黃河故道井點降水應用

左秀云

【摘? 要】以國家電投集團蘭考東壩頭風電場項目5#基坑開挖為例，該機位的不遠處有條長期存水的小河，敘述輕型井點降水方案設計及具體的施工過程

【關(guān)鍵詞】1、井點降水、2、設計、3、施工

一、引言

對于地下水位較高的含水層中進行基坑開挖時，由于坑內(nèi)水位高，較易產(chǎn)生流砂、橡皮泥的不良地基，甚至邊坡或坑壁失穩(wěn)坍塌。在基坑開挖前采用輕型井點降水工藝，將基坑內(nèi)外水位降低從而達到基坑開挖、基礎(chǔ)施工的目的，是有效的施工方法。

二、輕型井點降水工藝簡介

① 工藝原理

輕型井點降水是在地下水位以下的基坑開挖前，預先在基坑周圍埋設一定數(shù)量帶過濾器的井點管，上部用軟管接于集水總管，然后和水泵相連，使地下水被吸至地面并排出

② 工藝流程

開溝→沖孔→井管和濾管組裝連接→埋管→總管和井管連接→安裝抽水設備→檢查、試運→工作→結(jié)束→拆除

③ 優(yōu)點

1）降水后土層密實，基底干燥穩(wěn)定，提高承載力便于承重。

2）布置靈活，使用方便施工速度快，降效率較高。

3）可反復多次使用，施工費用小，經(jīng)濟效果好。

三、工程概況：

蘭考縣是河南省直管縣，地處豫東平原西部，屬于沖積平原，緊臨黃河，地勢平坦，海拔較低，海拔高程為65m～75m，土壤多為粉土和沙土。蘭考縣屬暖溫帶季風氣候，年平均氣溫 14℃。全年日照時數(shù)2529.7h，最低極端氣溫為-15.5℃，最高極端溫度達40.6℃。年均降水量636.1mm，多年平均相對濕度為71%，年均雷暴日數(shù)20.4d。穩(wěn)定水位埋深為2.7～7.1m擬建場地最高地下水位埋深接近地表。

基坑開挖時，基坑內(nèi)有地下水大量滲出，造成基坑內(nèi)積水成患，坑壁連續(xù)坍塌，開始采用明溝排水，基坑放坡比例增大。由于基坑底部和側(cè)壁都有水滲出，造成流砂，坑壁出現(xiàn)坍塌。無法進行下道工序，后來經(jīng)過分析研討，決定采用井點降水法降低基坑范圍內(nèi)的地下水位，保證基底及坑壁土壤疏干。通過實踐證明，這種施工方法非常有效。

四、降水設計及施工

1、輕型井點降水系統(tǒng)布置方案選擇

考慮基坑開挖深度在-3.65m，基坑半徑為大于23.6m，根據(jù)井點降水類型決定采用一級輕型普通環(huán)形井點降水，真空抽汲排水。

2、井點降水設備

為滿足井點降水需要，首先需要一套沖關(guān)沖孔設備：沖孔機，抽水設備：真空泵、抽汲總管，連接管及井管

3、井點系統(tǒng)降水參數(shù)計算，其中降水深度為：S=5，滲透系數(shù)取K=0.5m/d

1、井點埋設深度：

H≥H1+h+IL（m）;

H=3.75+1+1/4×20

=9.75m在此處鍵入公式。

抽水影響半徑R=1.95×3

=1.95×3×

=16.32m

基坑半徑r=13m

基坑涌水量Q=1.366K×（2H-S）×S/lg（1+R/r）

=1.366×5×（2×9.75-4.75）×4.75/ lg（1+16.32/13）

=1459m3/d

單管極限涌水量q=100ΠdI

=100×3.14×1×1.71×0.04

=21.48m3/d

極限井點降水管數(shù)量：n=1.1（Q/q）=1.1×1459/21.48≈68

井點管距：n =2ΠR

=3.14×13×2/68

=1.2m

五、績效

根據(jù)對第5#風機基礎(chǔ)的井點降水施工，順利實現(xiàn)了基坑降水，保證基礎(chǔ)施工的質(zhì)量，縮短了工期，達到預期目標，為后面的風機基礎(chǔ)施工打下了堅實的基礎(chǔ)，取得了顯著的經(jīng)濟效益和社會效益。

經(jīng)濟效益：

全部基礎(chǔ)施工完成后，節(jié)約費用約28萬。

①基坑節(jié)約挖方 約9000方，節(jié)約約11萬

②節(jié)約支撐：4萬

③工期效益：節(jié)約模板租賃費，加快工期，實現(xiàn)效益8萬。

④節(jié)約鋼板樁的材料及安裝費：5萬

社會效益：

①基坑內(nèi)水位下降到基底標高-5m，保證了基坑順利開挖，地基承載力經(jīng)檢測，也達到了設計要求。

②減少了大量棄方，少占耕地，有利于保護農(nóng)作物。

③減少工人勞動強度，保證了施工質(zhì)量，有效縮短工期。

④整個降水過程只用了10天，前3天降水效果明顯，水位已經(jīng)達要求，為了鞏固水位，降水持續(xù)進行，確保基礎(chǔ)施工。這樣加快了施工進度，為項目后續(xù)的基坑開挖、基礎(chǔ)施工，提供了有效的模式，為提前完成工程鑒定了基礎(chǔ)

結(jié)束語：

1、運用輕型井點降水，研究合理的施工工藝，提前降低基坑范圍內(nèi)的地下水位，保證基坑開挖及基礎(chǔ)混凝土施工，有效縮短工期。

2、地質(zhì)狀況：基坑土質(zhì)為細砂土，且地下水位較高。用明排法排水時易夾砂帶泥，隨水流失發(fā)生流砂現(xiàn)象。用井點降水法施工，可以完全克服流砂造成地基虛空。

3、井點降水能從根本上降低地下水位，形成穩(wěn)定的降落曲線，穩(wěn)定土臂，土壤疏干，抗剪強度增加。

4、基坑開挖可將坡度改陡，減少挖方和填方量，可不進行支撐。

5、基坑井點降水后，因浮力減少，增大壓實的密度，有利于增大地基強度，可彌補地基承載力底的缺陷。

參考文獻：

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[2]何蘅，陳德春，魏文白.生態(tài)護坡及其在城市河道整治中的應用[J].水資源保護，2005，（6）.56-58.doi：10.3969/j.issn.1004-6933.2005.06.015

（作者單位：中國電建集團貴州工程有限公司）