗砂灌实，在距地 1.0-1.5m 的深度内，用粘土填塞密实，以防漏气。 冲孔过程中，孔洞必须保持垂直，冲孔深度比滤管低 0.5m 左右，以防止拔出冲孔管时部分土回填而触及滤管底部,砂滤层选用中粗砂。井点系统全部安装完毕后，进行抽试，以检查有无漏气现象以及保证管内没有淤沙堵管现象。 5.1 控制要点 5.1.1 井点在使用前，先进行试抽水，确认无漏水、漏气的等异常
10、现象后，才连续不断抽水。 5.1.2 井点降水使用时，保持连续抽水，若时抽时停，井点滤管易被堵塞。 5.1.3 抽水过程中，应调节离心泵的出水阀以控制水量，使抽吸排水保持均匀，按照正常规律“先大后小，先混后清”进行分辨，按真空泵7的真空度来判断井点系统工作情况是否良好。 5.1.4 在抽水过程中，及时检查有无堵塞“死井” 。一般采取听、摸、看等方法来检查： 听：有上水声是好井点，无声则可能井点已被堵塞； 摸：手摸管壁感到震动，另外应有冬暖夏凉的感觉，反之则为坏井点； 看：夏天湿、冬天干的井点为好井点。淤塞的井点管太多，严重影响降水效果时，应逐根用高压水反向冲洗或拔出重新埋设。 5.1.5 抽水
11、时期，必须派有专业人员值班操作和观测，并且作好降水变化情况记录。 5.1.6 地下构筑物竣工后并进行回填土后，方可拆除井点系统，拨管可借助于倒链或杠杆式起重机具。所用孔洞用砂或土堵塞。 5.1.7 每天由专职电工检查备用发电机、供电线路是否完好，早晚各启动一次，一旦系统停电能够保证发电机正常运行。确保降排水设备的正常运转。同时备用真空泵、离心泵等设备要处于完好状态，时刻待命更替故障设备。对常用材料、工具、电线、保险丝等要提前备足。 5.2 监测水位 每组井点降水设置 1 个观测井管，以便观测地下降水动态，观测每隔 12 小时检测一次，降水水位满足施工要求后每隔 4 小时检测一次，日夜不能间断。 6结束语 经过对沙漠地质条件下基坑的采取多管井轻型井点降水的施工方法，8取得了较好的实施效果，正常情况下经过 2448h 降水，均能达到基础施工的作业要求。 轻型井点降水后土体固结，提高了基坑的边坡稳定，防止流沙，增加了基坑开挖的安全性，可减少边坡的放坡坡比，一般可减少边坡放坡土方量的 1/31/2 以上。 轻型井点降水后土层固结，基底干燥稳定，提高了土的承载力，便于用大型机械进行土方施工，提高工效，缩短工期。 轻型井点降水设备简单，施工方便，且设备可重复使用，维修简便，使用寿命长，具有较好的经济效益。 参考文献： 1 、 井点降水设计与施工 陈幼雄 上海科学普及出版社 2004 年
