基于某工程的井点降水研究

2014-11-26张宙ZHANGZhou李志鹏LIZhipeng

价值工程 2014年5期

张宙ZHANG Zhou；李志鹏LI Zhi-peng

（郑州华信学院，郑州 451100）

（Zhengzhou Huaxin University，Zhengzhou 451100，China）

0 引言

在基础工程施工中经常会遇到地下水的问题，如果施工措施不当，就会造成不同程度的经济损失和人员伤亡。轻型井点是沿基坑四周每隔一定间距布设井点管，井点管底部设置滤水管插入透水层，上部接软管与集水总管进行连接，集水总管为Φ150 钢管，周身设置与井点管间距相同的Φ40 吸水管口，然后通过真空吸水泵将集水管内水抽出，从而达到降低基坑四周地下水位的效果，保证了基底的干燥无水。

1 工程概况

郑州市郑凯房地产公司计划在黄河游览区旁边修建一栋写字楼，该建筑外边线最长达115m，最宽40m，地上三层，建筑高度约20m，地下一层，基槽底标高-6.700m，占地面积约3500m2。场地地质概况：①场地地貌单元为河流冲积形成的高漫滩，地势相对较平坦，南高北低，最大高差1.75m。②地层大致分为：第一层杂土，第二层粉质土，可塑，含少量水，第三层为粉砂，第四层为细砂，埋深5.5-10.3m，第五层为粗砂。三-五层多呈饱和状态，松散，稍密。③施工场地为冲积形成的粉质土、砂土组成，根据地层岩性及物理力学特征地层分9 层，并有透晶体夹层。④拟施工场地有地下水，水位在3.5-5.5m 之间，为砂类地层中的潜水，主要来源为大气降水及河水，无压。地下水稳定水位在113.32-115.21m 左右。

2 降水设计

2.1 井型选择与井点结构该场地地下水为松散层潜水，含水层多为细砂、中粗砂结构，降水深度5m 以上，采用轻型井点降水，沿基槽周边每隔20m 设置一个降水井点，运用动力集水原理，用潜水泵不断抽取管井内的积水来降低地下水位。井管用材采用直径250mm 的乔式钢管滤水管，管长25m，为保证滤水速度快，降水效果好，井管全部采用滤水花管，为防止细砂渗入井内，钻孔直径比井管外径大200mm，周边用2-15mm 的砾石填充作为过滤层，离地面0.5m 范围内用粘土回填并夯实。

2.2 渗透系数K 值的确定渗透系数K 值依据周边工程和近年来降水作业的经验值确定K 值为20。

2.3 降水计算

2.3.1 涌水量：假想半径：x0=（F/π）1/2=（6701/3.14）1/2=46.2m。降水深度取：5m。抽水影响半径：R0=1.95s（HK）1/2=1.95×5×（18.19×20）1/2=186m。根据施工降水经验取R=186×0.8=149m。Q=1.366K（2H-S）S（lgR-lgx0）1/2=1.366×20×（2×18.19-6）×6（lg149-lg46.2）1/2=8287m3/d=0.088m3/s

2.3.2 降水井点数计算选用50T/h×40 米扬程的水泵工作，每天每个井点极限抽水量为720m3/d，其降水井点数n=（8287m3/d）/（720m3/d）=11.5（眼）。通过计算并结合现场实际情况，沿基坑周边井距348/12=29m，布设12 眼降水井点。

2.3.3 管井井点布置及校核基槽开挖平面为不规则形状，计算时类似取为矩形，综合考虑目前为汛期及其它不确定、不可预见等因素的影响，井点实际布置间距取25m，经多次拭排确定设348/25=14 眼井，井深24m。

14 个管井井点距建筑物中心的距离：

总涌水量：

与上面公式计算的总涌水量相符合，故总涌水量、管井井点数和布置距离基本满足本工程降水要求。

3 轻型井点施工

3.1 施工机具及材料在轻型井点降水的过程中，主要采用的施工机具设备有：滤管、井点管、弯联管、总管、抽水设备、移动机具、水枪、蛇形高压胶管、高压水泵等。主要材料有：粗砂与豆石，不得采用中砂，严禁使用细砂，以防堵塞滤管网眼。

3.2 技术准备 ①详细查阅工程地质勘察报告，了解工程地质情况，分析降水过程中可能出现的技术问题及采取的措施。②凿孔设备与抽水设备检查。

3.3 井点安装

3.3.1 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。

3.3.2 井点管埋设根据建设单位提供的测量控制点，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。

用绞车将简易井架移到井点位置，将套管水枪对准井点位置，启动高压水泵，水压控制在0.4～0.8MPa，在水枪高压水射流冲击下套管开始下沉，并不断地升降套管与水枪。冲击孔的成孔直径应达到300～350mm，保证管壁与井点管之间有一定间隙，以便于填充砂石，冲孔深度应比滤管设计安置深度低500mm 以上，以防止冲击套管提升拔出时部分土塌落，并使滤管底部存有足够的砂石。

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，应拔出冲击管，通过单滑轮，用绳索提起井点管插入井孔，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。

3.3.3 管路安装首先沿井点管线外侧，铺设集水毛管，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。

3.3.4 检查管路检查集水-下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，发现这种情况应重新连接或用油腻子堵塞，重新拧紧法兰盘螺栓和胶管的铅丝，直至不漏气为止。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。在水泵进水管上安装一个真空表，在水泵的出水管上安装一个压力表。为了观测降水深度是否达到施工组织设计的要求，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。

3.3.5 抽水轻型井点管网全部安装完毕后进行试抽。当抽水设备运转一切正常后，整个抽水管路无漏气现象，可以投入正常抽水作业。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。