轻型井点降水实例分析

轻型井点降水实例分析

摘要：轻型井点降水速度快,施工简便,安全可靠,水位方便控制,已越来越被人们广泛的应用.本文结合某厂房工程成功的工程实例作简要介绍.

关键字：轻型井点，降水

在基础工程施工中经常会遇到地下水的问题，特别是在市区繁华地段施工，基坑面积大，深度大时更为棘手，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，这种情况屡见不鲜。

轻型井点是沿基坑四周每隔一定距离埋入井点管（直径38--51MM，长5--7M的钢管）至蓄水层内，利用抽水设备将地下水从井点管内不停抽出，使原有地下水降至坑底以下。在施工过程中要不断的抽水，直至施工完毕。

工程概况：

某厂房设备基础施工，基坑底宽8m，长12m，基坑深4.5m，挖土边坡1:0.5，基坑平、剖面如下图所示。经地质勘探，天然地面以下1m为亚粘土，其下有8m厚细砂层，渗透系数K=8m/d,细砂层以下为不透水的粘土层。地下水位标高为－1.5m。采用轻型井点法降低地下水位。

一、轻型井点的设计

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。

4）抽水设备选用。

1）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，表层土挖去0.5m，则基坑上口平面尺寸为12m×16m，布置环形井点。总管距基坑边缘1m，总管长度

L=[(12+2)+(16+2)]×2=64(m)

水位降低值

S=4.5-1.5+0.5=3.5(m)

采用一级轻型井点，井点管的埋设深度（总管平台面至井点管下口，不包括滤管）

HA3H1+h+IL=4.0+0.5+×()=5.2(m)

采用6m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5.8m（不包括滤管）大于5.2m，符合埋深要求。

井点管及滤管长6＋1＝7m，滤管底部距不透水层1.70m（（1+8）-（1.5+4.8+1)=1.7），基坑长宽比小于5，可按无压非完整井环形井点系统计算。

2)．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（式1—23）进行计算Q=

先求出H0、K、R、x0值。

H0：有效带深度，按表1－16求出。

s’=6-0.2-1.0=4.8m。根据查1－16表，求得H0：

H0=1.85（s￠+1）=1.85（4.8+1.0）=10.73（m）

由于H0>H(含水层厚度H=1+8-1.5=7.5m)，取H0=H=7.5（m）

K：渗透系数，经实测K=8m/d

R：抽水影响半径，（m）

x0：基坑假想半径，x0=（m）

将以上数值代入式1—28，得基坑涌水量Q：

Q==1.366×8×（m3/d）

3）计算井点管数量及间距

单根井点管出水量：

q=65pdl=65×3.14×0.05×1.0×=20.41（m3/d）

井点管数量：

n=1.1?31（根）

井距：

D=?2.1（m）

取井距为1.6m，实际总根数40根（64÷1.6=40)。

4）抽水设备选用

抽水设备所带动的总管长度为64m。选用W5型干式真空泵。所需的最低真空度为：hk=10×(6+1.0)=70(KPa)

所需水泵流量：

Q1=1.1Q=1.1×570.6=628（m3/d）=26（m3/h）

所需水泵的吸水扬程：

Hs36+1.0=7(m)

根据Q1、Hs查表得知可选用2B31型离心泵。

二、轻型井点施工

1、施工准备

施工机具

1）滤管：φ38～55，壁厚为3.0mm的无缝钢管或镀锌管，长2.0m左右，一端用厚为4.0mm的钢板焊死，在此端1.4m长范围内，在管壁上钻φ15mm的小圆孔，孔距为25mm，外包两层滤网，滤网采用编织布，外部再包一层网眼较大的尼龙丝网，每隔50～60mm用10号铅丝绑扎一道，滤管另一端与井点管进行连接。

2）井点管：φ38～55，壁厚为3.0mm的无缝钢管或镀锌管。

3）连接管：透明管或胶皮管，与井点管和总管连接，采用8号铅丝绑扎，应扎紧以防漏气。

4）总管：φ75～102钢管，壁厚为4.0mm，用法兰盘加橡胶垫圈连接，防止漏气、漏水。

5）抽水设备：根据设计配备离心泵、真空泵或射流泵，以及机组配件和水箱。

6）移动机具：自制移动式井架(采用旧设备振冲机架)、牵引力为6t的绞车。

7）凿孔冲击管：φ219×8的钢管，其长度为10m。

8）水枪：φ50×5无缝钢管，下端焊接一个φ16的枪头喷嘴，上端弯成大约直角，且伸出冲击管外，与高压胶

管连接。

9）蛇形高压胶管：压力应达到1.50MPa以上。

10）高压水泵：100TSW-7高压离心泵，配备一个压力表，作下井管之用。

2、材料

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、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。

4、平整场地

为了节省机械施工费用，不使用履带式吊车，采用碎石桩振冲设备自制简易井架，因此场地平整度要高一些，设备进场前进行场地平整，以便于井架在场地内移动。

2、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

a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。

b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。一般含砂的粘土，按经验，套管落距在1000mm之内，在射水与套管冲切作用下，大约在10～15min时间之内，井点管可下沉10m左右，若遇到较厚的纯粘土时，沉管时间要延长，此时可增加高压水泵的压力，以达到加速沉管的速度。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。该砂石滤层的填充质量直接影响轻型井点降水的效果，应注意以下几点：

（1）砂石必须采用粗砂，以防止堵塞滤管的网眼。

（2）滤管应放置在井孔的中间，砂石滤层的厚度应在60～100mm之间，以提高透水性，并防止土粒渗入滤管堵塞滤管的网眼。填砂厚度要均匀，速度要快，填砂中途不得中断，以防孔壁塌土。

3、砂石滤层的填充高度，至少要超过滤管顶以上1000～1800mm厂-般应填至原地下水位线以上，以保证土层水流上下畅通。

4、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。

3）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”。

4）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。

5）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。

在试抽时，应检查整个管网的真空度，应达到550mmHg(73.33kPa)，方可正式投入抽水

3、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。

三、注意事项：

1、土方挖掘运输车道不设置井点，这不影响整体降水效果。

2、在正式开工前，由电工及时办理用电手续，保证在抽水期间不停电。抽水应连续进行，特别是开始抽水阶段，时停时抽，会导致井点管的滤网阻塞。同时由于中途长时间停止抽水，造成地下水位上升，会引起土方边坡塌方等事故。

3、轻型井点降水应经常进行检查，其出水规律应“先大后小，先浑后清”。若出现异常情况，应及时进行检查。

4、在抽水过程中，应经常检查和调节离心泵的出水阀门以控制流水量，当地下水位降到所要求的水位后，要减少出水阀门的出水量，尽量使抽吸与排水保持均匀，达到细水长流。

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不足，应立即检查整个抽水系统有无漏气环节，并应及时排除。

6、在抽水过程中，特别是开始抽水时，应检查有无井点管淤塞的死井，可通过管内水流声、管子表面是否潮湿等方法进行检查。如“死井”数量超过10%，则严重影响降水效果，应及时采取措施，采用高压水反复冲洗处理。

7、在打井点之前应勘测现场，采用洛阳铲凿孔，若发现场内有旧基础、隐性墓地等应及早上报。

8、如粘土层较厚，沉管速度会较慢，如超过常规沉管时间时，可增大水泵压力，但不要超过1.5MPa。

9、主干管流水坡度流向水泵方向。

10、如在冬季施工，应做好主干管保温，防止受冻。

11、基坑周围上部应挖好水沟，防止雨水流入基坑。

12、井点位置应距坑边2～2.5m，以防止井点设置影响坑边土坡的稳定性。水泵抽出的水应按施工方案设置的明沟排出，离基坑越远越好，以防止渗下回流，影响降水效果。

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在井点轴线范围之外打孔，用埋设井点管相同成孔作业方法，井内填满粗砂，形成二至三排砂桩，使地层中上下水贯通。在抽水过程中，由于下部抽水，上层水由于重力作用和抽水产生的负压，上层水系很容易漏下去，将水抽走。