论文部分内容阅读
摘要：輕型井点作为人工降低地下水位的主要方法，在建筑工程和给排水构筑物基坑施工中得到广泛的应用。基于轻型井点在施工的重要作用，论述了轻型井点组成、布置及其应用现状，并对施工中的要点进行了探讨，以供工程技术人员参考。
关键词：轻型井点；基坑；降水；现状
随着污水处理率的逐步加大，各种大型的污水处理工程在不断的兴建当中，给排水管道及各类构筑物规模不断扩大，埋置深度也在不断加深，因此在基坑开挖过程中，地下水防治问题十分突出。特别是在南方地区，地下水丰裕，在沿江沿河沿海等地区开挖基坑，往往需要解决基坑护壁和降低地下水位的问题，降水已是基坑开挖施工中的重要施工内容。目前，基坑降水的主要方法有明沟排水和人工降低下水水位方法，而人工降低地下水位方法中，轻型井点以其工期短、成本低、施工方便等优点而得到广泛的应用。轻型井点降水是在基坑或沟槽开挖之前，在基坑周边布置井点管，利用真空泵或射流泵等将地下水抽送到地面，然后用水泵排走，从而达到降低地下水位，形成干槽的施工条件。
1 轻型井点的组成
轻型井点主要由滤水管、井点管、集水总管、弯联管和抽水设备组成。按照水流方向，地下水先进入滤水管，然后流经井点管，通过弯联管汇集到集水总管，最后由水泵将水进行排放。滤水管埋在含水层中，一般采用直径为38～55mm的镀锌钢管，上面开有直径为8～12mm的小孔，呈梅花状布置，滤水管埋设在含水层里时，外面必须包有滤水网，以防止含水层中土壤颗粒进入井点管中。井点管直径和滤水管相同，和滤水管管箍连接，埋设深度应经过计算确定。集水总管汇集地下水的，管径大于井点管的管径，一般为100～150mm，采用法兰连接，集水总管上设有短管，通过弯联管和井点管相连。抽水设备一般为射流泵或真空泵等，也可采用自引式抽水设备。
2 轻型井点的布置
轻型井点的布置主要包括平面布置、高程布置、井点数量和间距的布置等。对于管道沟槽开挖时，井点管可以采用单排或双排布置，对于基坑可以采用环形布置。高程布置主要是确定井点管的埋深，即滤水管底到集水总管埋置面的高差。此高差包括四个部分，第一部分是井点管埋设面到基坑底面的高差，第二部分是降水后的水位到基坑底面的距离，第三部分是水力坡降的高差，第四部分是滤水管的长度。井点管的埋设深度应根据降水深度、含水层的厚度以及集水总管埋置面的高程确定。井点管的数量是根据含水层的总涌水量除以单根井点管的涌水量得到的，与井点管的管径、滤水管的长度、含水层渗透系数、含水层的厚度、水位降深等因素有关，最后由井点系统的长度和数量可以确定井点管的间距。
3 轻型井点的工程应用
[JP2]江苏省泰州市远东大道污水管道深基坑工程，全长约2.6km，[JP]工程雨污管道埋深为1.9～6.4m，淤泥质粉质粘土的厚度在2.30～16.10m之间。本工程地下水位高，管道位于淤泥质粉质粘土层，当挖深小于5m时，采用放坡开挖，深度大于5m以后，为了减少土方开挖量和保证坑壁稳定，采用钢板桩支撑护壁。整个工程，由于地下水位为2.00m处，管道埋深基本处于含水层中，因此采用轻型井点降低地下水位的方法进行人工降水，确保工程安全施工。根据工程具体情况，首先开挖集水总管埋置面工作坑，尽量接近地下水位，井点管直径选用5cm，离基坑壁1m处，根据井点管埋置深度计算方法算得埋置深度为5.7m，平面布置设置双排井点系统。根据以上计算方法，算得试验段井点管根数为96根，每排布置48根，井点间距2.1m，并设置4套泵站。降水实施后结果表明，经过8h的降水，能够达到基坑作业要求，确保了施工质量和作业安全[1]。
北京市丰台区大红门地区某地下5 层车库基坑施工，基坑底部埋深25.45m，地下水位埋深24.30m，含水层为6m 厚的卵石层。降水部位为电梯井、集水坑，一个降水单位长32.5m，宽15.5m，该地层地下水渗透性强、涌水量大。根据井点管埋深计算方法算得该参数为5.8m，实际取6m。单井涌水量为70m3/d，算得一个降水单元布置井点管124根，共计4个单元需要降水。井点管为双层钢管，采用套管锚杆钻进，内外井分别为50mm和80mm，滤管用尼龙纱网缠绕。集水总管为100mm的钢管，和井点管用软管套接。采用真空泵抽水，离心泵扬水至地面。经过30h降水，地下水位降低值达到基坑施工要求，基坑干槽施工，且双层井点管防止内管不被堵塞，保证了降水顺利进行[2]。
4 轻型井点应用中应注意的问题
（1）轻型井点管在平面布置时，井点管距坑壁或沟槽上口应不少于1.0m，以防井点管漏气破坏真空，井点管应露出地面0.2～0.3m，便于和集水总管连接；
（2）为了达到设计降水深度，滤水管埋深应低于槽底1m左右，降低后的地下水位线应比基坑底面低不少于0.5m，以保证施工安全；
（3）集水总管标高应尽量接近地下水位线，以提高井点降水效果和降低井管埋深。集水总管应沿水流方向设置上仰坡度，防止管道内部积气，影响抽水效果；
（4）井点管周围应回填砂石滤料，以增加地下水渗流性，提高降水效果，同时为了防止破坏真空，在井点管地面以下0.5～1m范围内应用粘土封闭；
（5）井点系统使用过程中，应保证工作的连续性，并经常检查管道是否有漏气和淤塞情况，直至工程施工完毕并回填后方可拆除井点系统。
5 结语
轻型井点是人工降低地下水位方法中最为常用的一种方法，在基坑工程施工中不仅可以降低施工成本，减短了施工周期，更主要地是能够解决在富含地下水环境中进行土方开挖时容易出现边坡塌方、流砂、管涌等施工问题。在进行轻型井点设计和施工过程中，一定要按照规范要求进行布置、施工，一方面要保证地下水渗流顺畅，不发生淤塞，同时要使井点系统不发生漏气，保证系统降水效果；另外一方面要做好施工前的地质勘探，选择合理的设计参数，做好井点系统的平面布置、高程布置和数量设置；最后，在降水的同时要进行实时观测，保证附近的建筑物、道路等设施不因降水而受到损害，必要时应采取地下水回灌措施，保证地下水处于动态平衡。
参考文献：
[1]辛建丽，金奇奇.轻型井点降水法在深基坑中的应用[J].温州职业技术学院学报，2013，13（3）：5861.
[2]王力勇，任汉锋，薛彦东.轻型井点法在卵石层基坑降水中的应用[J].施工技术，2016，45（6）：230231.
关键词：轻型井点；基坑；降水；现状
随着污水处理率的逐步加大，各种大型的污水处理工程在不断的兴建当中，给排水管道及各类构筑物规模不断扩大，埋置深度也在不断加深，因此在基坑开挖过程中，地下水防治问题十分突出。特别是在南方地区，地下水丰裕，在沿江沿河沿海等地区开挖基坑，往往需要解决基坑护壁和降低地下水位的问题，降水已是基坑开挖施工中的重要施工内容。目前，基坑降水的主要方法有明沟排水和人工降低下水水位方法，而人工降低地下水位方法中，轻型井点以其工期短、成本低、施工方便等优点而得到广泛的应用。轻型井点降水是在基坑或沟槽开挖之前，在基坑周边布置井点管，利用真空泵或射流泵等将地下水抽送到地面，然后用水泵排走，从而达到降低地下水位，形成干槽的施工条件。
1 轻型井点的组成
轻型井点主要由滤水管、井点管、集水总管、弯联管和抽水设备组成。按照水流方向，地下水先进入滤水管，然后流经井点管，通过弯联管汇集到集水总管，最后由水泵将水进行排放。滤水管埋在含水层中，一般采用直径为38～55mm的镀锌钢管，上面开有直径为8～12mm的小孔，呈梅花状布置，滤水管埋设在含水层里时，外面必须包有滤水网，以防止含水层中土壤颗粒进入井点管中。井点管直径和滤水管相同，和滤水管管箍连接，埋设深度应经过计算确定。集水总管汇集地下水的，管径大于井点管的管径，一般为100～150mm，采用法兰连接，集水总管上设有短管，通过弯联管和井点管相连。抽水设备一般为射流泵或真空泵等，也可采用自引式抽水设备。
2 轻型井点的布置
轻型井点的布置主要包括平面布置、高程布置、井点数量和间距的布置等。对于管道沟槽开挖时，井点管可以采用单排或双排布置，对于基坑可以采用环形布置。高程布置主要是确定井点管的埋深，即滤水管底到集水总管埋置面的高差。此高差包括四个部分，第一部分是井点管埋设面到基坑底面的高差，第二部分是降水后的水位到基坑底面的距离，第三部分是水力坡降的高差，第四部分是滤水管的长度。井点管的埋设深度应根据降水深度、含水层的厚度以及集水总管埋置面的高程确定。井点管的数量是根据含水层的总涌水量除以单根井点管的涌水量得到的，与井点管的管径、滤水管的长度、含水层渗透系数、含水层的厚度、水位降深等因素有关，最后由井点系统的长度和数量可以确定井点管的间距。
3 轻型井点的工程应用
[JP2]江苏省泰州市远东大道污水管道深基坑工程，全长约2.6km，[JP]工程雨污管道埋深为1.9～6.4m，淤泥质粉质粘土的厚度在2.30～16.10m之间。本工程地下水位高，管道位于淤泥质粉质粘土层，当挖深小于5m时，采用放坡开挖，深度大于5m以后，为了减少土方开挖量和保证坑壁稳定，采用钢板桩支撑护壁。整个工程，由于地下水位为2.00m处，管道埋深基本处于含水层中，因此采用轻型井点降低地下水位的方法进行人工降水，确保工程安全施工。根据工程具体情况，首先开挖集水总管埋置面工作坑，尽量接近地下水位，井点管直径选用5cm，离基坑壁1m处，根据井点管埋置深度计算方法算得埋置深度为5.7m，平面布置设置双排井点系统。根据以上计算方法，算得试验段井点管根数为96根，每排布置48根，井点间距2.1m，并设置4套泵站。降水实施后结果表明，经过8h的降水，能够达到基坑作业要求，确保了施工质量和作业安全[1]。
北京市丰台区大红门地区某地下5 层车库基坑施工，基坑底部埋深25.45m，地下水位埋深24.30m，含水层为6m 厚的卵石层。降水部位为电梯井、集水坑，一个降水单位长32.5m，宽15.5m，该地层地下水渗透性强、涌水量大。根据井点管埋深计算方法算得该参数为5.8m，实际取6m。单井涌水量为70m3/d，算得一个降水单元布置井点管124根，共计4个单元需要降水。井点管为双层钢管，采用套管锚杆钻进，内外井分别为50mm和80mm，滤管用尼龙纱网缠绕。集水总管为100mm的钢管，和井点管用软管套接。采用真空泵抽水，离心泵扬水至地面。经过30h降水，地下水位降低值达到基坑施工要求，基坑干槽施工，且双层井点管防止内管不被堵塞，保证了降水顺利进行[2]。
4 轻型井点应用中应注意的问题
（1）轻型井点管在平面布置时，井点管距坑壁或沟槽上口应不少于1.0m，以防井点管漏气破坏真空，井点管应露出地面0.2～0.3m，便于和集水总管连接；
（2）为了达到设计降水深度，滤水管埋深应低于槽底1m左右，降低后的地下水位线应比基坑底面低不少于0.5m，以保证施工安全；
（3）集水总管标高应尽量接近地下水位线，以提高井点降水效果和降低井管埋深。集水总管应沿水流方向设置上仰坡度，防止管道内部积气，影响抽水效果；
（4）井点管周围应回填砂石滤料，以增加地下水渗流性，提高降水效果，同时为了防止破坏真空，在井点管地面以下0.5～1m范围内应用粘土封闭；
（5）井点系统使用过程中，应保证工作的连续性，并经常检查管道是否有漏气和淤塞情况，直至工程施工完毕并回填后方可拆除井点系统。
5 结语
轻型井点是人工降低地下水位方法中最为常用的一种方法，在基坑工程施工中不仅可以降低施工成本，减短了施工周期，更主要地是能够解决在富含地下水环境中进行土方开挖时容易出现边坡塌方、流砂、管涌等施工问题。在进行轻型井点设计和施工过程中，一定要按照规范要求进行布置、施工，一方面要保证地下水渗流顺畅，不发生淤塞，同时要使井点系统不发生漏气，保证系统降水效果；另外一方面要做好施工前的地质勘探，选择合理的设计参数，做好井点系统的平面布置、高程布置和数量设置；最后，在降水的同时要进行实时观测，保证附近的建筑物、道路等设施不因降水而受到损害，必要时应采取地下水回灌措施，保证地下水处于动态平衡。
参考文献：
[1]辛建丽，金奇奇.轻型井点降水法在深基坑中的应用[J].温州职业技术学院学报，2013，13（3）：5861.
[2]王力勇，任汉锋，薛彦东.轻型井点法在卵石层基坑降水中的应用[J].施工技术，2016，45（6）：230231.