新型真空泵輕型井點降水組合法的研究應(yīng)用

馬軍堯

【摘 要】井點降水對處于地下水位以下施工的基坑有消除流砂、穩(wěn)定邊坡的作用，能為基礎(chǔ)施工提供干作業(yè)的施工條件。通過對新型真空泵輕型井點降水組合法的研究，文中新型真空泵輕型井點降水組合法在該工程中成功應(yīng)用，該降水方法的主要特點是采用了新型的PP-R管作為井點管，采用真空泵搭配7.5KW高速電機(jī)作為抽水設(shè)備，選用高壓式離心泵作為沖孔設(shè)備，快速有效地降低了地下水位，保證了工程的順利施工，為類似工程的施工積累了一系列經(jīng)驗。

【關(guān)鍵詞】新型；真空泵；輕型；井點；降水

0 工程概況

工程為開封市某化工廠二期工程，根據(jù)工程挖土深度并減少降水成本，本方案考慮選用環(huán)形輕型井點降水。工程基坑長約200m，寬約50m，面積約10000平方米，基礎(chǔ)挖深約現(xiàn)狀自然地坪以下約2.7m。本工程地質(zhì)條件第一層為粉質(zhì)粘土厚約0.6m，第二層為細(xì)砂粉土，含水率57.5%，地下水位距地表0.7-1m。

1 確定方案

本工程基坑面積較大，地下水位較高，土質(zhì)為粉質(zhì)粘土和細(xì)沙含水率極高，如果降水不到位，開挖后會造成發(fā)生流砂、管涌現(xiàn)象、坑底回彈隆起和塌方等不良現(xiàn)象，危及基坑安全，為此我們結(jié)合實際情況進(jìn)行分析，采用傳統(tǒng)的基坑降水（排水溝排水、集水井集水、污水泵抽水）的方法時需挖至設(shè)計基底標(biāo)高以下才能進(jìn)行抽水，且在本工程地質(zhì)條件下易塌方，采用污水泵進(jìn)行抽水時需專人盯班作業(yè)，操作復(fù)雜，安全系數(shù)低，人工費(fèi)機(jī)械費(fèi)高。而采用新型真空泵搭配7.5KW高速電機(jī)同采用PP-R管材的輕型井點降水組合法在基坑土方開挖前即可進(jìn)行降水，很容易降低淺層水的地下水位，降低土體的含水率，提高土體的抗剪強(qiáng)度和穩(wěn)定性，防止發(fā)生流砂、管涌、坑底回彈隆起和塌方現(xiàn)象[1]。

選用高壓式離心泵作為沖孔設(shè)備，可以加快沖孔速度，防止了因成孔時間過長造成的塌孔現(xiàn)象。

采用新型的PP-R管作為井點管，可以節(jié)約成本，另外該種管材重量較輕操作方便，加工、安裝較鋼管簡單。

采用真空泵搭配7.5KW高速電機(jī)作為抽水設(shè)備，大大提高了抽水速度。

2 施工工藝

2.1 施工準(zhǔn)備

2.1.1 施工機(jī)具

1）井點管：用直徑？椎32的新型管材（PP-R管材），每根長約4.0m，下端裝1.0～1.2m長的濾管。

2）連接管：用40mm的透明塑料管與集水總管連接。

3）集水總管：用直徑？椎76mm的鋼管或HDPE管材分段連接，每節(jié)長4.0～6.0m。每隔1.5m設(shè)一個連接井點管的接頭。

4）選用真空泵搭配7.5KW高速電機(jī)。

5）沖孔設(shè)備：選用高壓式離心泵。

6）井點設(shè)備配電柜：均按國家現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)及建設(shè)單位要求配置。

2.1.2 材料：粗砂與豆石，不得采用中砂，以防堵塞慮管網(wǎng)眼。

2.1.3 技術(shù)準(zhǔn)備

詳細(xì)查閱工程地質(zhì)勘察報告，了解工程地質(zhì)情況，分析降水過程中可能出現(xiàn)的技術(shù)問題和采取的對策。沖孔設(shè)備與抽水設(shè)備檢查。

2.2 工藝流程

確定井點降水的形狀（環(huán)形）—測量放線—挖井點溝槽—沖孔—下設(shè)吸水井點管—灌填粗砂濾料—鋪設(shè)集合水管—連接集合水管與井點管—安裝抽水設(shè)備—試抽與檢查—正式抽水—基礎(chǔ)施工完后撤離井管。

2.3 井點降水施工技術(shù)[2]的實施

2.3.1 確定井點的布置形狀為環(huán)形：考慮工程位置，對照地質(zhì)資料，為確保基坑開挖質(zhì)量，在土方開挖之前依次安裝井點設(shè)備。

2.3.2 測量放線，挖溝槽

按確定的井點布置形狀，放出土建基礎(chǔ)線后，考慮到現(xiàn)場土質(zhì)情況，為方便安裝井點管，應(yīng)用挖掘機(jī)開挖需布置井點管位置的溝槽（挖至原土），井點管位置距基礎(chǔ)施工邊線不小1.5m。（距離過小則不利于形成真空）

2.3.3 沖孔、埋設(shè)井點管、灌填粗砂濾料、沖洗井管

將水槍對準(zhǔn)井點位置，啟動高壓水泵，水壓控制在0.4～0.8MPa，在水槍高壓水射流沖擊下水槍開始下沉，沖孔到底標(biāo)高后，再將水槍上提1m，再沖孔一遍后成孔（擴(kuò)大井點濾層用）。沖擊孔的成孔直徑應(yīng)達(dá)到300，保證管壁與井點管之間有一定間隙，以便于填充砂石，沖孔深度應(yīng)比濾管設(shè)計安置深度低500mm以上，以防止沖擊套管提升拔出時部分土塌落，并使濾管底部存有足夠的砂石。

井點管埋設(shè)之前，用布頭或麻絲塞住管口，以免埋設(shè)時雜物掉入關(guān)內(nèi)。井孔沖成后，立即拔出沖管，插入井點管，在井點管與孔壁之間根據(jù)現(xiàn)場情況選擇性執(zhí)行回填粗砂濾層，以防孔壁塌土。

每根井點管埋設(shè)后，將Φ15mm的膠管插入井點管底部進(jìn)行注水清洗，直到流出清水為止，避免出現(xiàn)“死井”。并應(yīng)及時檢驗滲水性能，向管內(nèi)灌水時，很快下滲方為合格。

2.3.4 敷設(shè)集合水總管、連接抽水設(shè)備

敷設(shè)集合水總管前，必須對集合水總管進(jìn)行清洗，對其它部件進(jìn)行檢查清洗。井點管與集合水總管之間用橡膠軟管連接，并用塑料薄膜綁牢（處理方便），確保其密閉性。最后安裝抽水設(shè)備。主管路的流水坡度按坡向泵房5‰的坡度并用磚將主干管墊好。并作好冬季降水防凍保溫。

2.3.5 進(jìn)行試抽、檢查

井點系統(tǒng)安裝完，及時試抽，并檢查接頭質(zhì)量、井點出水狀況和抽水機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)情況等，如發(fā)現(xiàn)漏氣和死井，應(yīng)立即處理。每套機(jī)組所能帶動的集合水管總長度必須嚴(yán)格按機(jī)組功率及試抽確定。試抽合格后，井點孔口到地面下1m的深度范圍內(nèi)，用粘土填塞嚴(yán)密，以防漏氣。

2.3.6 正式抽水：當(dāng)抽水設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)一切正常后，整個抽水管路無漏氣現(xiàn)象，可以投入正常抽水作業(yè)。開始抽水后一般不應(yīng)停抽、時抽時止，濾網(wǎng)易堵塞，也易抽出土粒，并引起附近建筑物由于土粒流失而沉降開裂。正常排水應(yīng)是細(xì)水長流，出水澄清（出水規(guī)律應(yīng)先大后小，先渾后清）。設(shè)置監(jiān)測孔，派專人監(jiān)測水位，發(fā)現(xiàn)情況及時上報。并做好井點降水施工記錄。開機(jī)后一個星期后將形成地下降水漏斗，并趨向穩(wěn)定，土方工程可在降水10d后開挖。

2.3.7 撤離井管，待土建基礎(chǔ)進(jìn)度至±0m以上，且地下部分混凝土凝固、模板拆除、土方回填完畢后本次降水工程結(jié)束。

2.4 注意事項

2.4.1 本次井點設(shè)備的布置應(yīng)考慮預(yù)留施工通道，以方便設(shè)備及材料的出入。

2.4.2 為保證過路的排水管道不被施工車輛碾壓，因此挖溝將管放置地下，并加以套管保護(hù)。

2.4.3 當(dāng)施工中遇到基坑內(nèi)明水較多時，采取潛水泵直接抽取或利用井點管敷設(shè)槽底的方法進(jìn)行抽取。

2.5 成品保護(hù)

2.5.1 井點成孔后，應(yīng)立即下井點管并填入濾料，以防塌孔。

2.5.2 井點管埋設(shè)后，管口要用木塞堵住，以防異物掉入管內(nèi)堵塞。

2.5.3 井點使用應(yīng)保持連續(xù)抽水，并設(shè)備用電源，以避免泥渣沉淀淤管。

2.5.4 冬期施工，井點聯(lián)結(jié)總管上要覆蓋保溫材料，或回填30cm厚以上干松土，以防凍壞管道。

3 效益分析

新型真空泵輕型井點降水組合法摒棄了傳統(tǒng)工藝施工速度慢，施工成本高，施工工藝復(fù)雜，延誤工期等缺點。在采用了合理的真空泵輕型井點降水組合法后，很快降低淺層水的地下水位，降低了土體的含水率，提高了土體的抗剪強(qiáng)度和穩(wěn)定性，防止了流砂、管涌現(xiàn)象、坑底回彈隆起和塌方的發(fā)生。不但大大節(jié)約了人工費(fèi)和機(jī)械費(fèi)，而且縮短了工期，為項目節(jié)約了大量成本，在建筑施工中取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益、安全效益和社會效益，為公司發(fā)展做出了應(yīng)有的貢獻(xiàn)。

【參考文獻(xiàn)】

[1]江正榮.建筑地基與基礎(chǔ)施工手冊[M].2版.中國建筑工業(yè)出版社，2005（5）.

[2]宋功業(yè).井點降水施工技術(shù)與質(zhì)量控制[M].1版.中國電力出版社，2014（1）.