臨水駁岸井點(diǎn)降水設(shè)置的幾點(diǎn)思考

徐海兵 劉依 郭生昌

【摘要】由于臨水駁岸的基礎(chǔ)底板經(jīng)常位于地下水位之下，并且擋水側(cè)需要面臨河水的水壓作用，在其建設(shè)過程中，經(jīng)常需要采取一些特殊的止水、降水措施，以保證正常的干地施工條件，確保駁岸施工順利進(jìn)行；本文結(jié)合實(shí)際項(xiàng)目，在施工過程中對(duì)設(shè)計(jì)單位提出的井點(diǎn)降水方案， 經(jīng)過深入思考，并調(diào)整井點(diǎn)降水設(shè)置方案，成功解決了施工中碰到的問題，經(jīng)過實(shí)踐檢驗(yàn)，證明采取的調(diào)整方案效果良好。

【關(guān)鍵詞】臨水駁岸；井點(diǎn)降水；圍堰；基槽開挖

1、引言

井點(diǎn)降水作為降低水位、減少水壓，防止管涌形成、形成干地施工條件的重要措施之一，在市政、水運(yùn)、民建等基礎(chǔ)建設(shè)工程中有著悠久的歷史和廣泛的應(yīng)用；尤其在臨水駁岸的建設(shè)中，有其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。

井點(diǎn)降水的原理是沿開挖基坑四周或一側(cè)，每隔一定距離插入井點(diǎn)管（常用直徑38～51mm的鋼管），把井點(diǎn)管官底埋至深于坑底的主要透水層內(nèi)，井點(diǎn)管上部與總管連接，總管與抽水設(shè)備（真空泵）連接，利用抽水設(shè)備將地下水從井點(diǎn)管內(nèi)不停抽出，使原有地下水降至井點(diǎn)管底以下。使施工作業(yè)面能夠保持干地施工的條件。

對(duì)臨水駁岸來說，一方面基礎(chǔ)底板的設(shè)置標(biāo)高比較低，經(jīng)常性位于地下水位之下，另一方面，作為臨水駁岸，不可避免，面臨河道水壓的作用，因此，臨水駁岸在施工過程中也會(huì)涉及河道的止水、降壓過程；臨水駁岸在基槽開挖過程中的降水、止水、減壓穩(wěn)定等措施密不可分。通常情況下，對(duì)臨水工程，第一道防線是設(shè)置臨時(shí)擋水圍堰，初步形成干地施工的作業(yè)條件。在此基礎(chǔ)上，結(jié)合工程的實(shí)際條件，因地制宜的設(shè)置降水、止水、減壓的措施，以滿足整個(gè)施工過程中干地施工的條件，但往往由于客觀條件的限制，比如場(chǎng)地狹窄、地質(zhì)條件的限制；施工條件和施工工藝的制約，施工成本控制等因素，需要把兩者結(jié)合起來考慮。

本文結(jié)合“大蘆線（閔行段）2標(biāo)航道整治工程”，在施工過程中對(duì)設(shè)計(jì)單位提出的井點(diǎn)降水方案， 經(jīng)過深入思考，并調(diào)整井點(diǎn)降水設(shè)置方案，具有降水、止水效果良好、施工工藝占有空間小、施工成本低、工期短、施工便利等優(yōu)點(diǎn)，成功解決了施工中碰到的問題，通過實(shí)踐檢驗(yàn)，證明施工中采取的井點(diǎn)降水方案效果良好?，F(xiàn)把有關(guān)思考介紹如下，旨在為類似項(xiàng)目的設(shè)計(jì)與施工提供參考和借鑒。

2、工程概況

2.1 設(shè)計(jì)概要

“大蘆線（閔行段）2標(biāo)航道整治工程”的航道按III級(jí)航道標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)，屬于閘控水位，航道底寬64米，航道布置順直，航道面寬102米，航道底標(biāo)高-2.0m，泊位底標(biāo)高-1.5m，航道陸域控制線寬度15.0米，航道疏浚邊坡1：3。駁岸采用低樁承臺(tái)結(jié)構(gòu)。

2.2 主要設(shè)計(jì)條件

1）.水文條件

設(shè)計(jì)水深：4.00m；

最高通航水位：+3.20m（基準(zhǔn)面為佘山吳淞零點(diǎn)，下同）；

設(shè)計(jì)最低通航水位：+2.00m；

平均水位：+2.80m

2）.地質(zhì)條件

根據(jù)建設(shè)單位提供的大治河沿線地質(zhì)勘探資料，該駁岸區(qū)域的地質(zhì)分層如下，典型的地質(zhì)參數(shù)指標(biāo)見表一。

（1） ①層：填土；

（2） ③1層：淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土；

（3） ③2層：砂質(zhì)粉土；

（4） ③3層：淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土

2.3 駁岸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

設(shè)計(jì)駁岸采用鋼筋混凝土低樁承臺(tái)結(jié)構(gòu)方案，其中駁岸擋墻頂面標(biāo)高+3.80m，駁岸底板底標(biāo)高+0.50，底板前沿設(shè)置防沖刷趾坎，底標(biāo)高+0.00m；考慮到地下水位比較高，在駁岸擋墻的后沿設(shè)置單排輕型井點(diǎn)降水（按60m設(shè)置一套，井點(diǎn)管長度為7.00m，間距1.20m，井點(diǎn)管底標(biāo)高-3.00m）以降低施工期間的地下水位。設(shè)計(jì)提供的“設(shè)計(jì)駁岸結(jié)構(gòu)及井點(diǎn)降水剖面圖”詳見下圖。

3、施工條件分析

根據(jù)設(shè)計(jì)單位提供的駁岸斷面施工圖，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)的水文條件，可以看出本駁岸臨水側(cè)面臨大治河，駁岸的基礎(chǔ)底板底標(biāo)高+0.50m，底板前沿設(shè)置防沖刷趾坎，底標(biāo)高+0.00m；遠(yuǎn)在大治河常水位（+2.80m）之下，因此，要形成駁岸的干地施工條件，設(shè)置臨時(shí)擋水圍堰是必要的，本工程在駁岸施工時(shí)采用了圓木樁填土臨時(shí)擋水圍堰進(jìn)行止水，具體設(shè)置詳見圖二。

同時(shí)，由于上海地區(qū)地下水位比較高，根據(jù)地質(zhì)勘查資料，本工程地下水位常年位于+2.85m左右，因此，設(shè)計(jì)單位考慮在駁岸后岸側(cè)設(shè)置井點(diǎn)降水方案，以減低地下水位至駁岸底板以下，形成干地施工條件。但本工程的特殊性在于駁岸基礎(chǔ)底板要形成干地施工條件，不僅要考慮地下水位的影響，還要考慮大治河水位和地質(zhì)條件的影響，因?yàn)樵隈g岸的基礎(chǔ)底板以下有一層③2層砂質(zhì)粉土的較強(qiáng)透水層穩(wěn)定存在，臨時(shí)擋水圍堰基本能夠隔斷大治河的水不進(jìn)入開挖基槽，但由于水壓的作用，不排除大治河的水通過③2層砂質(zhì)粉土滲漏，甚至發(fā)生管涌的問題，在本工程的其他標(biāo)段，也確實(shí)發(fā)生過基槽透水和管涌的情況，因此，從現(xiàn)實(shí)的條件考慮，為有效減低施工過程中滲漏的風(fēng)險(xiǎn)，對(duì)設(shè)計(jì)單位提供的井點(diǎn)降水方案，確實(shí)有值得思考和商榷的地方。

4、施工過程中對(duì)井點(diǎn)降水方案的幾點(diǎn)思考和建議

4.1 對(duì)井點(diǎn)降水布設(shè)位置的思考

井點(diǎn)降水布設(shè)的位置是本工程施工能否順利完成的關(guān)鍵因素之一，設(shè)計(jì)單位把井點(diǎn)降水布設(shè)在駁岸岸側(cè)，主要的目標(biāo)是降低墻后的地下水位，而大治河水的防滲漏問題主要依靠施工臨時(shí)擋水圍堰來解決，這樣的井點(diǎn)降水布設(shè)位置有值得思考的地方。井點(diǎn)降水布置在駁岸岸側(cè)可以實(shí)現(xiàn)減低地下水位至基礎(chǔ)底板以下，但由于井點(diǎn)管位置離圍堰擋水側(cè)的距離較大，無法實(shí)現(xiàn)在大治河水壓作用下，地基土水壓的釋放和滲漏問題，需要擋水圍堰有足夠強(qiáng)大的止水功能，比如采用鋼板樁圍堰的方案，穿透③2層砂質(zhì)粉土的強(qiáng)透水層進(jìn)行有效止水；但從施工的角度來看，需要的成本代價(jià)是昂貴的；如若把井點(diǎn)降水位置前移至駁岸前沿，結(jié)合臨水擋水圍堰進(jìn)行布設(shè)，則不僅可以有效降低地下水位，而且可以實(shí)現(xiàn)在河道水壓作用下，地基土水壓的釋放和滲漏問題，形成干地施工條件，減少施工中地基土的滲漏風(fēng)險(xiǎn)。

4.2 對(duì)井點(diǎn)降水管底標(biāo)高設(shè)置的思考

井點(diǎn)降水管底標(biāo)高的設(shè)置是本工程施工能否順利完成的又關(guān)鍵因素之一，設(shè)計(jì)單位提供的井點(diǎn)降水管底標(biāo)高位于-3.00m，在基礎(chǔ)底板以下3.50m，位于③3層：淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土層內(nèi)，該層滲透系數(shù)不大，由于井點(diǎn)管底標(biāo)高比較低，已經(jīng)穿透了土層中滲透系數(shù)比較大的③2層：砂質(zhì)粉土，降水效果不能充分發(fā)揮，不盡合理。從規(guī)范要求的角度考慮，只要能把地下水位降低至基礎(chǔ)底板以下0.5m，就可形成干地施工條件，沒有必要把井點(diǎn)管管底設(shè)置在基礎(chǔ)底板以下3.50m的位置；從現(xiàn)場(chǎng)的地質(zhì)條件來看，土層中滲透系數(shù)比較大的③2層：砂質(zhì)粉土正好位于基礎(chǔ)底板以下，厚度有1.60m，因此，把井點(diǎn)管管底標(biāo)高設(shè)置在該層內(nèi)合適的位置，可以有效降低地下水位，同時(shí)又能滿足規(guī)范規(guī)定的要求，因此，在實(shí)際的施工過程中，把井點(diǎn)管管底標(biāo)高設(shè)置在③2層：砂質(zhì)粉土內(nèi)，標(biāo)高位于-1.50m～-1.00m之間還是比較合適的，能比較充分發(fā)揮井點(diǎn)管的降水要求效果，達(dá)到干地施工的要求。

4.3 對(duì)井點(diǎn)降水施工工藝的思考

基于上述兩點(diǎn)的思考，考慮到河道水壓對(duì)地基土的作用和地基土承載力的問題，為進(jìn)一步確保施工過程中尤其是河道中水的防滲漏的安全、形成穩(wěn)定的干地施工條件，對(duì)井點(diǎn)降水在施工工藝上也做了一些深入的思考，一般來說，井點(diǎn)降水是通過井點(diǎn)管管底抽水，為了增大井點(diǎn)管的抽水力度，在井點(diǎn)管的側(cè)面也開孔透水，并用紗布隔離，防止土顆粒雜質(zhì)進(jìn)入井點(diǎn)管堵管；減少單套井點(diǎn)管的管井?dāng)?shù)量和布置間距，增大抽水真空泵的功率，達(dá)到有效抽水、釋壓的目的；同時(shí)，在每套井點(diǎn)管的中間位置設(shè)置觀測(cè)井點(diǎn)管，隨時(shí)通過觀測(cè)井規(guī)則地下水位的情況，確保施工中的滲漏情況的出現(xiàn)。

5、對(duì)井點(diǎn)降水方案的調(diào)整和優(yōu)化

基于上述對(duì)設(shè)計(jì)單位提出的井點(diǎn)降水方案的思考，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)的自然條件和實(shí)際施工條件，經(jīng)過與設(shè)計(jì)單位、監(jiān)理單位的深入溝通、征得同意后，決定對(duì)井點(diǎn)降水方案進(jìn)行調(diào)整和優(yōu)化，調(diào)整優(yōu)化后的井點(diǎn)降水方案布置剖面圖詳見圖三。

主要的調(diào)整和優(yōu)化內(nèi)容簡(jiǎn)述如下：

1）對(duì)設(shè)計(jì)單位推薦的井點(diǎn)管位置進(jìn)行調(diào)整，由駁岸擋墻的后沿移到前沿，有兩個(gè)目的，其一是解決施工作業(yè)面的干擾問題；其二是解決駁岸擋墻臨水側(cè)的降水、減壓?jiǎn)栴}。

2）對(duì)降水井點(diǎn)管的間距進(jìn)行調(diào)整（由原來的1.20m調(diào)整為1.50m），同時(shí)減少單套井點(diǎn)降水管的布設(shè)長度（由一般的單套長度60m調(diào)整為45m），加大抽水真空泵得功率，以提高單套降水井點(diǎn)管的降水、減壓能力。

3）對(duì)降水井點(diǎn)管采取降低管頂標(biāo)高（由原來的+4.0m標(biāo)高降低到+2.50～3.00m），同時(shí)對(duì)降水井點(diǎn)管采取提高管底標(biāo)高（由原來的-3.00m標(biāo)高抬高到-1.00～-1.50m），減少井點(diǎn)管的長度，節(jié)約井點(diǎn)管的材料用量；避免井點(diǎn)管標(biāo)高過高對(duì)施工的干擾，造成施工不便；避免井點(diǎn)管穿透滲透系數(shù)比較大的③2層砂質(zhì)粉土層，充分發(fā)揮井點(diǎn)降水管的降水、減壓作用。

4）對(duì)降水井點(diǎn)管的材質(zhì)進(jìn)行調(diào)整，由一般的鋼管調(diào)整為PVC塑料管，以便于現(xiàn)場(chǎng)制作和節(jié)約成本；把降水井點(diǎn)管單一的管底降水方式調(diào)整為管底和管壁四周開小孔同時(shí)降水的方式降水，充分發(fā)揮井點(diǎn)降水管的降水能力、減壓作用。

5）在每套井點(diǎn)降水管中間部位設(shè)置井點(diǎn)管水位監(jiān)測(cè)井，以便于動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)基槽開挖過程中的地下水位情況，并判斷是否滿足基槽開挖的條件。

6、結(jié)語

在對(duì)設(shè)計(jì)提出的井點(diǎn)降水方案進(jìn)行深入思考分析的基礎(chǔ)上，結(jié)合項(xiàng)目的實(shí)際情況，果斷對(duì)井點(diǎn)降水方案進(jìn)行優(yōu)化、調(diào)整、改進(jìn)，并在征得設(shè)計(jì)單位和監(jiān)理單位同意后，按照優(yōu)化調(diào)整后的井點(diǎn)降水方案付諸實(shí)施，從根本上消除了駁岸基槽開挖引起滲漏問題的隱患；為確保后續(xù)干地施工創(chuàng)造了有利的條件、為施工的順利進(jìn)行，提供了有力的保障；目前本工程施工已經(jīng)完成，從始至終基本沒有出現(xiàn)透水滲漏問題，從實(shí)踐上證明了本工程采取的井點(diǎn)降水調(diào)整優(yōu)化方案是合理、恰當(dāng)?shù)?；在降低施工成本，保障工期等方面起到了重要的作用，因此，在施工過程中，如何結(jié)合項(xiàng)目的實(shí)際情況，通過深入思考，采取合理、有效的解決措施，是值得令人深思的問題。希望本文能夠?yàn)榻鉀Q類似工程問題提供借鑒和參考。

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