轻型井点降水在近海工程中的应用

■陈建飞 ■中国建筑第四工程局有限公司珠海公司东莞分公司，广东 东莞 523000

1 引言

某沿海项目占地面积63100m2，拟建1层地下室。该工程±0．00标高相当于黄海高程5．4m，场地基坑底标高为-6．6m(黄海高程-1．2m)，电梯井板底标高为-8．1m(黄海高程-2．7m)。项目与海岸线直线距离仅120米，地下水充沛。根据勘察成果以及水文地质资料，本工程潜水地下水高程1．3-1．86m，远远高于基坑开挖底部。且场地及周边土质多为砂土，富水性和透水性较好，基坑内水量较大。经过专家论证后决定在电梯井基础施工中采用轻型井点降水方案，确保施工安全可靠。

2 轻型井点降水的原理

轻型丼点降水通过沿降水区域四周每隔一定间距布设丼点管，在丼点管底部设置滤水管并插入透水层，上部通过异径三通接头将井点管与集水总管进行连接，然后通过真空吸水泵将集水管内水抽出，使丼中形成一个负压(以大气压作为零点)，从而在土体中产生一个压力差，使空隙水压力向丼点区转移，同时地基中水份流向丼中并被抽走，从而达到降低基坑四周地下水位的效果。保证了基底土体的干燥无水，为基坑开挖创造条件。

3 轻型井点降水方案设计及工艺流程

井点降水方案设计一般先要了解场地的水文、地质参数，基坑的形状、大小，地下水的补给方式和降水深度，根据基坑的大小和形状因素选择井点的布置形式;根据基坑的大小计算、水文参数和降水深度确定降水系统总涌水量和单井涌水量，从而确定井点的数量。同时深入了解周边建筑的技术资料，充分考虑由于井点降水引起土体产生不均匀沉降而影响临近建筑物或构筑物的结构安全。尽量减少土层沉降量，必要时可采用降水和回灌相结合的方法。

轻型井点降水施工工艺流程:测量放线→冲孔成井→井管和滤管组装连接→埋管﹑灌砂密封→安装总集水管→井点管和总集水管连接→安装抽水设备→检查、试运转→工作→工作结束拆除、封堵井点。

3．1 井点管埋设深度

根据设计要求降水深度不低于基坑底面以下0．5m，本工程井点的平面布置为沿电梯基坑环型布置。为防止井点管在电梯土方开挖过程中被破坏或局部产生漏气，井点管埋设位置至电梯基坑壁开挖边线距离应不小于1．0m。根据现场实际情况，确定井点的埋设深度H:

H≥H1+h+I× L(m)=1．5+1+0．1 ×6=3．1m

H1——井管埋设面至基坑底的距离;

h——地下水位与基坑底的距离，一般为0．5-1．0m，本工程取1．0m;

I——地下水降落坡度，环状井点取I=1/10;

L——井点管至基坑中心的水平距离。(取L=6m)

确定井点管的埋设深度后，同时考虑井点管需要露出地表面0．2m左右，加上1．0m长滤管，结合现有标准管的规格最终确定井点管选用长度为4．5m，内径为32mm的PVC管。

3．2 井点冲孔

采用水冲法进行井点冲孔。根据井点平面位置，开动高压水泵将土冲松，冲井直径一般为250-300mm，孔深5m，冲水钢管直径为60mm，根据工程地质情况确定冲井压力为0．25-0．55Mpa。一旦水力冲孔法无法冲动时，可采用磨盘钻机钻孔的方式施工。

井孔成型后，立即拔出冲管，插入井点管，并在井管壁外，迅速用中粗砂灌实，填至井管上口距地面1-1．5m处再用粘土封堵。

根据国产轻型井点的最小间距80cm(井点管中心至中心)，要求冲孔位置不宜过近，以防两孔贯通(一般冲孔直径不大于30cm)。轻型井点间距宜采用1-2m。

3．3 井点管布置

3．3．1 井点管布置

根据现场地质情况，本工程电梯基坑井点管按环形单排布置，井点管至开挖坑壁边线距离1．0m，井点管选择长4．5m，直径32mm的PVC塑料管，埋设间距按1m进行布置。井点管与集水总管通过异径三通接头相连。考虑到泵的功率，将井点管分成5套排水系统，每套配备8-9根井点管，分布在基坑四周。

3．3．2 检测井和沉降观测点的设置

(1)设置观测井的目的是观测降水过程中地下水位的变化，一般基坑中心设置一孔，基坑外侧不少于三孔。降水过程中应定时、定人观测，对观测资料及时分析，特别是深基坑，及时掌握降水效果及趋势，以便确定开挖的时间。

(2)设置沉降观测点的目的是观测降水过程中地下水位下降，是否会对基坑周边既有设施产生影响，一般沉降观测选取基坑周边构筑物的特征点，设置高程观测点和位移观测点，本工程由于离临近建筑物较远，未设置沉降观测点。

3．4 井点运行

每根丼点管埋设完成后逐一检查其渗水性能是否满足要求。正常情况下，丼点口有地下水向外冒出;或者从丼点管口向管内灌清水，管内水下渗越快，说明该管质量优良。井点管埋设完成后铺设直径50mm集水总管，集水总管与丼点水管之间采用异径三通接头连接，接头处用PVC胶封口，以防漏气，最后连接真空水泵进行试抽。轻型丼点降水在使用过程中，要求不间断的连续抽水，为防止工地停电影响井点管运行，必须配有一台备用发电机，一但发生停电，立即启用备用发电机恢复供电，否则易造成基坑大面积涌水或坍塌，丼点降水的正常规律是“先大后小，先混后清”，如有异常，应立即检查纠正。在整个井点降水过程中，每天昼夜均应派专人观测井点降水是否正常并对丼点降水系统进行观察维护。

3．5 井点封堵

待电梯井基础垫层及砖胎膜砌筑施工完成，停止降水已不影响施工安全，此时可以拆除井点。拆除井点应根据土方回填进度陆续关闭并逐根拔除井点管。土中所留的孔应用砂土填实，距孔口2m范围应用粘土或砂浆封堵。

4 质量控制要点

(1)井点降水使用时，需保持连续抽水。且需调节离心泵的出水阀以控制水量，使抽吸排水保持均匀，保证水土不流失。(2)抽水时期，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。(3)配备一台备用发电机及其他需用的更换材料、设备，如离心泵、电线等，并定时检查其完好情况，保证一旦停电，井点降水系统仍能正常运行。(4)井点冲孔直径不大于300mm，深度大于设计深度0．5m，垂直度在3%以内。(5)井点管合格率满足90%以上。(6)真空泵的真空度应不下于65kPa。

5 改进措施及优点

5．1 本工程跟据现场实际情况，对常规的轻型井点降水系统做了以下改进

(1)改变井点管和集水总管材料

沿海地区地下水腐蚀性强，故管材未按照常规选用钢管，而是选用PVC塑料管，即免做防腐处理又降低了施工成本。

(2)改进井点管与集水总管连接方式

本工程井点管非传统方式，上部接软管与集水总管进行连接，其连接采用异径三通接头，接头处采用PVC胶封口，施工快捷、简单，节约成本。

5．2 轻型井点降水与传统降重力降水(即坑底积水明沟施工)方法相比，轻型丼点降水具有以下优点

(1)设备简单，安拆方便、灵活、快捷，设备可周转使用。

(2)降水效果好、见效快，短时间内使基底降水区域土体保持干燥，与传统重力降水泥泞不堪的施工作业环境相比，轻型井点降水大大提高现场安全文明。

(3)其降水方式快捷有效，不破坏原土层结构，绿色环保;能有效防止流砂发生，提高边坡稳定性。

(4)丼点管拔除后所留孔洞封堵简单，封口成本低。

6 结束语

本工程电梯井土方开挖应用轻型井点降水取得了良好的降水效果，通过本工程实例表明施工现场应用轻型井点降水后可使土体固结，基底稳定，提供比较干燥的施工作业环境，减少边坡的放坡坡比，提高大型机械挖掘机进行土方施工工效，缩短工期。轻型井点降水设备简单，可重复使用，使用寿命长，具有较好的经济效益。对特别是在沿海、沿河地区，地下水位高的砂土地基项目有一定的借鉴作用。

［1］宋功业．井点降水施工技术与质量控制．中国电力出版社，2013．

［2］黄生根．地基处理与基坑支护工程．中国地质大学出版社，2003．

［3］龚剑，朱毅敏．建筑施工手册第五版．中国建筑工业出版社，2011．