對(duì)輕型井點(diǎn)降水系統(tǒng)設(shè)計(jì)的研究

摘 要本文對(duì)輕型井點(diǎn)降水系統(tǒng)進(jìn)行了介紹，通過對(duì)工程實(shí)例的施工方案的設(shè)計(jì)計(jì)算，對(duì)相類似的工程提供了很好的借鑒作用。

關(guān)鍵詞輕型井點(diǎn);設(shè)計(jì);施工

中圖分類號(hào)TU7文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A文章編號(hào)1673-9671-(2009)121-0021-01

1井點(diǎn)系統(tǒng)的類型

井點(diǎn)降水就是在基坑開挖前，先在基坑周圍埋設(shè)一定數(shù)量的濾水管(井)，利用抽水設(shè)備抽水，使地下水位降落在坑底以下，直至地下工程施工完畢為止。

井點(diǎn)降水有輕型井點(diǎn)、噴射井點(diǎn)、電滲井點(diǎn)和管井井點(diǎn)等。一般根據(jù)土的滲透系數(shù)、降水深度、設(shè)備條件及經(jīng)濟(jì)比較等因素確定，可參照《建筑地基基礎(chǔ)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》(GB50202-2002)表7.8.2選擇。

2輕型井點(diǎn)系統(tǒng)組成

輕型井點(diǎn)系統(tǒng)，就是沿基坑四周將許多井點(diǎn)管埋入蓄水層內(nèi)，井點(diǎn)管上部與總管連接，通過總管利用抽水設(shè)備將地下水從井點(diǎn)管內(nèi)不斷抽出，將原有的地下水位降至坑底以下(0.5-1m)。此種方法用于土壤的滲透系數(shù)為10-2-10-5cm/s的土層中。

輕型井點(diǎn)設(shè)備主要包括:井點(diǎn)管、濾管、集水總管、彎聯(lián)管及抽水設(shè)備等。濾管直徑為38-50mm，長(zhǎng)度為1-1.5m。井點(diǎn)管直徑為38-50mm，其長(zhǎng)度為3-7m，可整根或分節(jié)組成。井點(diǎn)管的上端用彎聯(lián)管與總管相連。彎聯(lián)管裝有閥門，以便檢修井點(diǎn)。近年來有的彎聯(lián)管采用透明塑料管，可隨時(shí)觀察井點(diǎn)管的工作情況，有的采用橡膠管。

集水總管為內(nèi)徑100-127mm的無縫鋼管，每節(jié)長(zhǎng)4m，其間用橡皮套管聯(lián)結(jié)，并用鋼箍箍緊，以防漏水。總管上還裝有與井點(diǎn)管聯(lián)結(jié)的接頭管，其間距為0.8、1.2、1.6、2.0m。

輕型井點(diǎn)設(shè)備的主機(jī)由真空泵、離心水泵和水氣分離器組成，稱真空泵輕型井點(diǎn)。

如果輕型井點(diǎn)設(shè)備的主機(jī)由射流泵、離心泵、循環(huán)水箱等組成，則稱為射流泵輕型井點(diǎn)。利用離心泵將循環(huán)水箱中的水送入射流器內(nèi)，由噴嘴噴出時(shí)，由于噴嘴處斷面收縮而使水流速度驟增，壓力驟降，使射流器空腔內(nèi)產(chǎn)生部分真空，把井點(diǎn)管內(nèi)的氣、水吸上來進(jìn)入水箱，待水箱內(nèi)的水位超過泄水口時(shí)即自動(dòng)溢出，排到指定地點(diǎn)。

3輕型井點(diǎn)的計(jì)算

某筏板基礎(chǔ)施工，筏板尺寸為20m×35m，基底標(biāo)高為-4.500米，自然地坪為±0.000;經(jīng)工程勘測(cè)得知地質(zhì)情況如下:地下表層土為0.8-0.9m厚的雜填土，其下為含粘土的粗砂土層(滲透系數(shù)K=30m/d)，地面以下12m為不透水層;地下水位在地面以下1.05m處，要求:(1)輕型井點(diǎn)系統(tǒng)的布置;(2)計(jì)算涌水量;(3)確定井點(diǎn)管數(shù)量和間距。

分析:首先選擇井點(diǎn)管尺寸，而后對(duì)井點(diǎn)系統(tǒng)進(jìn)行布置和計(jì)算。在此取井點(diǎn)管長(zhǎng)6m、直徑50mm;濾管長(zhǎng)1.2m直徑50 mm;

3.1井點(diǎn)系統(tǒng)的布置

根據(jù)筏板基礎(chǔ)的尺寸，確定基坑下口尺寸:筏板基礎(chǔ)每邊留0.6m的工作面，則下口為21.2×36.2m2。顯然基坑長(zhǎng)寬比小于5，基坑寬度21.2小于2倍的抽水影響半徑(見后計(jì)算)，而且挖土機(jī)選用了反鏟挖土機(jī)，基坑深4.5m，不需分層開挖，所以該基坑可以采用環(huán)狀(不開口)井點(diǎn)布置。

3.1.1 井點(diǎn)管平面布置

井點(diǎn)管距離基坑邊1.0 m布置。這樣，基坑短邊井點(diǎn)管中心至基坑中心的水平距離為:L=(20/2+0.6)+4.5×0.5+1.0=13.85m

3.1.2 井點(diǎn)管埋設(shè)深度布置

井點(diǎn)管上端外露地面0.2m。

H′≥H1+h+IL，所以h≤H′-H1-LI

h=(6-0.2)-4.5-13.85×1/10=-0.085m<0.5m(要求降水深度為基坑中心下不小于0.5m)

可見直接將總管埋設(shè)在自然地面不能滿足降水深度要求，故改為先挖去一層土，使總管埋設(shè)面降低1.0m。由于已接近地下水位面而且比自然地面低，所以在施工中要注意在挖去土的溝中布置一些集水井，用于排除匯集的地表水和可能出現(xiàn)的上涌地下水。此時(shí)降水后距基坑中心處h為:

L=(20/2+0.6)+(4.5-1.0)×0.5+1.0=13.35m

h=(6-0.2)-(4.5-1.0)-13.35×1/10=0.965m>0.5m(滿足要求)

此時(shí)基坑中心處的水位降落值:S=4.5+0.965-1.05=4.415m

井點(diǎn)管內(nèi)水位降落值:

或

3.2計(jì)算涌水量

由上計(jì)算知濾管下端在地面以下:1.0+5.8+1.2=8m，而不透水層位于-12.0m處。故水井類型為無壓非完整井，需確定抽水有效影響深度H0。

，查表(如《建筑施工手冊(cè)》中)插入算得:

所以取H0=H=10.95m

環(huán)形井點(diǎn)的假想半徑

其中F=(20+0.6×2+3.5×0.5×2+1.0×2)×(35+0.6×2+3.5×0.5×2+1.0×2)=26.7×41.7=1113.39m2

基坑涌水量:

3.3確定井點(diǎn)管數(shù)量n和間距D

;取D=1.2米，則需井點(diǎn)管114根。

3.4抽水設(shè)備選用

抽水設(shè)備所帶動(dòng)的總管長(zhǎng)度為136.8m，所以選兩臺(tái)W5型干式真空泵，所能帶總管100×2=200>136.8 m，所能帶井點(diǎn)80×2=160>114根(或選四臺(tái)QJD-45型射流泵，排水量45×4=180m3/h>3440/24=143 m3/h，所能帶井點(diǎn)40×4=160>114根)。

水泵所需流量:Q1=1.1Q=1.1×1649.5m3/d=1814.45m3/d

水泵的吸水揚(yáng)程:hs≥h+Δh=(6.0-0.2)+1.2m=7.0m

根據(jù)Q1、Hs可查表(如《建筑施工手冊(cè)》中)確定離心泵型號(hào)。

4井點(diǎn)管的使用

輕型井點(diǎn)系統(tǒng)抽水的時(shí)候，應(yīng)該連續(xù)抽水。中間不能停止，否者下部的濾管會(huì)堵塞，抽出泥沙，造成附近建筑和地下的管線發(fā)生沉降、位移。同時(shí)中途由于某些原因停工(比如工地停電)，則會(huì)導(dǎo)致地下水的回升，基底隆起等事故。施工中應(yīng)調(diào)節(jié)泵的排水量，目的使水流勻速。正常的出水規(guī)律是“先大后小，先混后清”。因?yàn)槌槌龅氖撬旌象w，所以真空度是判斷整個(gè)系統(tǒng)工作正常與否的關(guān)鍵，必須經(jīng)常檢查。造成真空度不足的主要原因是井點(diǎn)管封口不嚴(yán)，有漏氣，應(yīng)及時(shí)采取措施補(bǔ)救。

在抽水過程中，應(yīng)檢查有無“死井”(由于是地下水，正常情況下用手觸摸管壁時(shí)，應(yīng)有冬暖夏涼的感覺)的現(xiàn)象，如發(fā)現(xiàn)死井過多，地下水位下降不明顯時(shí)，應(yīng)逐個(gè)用高壓水沖洗或拔出重新埋設(shè)。

井點(diǎn)系統(tǒng)的拆除必須在地下室或地下結(jié)構(gòu)物竣工并將基坑進(jìn)行回填土后，計(jì)算最大地下水的浮托力小于已施工的結(jié)構(gòu)自重后方可拆除，且底板混凝土必須要有一定的強(qiáng)度，防止因水浮力引起地下結(jié)構(gòu)浮起或破壞底板。拔管后所留的孔洞應(yīng)用砂或土填塞，對(duì)有防滲要求的地基，地面以下2m范圍用粘土填塞密實(shí)。

參考文獻(xiàn)

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