人工沖孔輕型井點在基坑降水工程中的應用

仲慶干

摘 要：輕型井點降水法比較廣泛使用于基坑降水工程，通過降水施工可將基坑的原地下水位降至基坑坑底以下，使基坑保持干燥狀態(tài)，從而可以改善施工條件，保證基坑的穩(wěn)定和安全。本文主要從工藝原理、施工方法、質量要求等方面敘述了人工沖孔輕型井點在太倉市規(guī)劃館工程基坑降水工程中的應用。

關鍵詞：人工；井點； 基坑； 降水

太倉市規(guī)劃館工程位于太倉市南郊科教新城江申大道、平治路交叉處，天鏡湖的西南側，總建筑面積18545平方米。規(guī)劃館主館地上三層、地下一層；地下一層（汽車庫、設備用房）、地上三層（中間設有三層通高的中庭，一層為中心模型展區(qū)；二層為專項成果展示區(qū)；三層為人防展區(qū)和展館內(nèi)辦公區(qū)）；

該工程主館設計為一層地下室，基坑實際開挖深度為2.9m，雖然沒有達到住房和城鄉(xiāng)建設部《關于印發(fā)〈危險性較大的分部分項工程安全管理辦法〉的通知》（建質[2009]87號）文件規(guī)定的深基坑標準，但由于到工程建在天鏡湖的湖畔，而且60%的施工區(qū)域都是回填而成的，為防止基坑開挖后湖水的滲入，施工總承包單位對本工程基坑的施工考慮了雙軸攪拌樁止水帷幕結合人工沖孔輕型井點降水、邊坡掛網(wǎng)噴漿的施工工藝。

根據(jù)本工程的土層情況及開挖深度分析，本工程的地下室基礎在地質報告標注的第三層土下部，該土層的土質大多為灰色粉質土，流塑性，含水量較高（W=42%），孔隙比大（e=1.2左右），土的強度低，靈敏度高，滲透性較差，加之基坑底以下的第四層為正是地下水含量最豐富的一層，這給降水帶來了一定的難度，為了保證基坑的干燥度及邊坡的穩(wěn)定性，根據(jù)理論計算及設計的要求，結合本工程降水要求的特點，確定選用人工沖孔井點降水，來降低本工程的地下水位，從而達到保持坑底干燥，便于施工，滿足基礎工程施工的要求。

1.人工沖孔輕型井點的工藝原理

1.1 在基坑開挖施工中，為了避免產(chǎn)生流砂、管涌，防止基坑坑壁土體的坍塌，保證施工安全和工程質量，一般盡量避免在水下作業(yè)。當?shù)叵滤桓哂诨用鏁r，應進行基坑降水。

1.2太倉市規(guī)劃館工程的基坑人工沖孔輕型井點降水原理系在基坑外圍、雙軸攪拌樁止水帷幕的內(nèi)側埋設井點管深入含水層內(nèi)，每兩個井點管的上端通過連接彎管與離心式自吸泵相連，離心式自吸泵再與集水總管連接，啟動抽水離心式自吸泵后，地下水便在離心式自吸泵吸力的作用下，經(jīng)井點管外側濾水層進入井點管，由離心式自吸泵抽入集水總管排出坑外，由此使地下水位降低到基坑底以下。

1.3根據(jù)人工沖孔輕型井點在太倉市規(guī)劃館工程基坑降水應用的情況來看，該施工工藝具有機具設備簡單、操作方便、降水效果好等特點，能夠有效地提高基坑邊坡的穩(wěn)定性、防止坑底流砂現(xiàn)象的發(fā)生。特別適用于滲透系數(shù)為 0.1～5.0m/d 的土層及含有大量的細砂和粉砂的土層，亦適用于明溝排水易引起流砂、塌方的基坑降水施工。

2.人工沖孔輕型井點的施工方法

2.1材料要求

2.1.1沖孔管

沖孔管為2m～2.5m長、直徑為32mm 鋼管，下端為帶有5㎜～10㎜孔錐形管尖，上端連接沖孔管直徑相匹配的塑料軟管（或膠皮管），塑料軟管（或膠皮管）的長度根據(jù)實際需要配置；

2.1.2井點管

井點管為2m長、直徑為25mm的聚乙烯PE管，下端1m長范圍內(nèi)鉆Ф5mm梅花形孔（間距100 mm），鉆孔的部位及管的下端包尼龍窗紗二層，用12號鐵絲將尼龍窗紗繞緊，上端用聚乙烯PE管連接管與水泵連接。

2.1.3連接管

連接管為直徑25mm的聚乙烯PE管，用于井點管和水泵、水泵和集排水管之間的連接。

2.1.4 集排水管

集排水管為直徑40㎜～50㎜聚乙烯PE管，水泵和集排水管之間用連接管采用三通接頭與集排水管相連。

2.2主要機具

2.2.1 離心式自吸泵

井點抽水用CPM158離心泵，每兩個井點共用一臺水泵。CPM158離心泵是一種高效家用水泵。它由微電機、離心泵和高質量的特殊機械密封組成，具有重量輕、耗電省、操作和維修方便，安全可靠等優(yōu)點。其性能參數(shù)見下表：

2.2.2 高壓水泵

100TSW-7高壓離心泵，配備一個壓力表，作下井管之用；

2.3 施工工藝

2.3.1根據(jù)地質勘探報告?zhèn)渥⒌牡叵滤簧疃取⑼恋臐B透系數(shù)和土質分布情況確定降水方案；

2.3.2井點布置根據(jù)基坑平面形狀與大小、地質和水文情況、工程性質、降水深度等而定。本工程主館基坑井點采用環(huán)形井點，平臺區(qū)沿湖側采用單排井點，井點管距坑壁不大于 0.50m，井點的間距為1.5m，埋深1.5m。應優(yōu)先采用擋水作用的支護結構，如深層攪拌樁、鋼板樁、砼灌注樁或地下連續(xù)墻等，并盡可能把降水井點立管埋設在支護墻的內(nèi)側（基坑一側），井點管的深度應淺于支護的深度。（注：本工程就是采用雙軸攪拌樁支護兼止水帷幕（樁長8 m）結合人工沖孔輕型井點降水、邊坡按照1：1.25放坡掛網(wǎng)噴漿的施工工藝。）

2.3.3 井點管施工工藝程序是：放線定位→土方預開挖→沖孔→安裝井點管→安裝離心式自吸泵→用彎聯(lián)管將井點管與水泵連接→安裝集排水管→開動離心水泵抽水→觀測地下水位變化。

2.3.4井點沖孔，人工將沖孔管對準井點位置，啟動高壓水泵，水壓控制在0.4～0.8MPa，在高壓水沖擊下沖孔管開始下沉，并不斷地升降沖孔管。在射水與沖孔管沖切作用下，大約在5～10min時間之內(nèi)，沖孔管可下沉2m左右，若遇到較厚的純粘土時，沉管時間要延長，此時可增加高壓水泵的壓力，以達到加速沉管的速度。沖擊孔的成孔直徑應達到100～150mm，保證井孔壁與井點管之間有一定間隙，以便于填充砂石，沖孔深度應比濾管設計安置深度低500mm以上，當基坑附近沒有建筑、管線、道路時，坑中井點水位應降至基坑底面以下1米為宜。endprint

2.3.5井點管埋設沿

成孔后將井點管插入井孔，使井點管露出地面500mm，然后沿井孔壁與井點管之間倒入粒徑5-15mm瓜子片，使管底有500mm高，再沿井點管四周均勻投放2-4mm粒徑粗砂，上部1.0m深度內(nèi)，用粘土填實以防漏氣。

2.3.6 離心式自吸泵安裝

井點管埋設完畢后，進行離心式自吸泵的安裝，每兩根井點管用三通與一臺離心式自吸泵，水泵和集排水管采用連接管接通。

井點管、連接管、水泵、集排水管等部件連接完畢后，即可接通電源進行試抽水，檢查有無漏氣、淤塞情況，出水是否正常。井點使用時，正常出水規(guī)律是“先大后小，先渾后清”，如不上水、或水一直較渾，或出現(xiàn)清后又渾等情況，應立即檢查、檢修后方可使用。

2.3.8 基坑降水

井點使用時，應保持離心式自吸泵連續(xù)不間斷抽水。一般連續(xù)抽水3d～5d后，基坑形成地下降水漏斗，地下水位降落、基本趨于穩(wěn)定，即可進行基礎和地下構筑物的施工。井點降水時，應對水位降低區(qū)域內(nèi)的建筑物進行沉降觀測，發(fā)現(xiàn)有沉陷或水平位移過大時，應及時采取防護技術措施。

2.3.9 井點拆除

基礎和地下構筑物的施工完成后，可以停止降水并拆除井點系統(tǒng)。井點管的拔出可借助于機械，比如挖掘機、神仙葫蘆等。井點管拔出所留孔洞用砂或土堵塞。

3.人工沖孔輕型井點的施工質量要求

3.1 井點管間距、埋設深度應符合“基坑支護與降水工程專項方案”要求，井點管濾水管部分必須埋入含水層內(nèi)。

3.2井點成孔后，應立即下井點管并填入瓜子片、中粗砂濾料，以防塌孔。不能及時下井點管時，孔口應蓋蓋板，防止物件掉入井孔內(nèi)堵孔。井點埋設應無嚴重漏氣、淤塞、出水不暢等情況。

3.3降水期間，現(xiàn)場設專人經(jīng)常觀測，若抽水過程中發(fā)現(xiàn)真空度不足，應立即檢查整個抽水系統(tǒng)有無漏氣環(huán)節(jié)，并應及時排除。

3.4 在抽水過程中，特別是開始抽水時，應檢查有無井點管被淤塞的情況，可通過管內(nèi)水流聲、管子表面是否潮濕等方法進行檢查。如果井點管被淤塞數(shù)量超過井點管總數(shù)的10%，則會嚴重影響基坑降水效果，應及時采取措施，采用高壓水反復沖洗處理。

3.5井點使用后，中途不得停泵，防止因停止抽水使地下水位上升，造成淹泡基坑的事故.另外，在基坑土方開挖后，應保持降低地下水位在基底0.5m以下，以防止地下水擾動地基土體。

4.結束語

輕型井點降水法是一種行之有效地處理軟弱土地基的處理方法，已被廣泛應用，施工工藝已經(jīng)很成熟。本文所述人工沖孔輕型井點降水的施工方法較傳統(tǒng)的井點降水法相比，更具有施工工藝簡單、易操作、降水效果好等特點，該工藝在太倉市規(guī)劃館工程中對規(guī)劃館主館基坑降水應用情況來看，該施工方法對處理地下水位高、土壤含水率較大的地基，不僅起到了增加邊坡的穩(wěn)定性，而且可以大大減少土方開挖量，既保證了安全施工，又能大大降低施工的成本，同時可以縮短施工工期。endprint