临水驳岸井点降水设置的几点思考

徐海兵 刘依 郭生昌

【摘要】由于临水驳岸的基础底板经常位于地下水位之下，并且挡水侧需要面临河水的水压作用，在其建设过程中，经常需要采取一些特殊的止水、降水措施，以保证正常的干地施工条件，确保驳岸施工顺利进行；本文结合实际项目，在施工过程中对设计单位提出的井点降水方案， 经过深入思考，并调整井点降水设置方案，成功解决了施工中碰到的问题，经过实践检验，证明采取的调整方案效果良好。

【关键词】临水驳岸；井点降水；围堰；基槽开挖

1、引言

井点降水作为降低水位、减少水压，防止管涌形成、形成干地施工条件的重要措施之一，在市政、水运、民建等基础建设工程中有着悠久的历史和广泛的应用；尤其在临水驳岸的建设中，有其独特的优势。

井点降水的原理是沿开挖基坑四周或一侧，每隔一定距离插入井点管（常用直径38～51mm的钢管），把井点管官底埋至深于坑底的主要透水层内，井点管上部与总管连接，总管与抽水设备（真空泵）连接，利用抽水设备将地下水从井点管内不停抽出，使原有地下水降至井点管底以下。使施工作业面能够保持干地施工的条件。

对临水驳岸来说，一方面基础底板的设置标高比较低，经常性位于地下水位之下，另一方面，作为临水驳岸，不可避免，面临河道水压的作用，因此，临水驳岸在施工过程中也会涉及河道的止水、降压过程；临水驳岸在基槽开挖过程中的降水、止水、减压稳定等措施密不可分。通常情况下，对临水工程，第一道防线是设置临时挡水围堰，初步形成干地施工的作业条件。在此基础上，结合工程的实际条件，因地制宜的设置降水、止水、减压的措施，以满足整个施工过程中干地施工的条件，但往往由于客观条件的限制，比如场地狭窄、地质条件的限制；施工条件和施工工艺的制约，施工成本控制等因素，需要把两者结合起来考虑。

本文结合“大芦线（闵行段）2标航道整治工程”，在施工过程中对设计单位提出的井点降水方案， 经过深入思考，并调整井点降水设置方案，具有降水、止水效果良好、施工工艺占有空间小、施工成本低、工期短、施工便利等优点，成功解决了施工中碰到的问题，通过实践检验，证明施工中采取的井点降水方案效果良好。现把有关思考介绍如下，旨在为类似项目的设计与施工提供参考和借鉴。

2、工程概况

2.1 設计概要

“大芦线（闵行段）2标航道整治工程”的航道按III级航道标准建设，属于闸控水位，航道底宽64米，航道布置顺直，航道面宽102米，航道底标高-2.0m，泊位底标高-1.5m，航道陆域控制线宽度15.0米，航道疏浚边坡1：3。驳岸采用低桩承台结构。

2.2 主要设计条件

1）.水文条件

设计水深：4.00m；

最高通航水位：+3.20m（基准面为佘山吴淞零点，下同）；

设计最低通航水位：+2.00m；

平均水位：+2.80m

2）.地质条件

根据建设单位提供的大治河沿线地质勘探资料，该驳岸区域的地质分层如下，典型的地质参数指标见表一。

（1） ①层：填土；

（2） ③1层：淤泥质粉质粘土；

（3） ③2层：砂质粉土；

（4） ③3层：淤泥质粉质粘土

2.3 驳岸结构设计

设计驳岸采用钢筋混凝土低桩承台结构方案，其中驳岸挡墙顶面标高+3.80m，驳岸底板底标高+0.50，底板前沿设置防冲刷趾坎，底标高+0.00m；考虑到地下水位比较高，在驳岸挡墙的后沿设置单排轻型井点降水（按60m设置一套，井点管长度为7.00m，间距1.20m，井点管底标高-3.00m）以降低施工期间的地下水位。设计提供的“设计驳岸结构及井点降水剖面图”详见下图。

3、施工条件分析

根据设计单位提供的驳岸断面施工图，结合现场的水文条件，可以看出本驳岸临水侧面临大治河，驳岸的基础底板底标高+0.50m，底板前沿设置防冲刷趾坎，底标高+0.00m；远在大治河常水位（+2.80m）之下，因此，要形成驳岸的干地施工条件，设置临时挡水围堰是必要的，本工程在驳岸施工时采用了圆木桩填土临时挡水围堰进行止水，具体设置详见图二。

同时，由于上海地区地下水位比较高，根据地质勘查资料，本工程地下水位常年位于+2.85m左右，因此，设计单位考虑在驳岸后岸侧设置井点降水方案，以减低地下水位至驳岸底板以下，形成干地施工条件。但本工程的特殊性在于驳岸基础底板要形成干地施工条件，不仅要考虑地下水位的影响，还要考虑大治河水位和地质条件的影响，因为在驳岸的基础底板以下有一层③2层砂质粉土的较强透水层稳定存在，临时挡水围堰基本能够隔断大治河的水不进入开挖基槽，但由于水压的作用，不排除大治河的水通过③2层砂质粉土渗漏，甚至发生管涌的问题，在本工程的其他标段，也确实发生过基槽透水和管涌的情况，因此，从现实的条件考虑，为有效减低施工过程中渗漏的风险，对设计单位提供的井点降水方案，确实有值得思考和商榷的地方。

4、施工过程中对井点降水方案的几点思考和建议

4.1 对井点降水布设位置的思考

井点降水布设的位置是本工程施工能否顺利完成的关键因素之一，设计单位把井点降水布设在驳岸岸侧，主要的目标是降低墙后的地下水位，而大治河水的防渗漏问题主要依靠施工临时挡水围堰来解决，这样的井点降水布设位置有值得思考的地方。井点降水布置在驳岸岸侧可以实现减低地下水位至基础底板以下，但由于井点管位置离围堰挡水侧的距离较大，无法实现在大治河水压作用下，地基土水压的释放和渗漏问题，需要挡水围堰有足够强大的止水功能，比如采用钢板桩围堰的方案，穿透③2层砂质粉土的强透水层进行有效止水；但从施工的角度来看，需要的成本代价是昂贵的；如若把井点降水位置前移至驳岸前沿，结合临水挡水围堰进行布设，则不仅可以有效降低地下水位，而且可以实现在河道水压作用下，地基土水压的释放和渗漏问题，形成干地施工条件，减少施工中地基土的渗漏风险。

4.2 对井点降水管底标高设置的思考

井点降水管底标高的设置是本工程施工能否顺利完成的又关键因素之一，设计单位提供的井点降水管底标高位于-3.00m，在基础底板以下3.50m，位于③3层：淤泥质粉质粘土层内，该层渗透系数不大，由于井点管底标高比较低，已经穿透了土层中渗透系数比较大的③2层：砂质粉土，降水效果不能充分发挥，不尽合理。从规范要求的角度考虑，只要能把地下水位降低至基础底板以下0.5m，就可形成干地施工条件，没有必要把井点管管底设置在基础底板以下3.50m的位置；从现场的地质条件来看，土层中渗透系数比较大的③2层：砂质粉土正好位于基础底板以下，厚度有1.60m，因此，把井点管管底标高设置在该层内合适的位置，可以有效降低地下水位，同时又能满足规范规定的要求，因此，在实际的施工过程中，把井点管管底标高设置在③2层：砂质粉土内，标高位于-1.50m～-1.00m之间还是比较合适的，能比较充分发挥井点管的降水要求效果，达到干地施工的要求。

4.3 对井点降水施工工艺的思考

基于上述两点的思考，考虑到河道水压对地基土的作用和地基土承载力的问题，为进一步确保施工过程中尤其是河道中水的防渗漏的安全、形成稳定的干地施工条件，对井点降水在施工工艺上也做了一些深入的思考，一般来说，井点降水是通过井点管管底抽水，为了增大井点管的抽水力度，在井点管的侧面也开孔透水，并用纱布隔离，防止土颗粒杂质进入井点管堵管；减少单套井点管的管井数量和布置间距，增大抽水真空泵的功率，达到有效抽水、释压的目的；同时，在每套井点管的中间位置设置观测井点管，随时通过观测井规则地下水位的情况，确保施工中的渗漏情况的出现。

5、对井点降水方案的调整和优化

基于上述对设计单位提出的井点降水方案的思考，结合现场的自然条件和实际施工条件，经过与设计单位、监理单位的深入沟通、征得同意后，决定对井点降水方案进行调整和优化，调整优化后的井点降水方案布置剖面图详见图三。

主要的调整和优化内容简述如下：

1）对设计单位推荐的井点管位置进行调整，由驳岸挡墙的后沿移到前沿，有两个目的，其一是解决施工作业面的干扰问题；其二是解决驳岸挡墙临水侧的降水、减压问题。

2）对降水井点管的间距进行调整（由原来的1.20m调整为1.50m），同时减少单套井点降水管的布设长度（由一般的单套长度60m调整为45m），加大抽水真空泵得功率，以提高单套降水井点管的降水、减压能力。

3）对降水井点管采取降低管顶标高（由原来的+4.0m标高降低到+2.50～3.00m），同时对降水井点管采取提高管底标高（由原来的-3.00m标高抬高到-1.00～-1.50m），减少井点管的长度，节约井点管的材料用量；避免井点管标高过高对施工的干扰，造成施工不便；避免井点管穿透渗透系数比较大的③2层砂质粉土层，充分发挥井点降水管的降水、减压作用。

4）对降水井点管的材质进行调整，由一般的钢管调整为PVC塑料管，以便于现场制作和节约成本；把降水井点管单一的管底降水方式调整为管底和管壁四周开小孔同时降水的方式降水，充分发挥井点降水管的降水能力、减压作用。

5）在每套井点降水管中间部位设置井点管水位监测井，以便于动态监测基槽开挖过程中的地下水位情況，并判断是否满足基槽开挖的条件。

6、结语

在对设计提出的井点降水方案进行深入思考分析的基础上，结合项目的实际情况，果断对井点降水方案进行优化、调整、改进，并在征得设计单位和监理单位同意后，按照优化调整后的井点降水方案付诸实施，从根本上消除了驳岸基槽开挖引起渗漏问题的隐患；为确保后续干地施工创造了有利的条件、为施工的顺利进行，提供了有力的保障；目前本工程施工已经完成，从始至终基本没有出现透水渗漏问题，从实践上证明了本工程采取的井点降水调整优化方案是合理、恰当的；在降低施工成本，保障工期等方面起到了重要的作用，因此，在施工过程中，如何结合项目的实际情况，通过深入思考，采取合理、有效的解决措施，是值得令人深思的问题。希望本文能够为解决类似工程问题提供借鉴和参考。

参考文献：

[1] 上海勘测设计研究院.大芦线航道整治二期工程（闽行浦江段）2标工程施工图设计文件.2013，04.

[2] 上海海洋地质勘察设计有限公司.大芦线航道整治二期工程（大治河段）1标岩土工程勘察报告（详勘）.2014，4，18.

[3] 上海航道工程总承包有限责任公司.大芦线航道整治二期工程（闵行浦江段）2标工程施工组织设计文件.2013，9，13.