轻型井点降水在承台基坑施工中应用

　　摘要:根据工程特点及降水措施的适用条件，本工程选择一级轻型井点降水。通过应用，将原地下水位降至坑底以下，使基坑保持干燥状态，可以改善工作条件，保证边坡稳定，防止流砂发生，减小开挖量，降低工程成本。

　　关键词：细砂,降水,轻型井点

　　一、前言

　　本工程是桥梁工程，引桥承台处地质为表层2m杂填土，下部为20m厚细砂层，承台开挖深度6m，入细砂层4m，地下水为潜水，地下水位较高。根据工程特点及降水措施的适用条件，本工程选择一级轻型井点降水。通过轻型井点降水，降低基坑处地下水位到建基面以下0.5m，避免出现管涌、流砂现象，确保施工安全。

　　二、工程概述

　　本工程河南侧引桥承台平面尺寸为13.75*6.25m，厚3m。根据施工图纸及地质资料可知，河南侧地质情况为：表层2m杂填土，下部为23m厚的细砂层。承台基坑挖深6m，入细砂层4m。工程区域地下水位较高，属砂层潜水，并受外河水位影响。

　　根据工程特点及降水措施的适用条件，本工程选择一级轻型井点降水。

　　三、总体施工方案

　　施工原则：控制井点口至基坑底高差不超过4m，若超4m，则开挖井点口安装平台，平台宽度2m，井点在平台内侧边缘打设，以保证降水效果。

　　边坡控制：采用轻型井点降水的基坑，井点平台以上杂填土，主要为粉质粘土、山皮石等，边坡为1：0.5，井点平台以下边坡为1：1。基坑开挖、降水示意图如下：

　　四、轻型井点计算

　　1、轻型井点降水法施工的计算步骤为

　　1)、确定井点系统的布置方式(平面布置和高程布置)。

　　2)、计算涌水量。

　　3)、计算井点数量和井距。

　　2、井点系统的布置

　　根据本工程地质情况和平面形状，轻型井点选用环形布置。为使总管接近地下水位，基坑开挖深度超过4m的，将表层土挖除形成井点平台，井点平台距基坑底不大于4m，则井点平台下基坑上口平面尺寸为23.75m×16.25m，布置环形井点，靠近施工便道处预留3m作为施工机械通道。总管布在基坑上口，总管长度

　　L=[(23.75+1)+(16.25+1)]×2=84(m)

　　水位降低值：S=4.0+0.5=4.5(m)

　　井点管低于建基面3.0m，采用7m长的井点管，直径50mm，滤管长1.0m。井点管外露地面0.2m，埋入土中6.8m(包括1m滤管)。

　　降排的是细砂层的潜水，管底未穿透细砂层，按无压非完整井环形井点系统计算。

　　3、基坑涌水量计算

　　按无压非完整井环形点系统涌水量计算公式进行计算

　　Q=1.366K(2H0-S)S/(lgR-lgx0)

　　Q：单井涌水量(m3/d)

　　K：渗透系数(m/d)，细砂层取K=8m/d

　　R：抽水影响半径(m)，R=1.95S√HK=79.2m

　　S：水位降低值(m)，取4.5m

　　H0：有效带深度，

　　s’=4+0.5=4.5m。根据查表，求得H0：

　　H0=1.85(S+1)=1.85(4.5+1.0)=10.18(m)

　　x0：基坑假想半径，x0=11.1(m)

　　将以上数值代入式，得基坑涌水量Q：

　　Q=907.0(m3/d)

　　4、计算井点管数量及间距

　　1)、单根井点管出水量：

　　q =65×3.14×0.05×1.0×2=20.41(m3/d)

　　式中d——滤管直径(m)

　　l——滤管长度(m)

　　K——渗透系数(m/d)

　　2)、井点管数

　　井点管的最少根数n，根据井点系统涌水量Q和单根井点管最大出水量q，按下式确定：

　　式中1.1——备用系数，考虑井点管堵塞等因素。

　　计算得出49根。

　　3)、井点间距

　　井点管数量算出后，便可根据井点系统布置方式，求出井点管间距D。

　　井距：D=L/n=1.63m

　　取井距为1.3m，实际总根数62根(80÷1.3=62)。

　　五、轻型井点施工方案

　　1、井点安装

　　1)、安装程序

　　井点放线定位→安装高压水泵→凿孔安装埋设井点管→布置安装总管→井点管与总管连接→安装抽水设备→试抽与检查→正式投入降水程序。

　　2)、井点管埋设

　　(1)、根据测量控制点，测量放线确定井点位置，然后在井位先挖一个小土坑，深大约500mm，以便于冲击孔时集水、埋管时灌砂，并用水沟将小坑与集水坑连接，以便排泄多余水。

　　凿孔冲击管上下移动时应保持垂直，这样才能使井点降水井壁保持垂直，若在凿孔时遇到较大的石块和砖块，会出现倾斜现象，此时成孔的直径也应尽量保持上下一致。

　　井孔冲击成型后，拔出冲击管，通过单滑轮，用绳索提起井点管插人井孔，井点管的上端应用木塞塞住，以防砂石或其他杂物进入，井在井点管与孔壁之间填灌砂石滤层。井点填砂后，井口以下1.0～1.5m用粘土封口压实，防止漏气而降低降水效果。

　　(2)、冲洗井管

　　将φ15～30mm的胶管插入井点管底部进行注水清洗，直到流出清水为止。应逐根进行清洗，避免出现“死井”。

　　(3)、管路安装

　　首先沿井点管线外侧，铺设集水干管，并用胶垫螺栓把干管连接起来，主干管连接水箱水泵，然后拔掉井点管上端的木塞，用胶管与主管连接好，再用10#铅丝绑好，防止管路不严漏气而降低整个管路的真空度。主管路的流水坡度按坡向泵房5‰的坡度并用砖将主干管垫好。并做好冬季降水防冻保温保护。

　　(4)、检查管路

　　检查集水干管与井点管连接的胶管的各个接头在试抽水时是否有漏气现象。在正式运转抽水之前必须进行试抽，以检查抽水设备运转是否正常，管路是否存在漏气现象。

　　(5)、降水观测

　　为了观测降水深度，是否达到施工组织设计所要求的降水深度，在基坑中心设置一个观测井点，以便于通过观测井点测量水位，并描绘出降水曲线。

　　3、抽水

　　轻型井点管网全部安装、试抽完毕后投入正常抽水作业。通过观测井点测量水位，开机7d后将形成地下降水漏斗，井趋向稳定，土方工程可在降水10d后开挖。

　　六、总结

　　通过轻型井点降水措施，降水效果显著，达到预期目标。但在施工管理中，需重点控制如下方面：

　　1、加强现场巡查维护，对水泵故障停抽及时发现及时更换。

　　2、现场安装完好的备用柴油发电机，做好停电应急准备。

　　3、通过观测井监测地下水位变化，基坑水位降到设计要求时，方可基坑开挖。

　　4、如在冬季施工，应做好主干管保温，防止受冻。

　　5、基坑周围上部应挖好截水沟，防止雨水流入基坑，并做好边坡保护。

　　参考文献：

　　[1]黄生根,张希浩.地基处理与基坑支护工程.中国地质大学出版社.2006.武汉;

　　[2]李文英.土力学与地基基础.北京中国铁道出版社.2006.北京;

　　[3]编写组.基础工程施工手册. 北京中国计划出版社.2000.北京;

　　[4]龚晓南,高有潮.深基坑工程设计施工手册.北京中国建筑工业出版社，1998.北京。

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文章名称： 轻型井点降水在承台基坑施工中应用

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