輕型井點降水在近海工程中的應用

■陳建飛 ■中國建筑第四工程局有限公司珠海公司東莞分公司，廣東 東莞 523000

1 引言

某沿海項目占地面積63100m2，擬建1層地下室。該工程±0．00標高相當于黃海高程5．4m，場地基坑底標高為-6．6m(黃海高程-1．2m)，電梯井板底標高為-8．1m(黃海高程-2．7m)。項目與海岸線直線距離僅120米，地下水充沛。根據勘察成果以及水文地質資料，本工程潛水地下水高程1．3-1．86m，遠遠高于基坑開挖底部。且場地及周邊土質多為砂土，富水性和透水性較好，基坑內水量較大。經過專家論證后決定在電梯井基礎施工中采用輕型井點降水方案，確保施工安全可靠。

2 輕型井點降水的原理

輕型丼點降水通過沿降水區域四周每隔一定間距布設丼點管，在丼點管底部設置濾水管并插入透水層，上部通過異徑三通接頭將井點管與集水總管進行連接，然后通過真空吸水泵將集水管內水抽出，使丼中形成一個負壓(以大氣壓作為零點)，從而在土體中產生一個壓力差，使空隙水壓力向丼點區轉移，同時地基中水份流向丼中并被抽走，從而達到降低基坑四周地下水位的效果。保證了基底土體的干燥無水，為基坑開挖創造條件。

3 輕型井點降水方案設計及工藝流程

井點降水方案設計一般先要了解場地的水文、地質參數，基坑的形狀、大小，地下水的補給方式和降水深度，根據基坑的大小和形狀因素選擇井點的布置形式;根據基坑的大小計算、水文參數和降水深度確定降水系統總涌水量和單井涌水量，從而確定井點的數量。同時深入了解周邊建筑的技術資料，充分考慮由于井點降水引起土體產生不均勻沉降而影響臨近建筑物或構筑物的結構安全。盡量減少土層沉降量，必要時可采用降水和回灌相結合的方法。

輕型井點降水施工工藝流程:測量放線→沖孔成井→井管和濾管組裝連接→埋管﹑灌砂密封→安裝總集水管→井點管和總集水管連接→安裝抽水設備→檢查、試運轉→工作→工作結束拆除、封堵井點。

3．1 井點管埋設深度

根據設計要求降水深度不低于基坑底面以下0．5m，本工程井點的平面布置為沿電梯基坑環型布置。為防止井點管在電梯土方開挖過程中被破壞或局部產生漏氣，井點管埋設位置至電梯基坑壁開挖邊線距離應不小于1．0m。根據現場實際情況，確定井點的埋設深度H:

H≥H1+h+I× L(m)=1．5+1+0．1 ×6=3．1m

H1——井管埋設面至基坑底的距離;

h——地下水位與基坑底的距離，一般為0．5-1．0m，本工程取1．0m;

I——地下水降落坡度，環狀井點取I=1/10;

L——井點管至基坑中心的水平距離。(取L=6m)

確定井點管的埋設深度后，同時考慮井點管需要露出地表面0．2m左右，加上1．0m長濾管，結合現有標準管的規格最終確定井點管選用長度為4．5m，內徑為32mm的PVC管。

3．2 井點沖孔

采用水沖法進行井點沖孔。根據井點平面位置，開動高壓水泵將土沖松，沖井直徑一般為250-300mm，孔深5m，沖水鋼管直徑為60mm，根據工程地質情況確定沖井壓力為0．25-0．55Mpa。一旦水力沖孔法無法沖動時，可采用磨盤鉆機鉆孔的方式施工。

井孔成型后，立即拔出沖管，插入井點管，并在井管壁外，迅速用中粗砂灌實，填至井管上口距地面1-1．5m處再用粘土封堵。

根據國產輕型井點的最小間距80cm(井點管中心至中心)，要求沖孔位置不宜過近，以防兩孔貫通(一般沖孔直徑不大于30cm)。輕型井點間距宜采用1-2m。

3．3 井點管布置

3．3．1 井點管布置

根據現場地質情況，本工程電梯基坑井點管按環形單排布置，井點管至開挖坑壁邊線距離1．0m，井點管選擇長4．5m，直徑32mm的PVC塑料管，埋設間距按1m進行布置。井點管與集水總管通過異徑三通接頭相連。考慮到泵的功率，將井點管分成5套排水系統，每套配備8-9根井點管，分布在基坑四周。

3．3．2 檢測井和沉降觀測點的設置

(1)設置觀測井的目的是觀測降水過程中地下水位的變化，一般基坑中心設置一孔，基坑外側不少于三孔。降水過程中應定時、定人觀測，對觀測資料及時分析，特別是深基坑，及時掌握降水效果及趨勢，以便確定開挖的時間。

(2)設置沉降觀測點的目的是觀測降水過程中地下水位下降，是否會對基坑周邊既有設施產生影響，一般沉降觀測選取基坑周邊構筑物的特征點，設置高程觀測點和位移觀測點，本工程由于離臨近建筑物較遠，未設置沉降觀測點。

3．4 井點運行

每根丼點管埋設完成后逐一檢查其滲水性能是否滿足要求。正常情況下，丼點口有地下水向外冒出;或者從丼點管口向管內灌清水，管內水下滲越快，說明該管質量優良。井點管埋設完成后鋪設直徑50mm集水總管，集水總管與丼點水管之間采用異徑三通接頭連接，接頭處用PVC膠封口，以防漏氣，最后連接真空水泵進行試抽。輕型丼點降水在使用過程中，要求不間斷的連續抽水，為防止工地停電影響井點管運行，必須配有一臺備用發電機，一但發生停電，立即啟用備用發電機恢復供電，否則易造成基坑大面積涌水或坍塌，丼點降水的正常規律是“先大后小，先混后清”，如有異常，應立即檢查糾正。在整個井點降水過程中，每天晝夜均應派專人觀測井點降水是否正常并對丼點降水系統進行觀察維護。

3．5 井點封堵

待電梯井基礎墊層及磚胎膜砌筑施工完成，停止降水已不影響施工安全，此時可以拆除井點。拆除井點應根據土方回填進度陸續關閉并逐根拔除井點管。土中所留的孔應用砂土填實，距孔口2m范圍應用粘土或砂漿封堵。

4 質量控制要點

(1)井點降水使用時，需保持連續抽水。且需調節離心泵的出水閥以控制水量，使抽吸排水保持均勻，保證水土不流失。(2)抽水時期，必須派有專業人員值班操作和觀測，并且作好降水變化情況記錄。(3)配備一臺備用發電機及其他需用的更換材料、設備，如離心泵、電線等，并定時檢查其完好情況，保證一旦停電，井點降水系統仍能正常運行。(4)井點沖孔直徑不大于300mm，深度大于設計深度0．5m，垂直度在3%以內。(5)井點管合格率滿足90%以上。(6)真空泵的真空度應不下于65kPa。

5 改進措施及優點

5．1 本工程跟據現場實際情況，對常規的輕型井點降水系統做了以下改進

(1)改變井點管和集水總管材料

沿海地區地下水腐蝕性強，故管材未按照常規選用鋼管，而是選用PVC塑料管，即免做防腐處理又降低了施工成本。

(2)改進井點管與集水總管連接方式

本工程井點管非傳統方式，上部接軟管與集水總管進行連接，其連接采用異徑三通接頭，接頭處采用PVC膠封口，施工快捷、簡單，節約成本。

5．2 輕型井點降水與傳統降重力降水(即坑底積水明溝施工)方法相比，輕型丼點降水具有以下優點

(1)設備簡單，安拆方便、靈活、快捷，設備可周轉使用。

(2)降水效果好、見效快，短時間內使基底降水區域土體保持干燥，與傳統重力降水泥濘不堪的施工作業環境相比，輕型井點降水大大提高現場安全文明。

(3)其降水方式快捷有效，不破壞原土層結構，綠色環保;能有效防止流砂發生，提高邊坡穩定性。

(4)丼點管拔除后所留孔洞封堵簡單，封口成本低。

6 結束語

本工程電梯井土方開挖應用輕型井點降水取得了良好的降水效果，通過本工程實例表明施工現場應用輕型井點降水后可使土體固結，基底穩定，提供比較干燥的施工作業環境，減少邊坡的放坡坡比，提高大型機械挖掘機進行土方施工工效，縮短工期。輕型井點降水設備簡單，可重復使用，使用壽命長，具有較好的經濟效益。對特別是在沿海、沿河地區，地下水位高的砂土地基項目有一定的借鑒作用。

［1］宋功業．井點降水施工技術與質量控制．中國電力出版社，2013．

［2］黃生根．地基處理與基坑支護工程．中國地質大學出版社，2003．

［3］龔劍，朱毅敏．建筑施工手冊第五版．中國建筑工業出版社，2011．