吳利明

中圖分類號：C35文獻標識碼： A

1引言

在沿海、大江、大河的中下游或湖泊附近地區(qū)，地表下理有深厚的第四紀覆蓋層，其地面淺層主要為松軟的粘土、淤泥、淤泥質土、粉砂等或互夾層，這類土的主要特性是凝聚力小，含水量高，顆粒與顆粒之間聯(lián)接強度小、透水性大，在地下水滲透力的作用下容易引起土的滲透變形—液化流動，當建筑物的基底高程低于地下水位時，基坑開挖中流砂和管涌現(xiàn)象十分普遍，基底土方邊挖邊漲，挖不及漲，邊坡邊挖邊塌。因此基坑開挖必須采取降水措施。

2輕型井點降水的方案選擇

基坑降水的方法很多，有輕型井點降水、噴射井點降水、電滲井點降水、管井降水及深井降水等。降水方案的選擇主要是根據(jù)土質的滲透系數(shù)，一般滲透系數(shù)大于10m/d時采用管井降水方法；滲透系數(shù)在0.1～10m/d時宜采用輕型井點降水法；滲透系數(shù)小于0.1m/d時宜用電滲排水法。對于蘇州沿江地區(qū)來講，土質的滲透系數(shù)比較適用輕型井點降水，用此方法降水是切實可行的好方法。從技術、經(jīng)濟上比較，采用輕型井點降水具有施工簡便、操作易于掌握、設備簡單、使用對經(jīng)濟等優(yōu)點。

輕型井點降水的施工設計與基坑大小、含水層的滲透系數(shù)以及基坑的安全和降水深度有關。影響滲水量的關鍵是土的滲透系數(shù)，滲透系數(shù)可按地質報告提供數(shù)據(jù)，無地質報告可參考經(jīng)驗數(shù)值可從表1查用。

2輕型井點設備

輕型井點的設備主要有井點管、濾管、集水總管、抽水設備等。井點管為直徑38mm或51mm，長為5－7m的無縫鋼管，上端用彎聯(lián)管與總管相聯(lián)，彎聯(lián)管用橡膠軟管或用透明塑料軟管?？偣転橹睆?00～127mm的無縫鋼管，每段長4m，其上裝有與井點管聯(lián)接的短接頭，間距0.8或1.2m。井點管下端為濾管，通常采用長1.0～1.2m，直徑38mm或51mm的無縫鋼管，管壁鉆有直徑為12～19mm的呈星棋狀排列的濾孔，濾孔面積為濾管表面積的20%～25%，濾管外包有有兩層孔徑不同濾網(wǎng)，濾管底部均用螺絲套管封閉，以防止泥砂吸入管內(nèi)。抽水設備由直空泵、離心泵、集水箱等結成。

表1土層滲透系K的經(jīng)驗值

土質名稱 K（m/d） 土質名稱 K（m/d）

高液限粘土 ＜0.001 砂 細 1～5

粘土質砂 0.001～0.05 中 5～20

含砂低液限粘土 0.05～0.1 粗 20～50

含砂低液限粉土 0.1～0.5 礫類土 50～150

低液限粘土 0.25～0.05 卵石 100～500

粉質砂土 0.5～1.00 漂石（無砂質填充） 500～1000

3輕型井點布置及及計算

井點布置以有效地降低地下水、有利于施工運行為前提。應根據(jù)基坑大小與深度、土質、地下水位高低與流向、降水深度要求等確定。

3.1平面布置

平面布置根據(jù)基坑形狀來確定，當溝槽寬度小于6m，可采用單排線狀井點，布置于地下水流的上游一側；如寬度大于6m或土質不良，則用雙排線狀井點；面積較大的基坑宜用環(huán)狀井點。井點管距基坑邊一般1m左右。

3.2高程布置

井點降水深度H

H≥H1＋△h＋iL＋l

式中H－井點管的埋置深度（m）；

H1－井點管埋設面至基坑底面的距離（m）；

△h－降水后地下水位至基坑底面的安全距離，一般取0.5～1m；

L－井點管中心至基坑中心的水平距離（m）；

i－降水曲線坡度，雙排或環(huán)狀井點為1/10，單排為1/4～1/5；

L－濾管長度（m）

井點管標準長度一般為6m，如計算出的H值大于6m，可降低井點的埋置面，將埋置面布置在接近地下水位線（事先挖槽）。使降水深度增加。當一級降水達不到降水深度時，可采用二級井點。井點管露出地面長度一般為0.2m。

3.3井點計算

計算涌水量Q：

Q=1.366K（2H0－S）S/lgR－lgX0

式中：Q－井點系統(tǒng)總涌水量（m3/d）；

K－滲透系數(shù)（m/d）；

H0－含水層有效帶深度（m）；

R－抽水影響半徑，R＝1.95S√H0K（m）；

S－水位降低值（m）；

X0－基坑假想半徑（m）；

單根井點管最大出水量q：

q＝65πdlK1/3

式中：q－井點管最大出水量（m3/d）；

d－濾管直徑（m）；

l－濾管長度（m）；

井點管數(shù)量n：

n＝Q/0.8q

井點間距D（m）

D＝L/n

實際采用的井點管間距應與總管上接頭尺寸相適應。即采用0.8、1.2、1.6或2.0m。

4輕型井點輕型井點系統(tǒng)安裝與運用

4.1井點系統(tǒng)安裝

井點系統(tǒng)的安裝程序是：先放總管，再埋設井點管，用彎聯(lián)管將井點管與總管接通，然后進行抽水設備的安裝與調試。

井點管埋設采用水沖法，它分為沖孔與埋管兩個過程。沖孔時，先用起重設備將直徑70mm的沖管吊起并插在井點的位置上，然后開動高壓水泵，將土沖松，沖孔時將沖管垂直插入土中，并作上下左右擺動，以加劇土體松動，邊沖邊沉。沖孔深度大于井點管埋深0．5m，以防止沖管撥出后部分土砂粒沉于孔底而影響井點管的埋深。

井孔沖孔后，立即拔出沖管，插入井點管，并在井點管與孔壁之間迅速填灌砂濾層，以防孔壁坍塌，填砂至濾管頂1．5m以上，以保證水流暢通。井點填砂后，用粘土封口，以防漏氣。

4.2井點系統(tǒng)的使用與拆除

（1）井點系統(tǒng)安裝完畢后，進氣試抽，以檢查系統(tǒng)有無漏氣，開始抽水后一般不能停抽，因為時抽時停易引起井點管濾網(wǎng)堵塞。

（2）井點系統(tǒng)運行后要求連續(xù)工作，施工電源為雙電源，且二者能互相切換。

（3）主體工程施工完成并進行土方回填后，拆除井點系統(tǒng)，借助倒鏈，拔出井點管，所留孔洞用砂土填實。

5工程實例

太倉新區(qū)婁江路污水管工程，原地面標高▽2.5m，地質情況為：高程▽1.0以上為粘土，▽1.0～▽-4.8為粉砂土，滲透系數(shù)K＝2.16m/d，▽-4.8以下為淤泥質亞粘土，滲透系數(shù)K＝0.03m/d，因滲透很小，為不透水層。地下水位標高為▽1.5m。溝槽底標高▽-2.0～▽-3.0，平均開挖深度為5.0m。溝槽底寬2.6m，開挖放坡為1：0.5，上口寬7.6m，擬在兩溝槽邊1m外布置雙排線狀井點，井點管長5m，濾水管長1m，管徑3.8cm。根據(jù)污水管兩井之間距離為50m,兩井之間為一施工區(qū)域，取溝槽長60m作為計算段進行井點計算。

根據(jù)公式計算：

井點埋深：H＝5+0.5+0.1×4.8+1＝6.98m。

總滲水量：Q＝1.366×2.16×（2×6.3-4.5）×4.5/（lg32.4-lg18.93）＝461m3

單管流量：q＝65×3.14×0.038×1×2.161/3＝10.03 m3

井點最少數(shù)量：n＝461/（0.8×10.03）＝58根

井點最大間距：D＝120/58=2.06m

根據(jù)以上計算，井點埋深大于標準井點管長度6m，根據(jù)地下水位標高及上層1.5m為粘土，土質較好，故在兩側先挖1.2m深的槽，再插井點管，這樣保證了管底埋深，管口露出地面22cm，滿足使用要求。井點最大間距為2.06m，考慮溝槽開挖連續(xù)性，兩端頭不設井點管，加上井點管堵塞等不利因素及井點管標準間距，采用管距1.6m。溝槽開挖及井點布置見附圖。

現(xiàn)場井點安裝使用后，井點降水效果很好，溝槽底有著明顯的排水后的“干燥”現(xiàn)象，小雨情況下槽底無積水。但在輕型井點系統(tǒng)的工作過程中，存在著井點系統(tǒng)局部排水量低、井點出水間斷、不穩(wěn)定和因施工操作不當而使井點不起作用等現(xiàn)象，現(xiàn)將其原因分析如下：

(1)由于工程全長2km，沿線土層有變化，在設計計算時，井點管根數(shù)與間距均按假設為均質粉砂土層計算結果確定，而實際地質較復雜，局部含水層為亞粘土或粉砂層與亞粘土互層，K值小于設計取定Ｋ值時，影響到井點系統(tǒng)的總排水量，因此，出現(xiàn)井點系統(tǒng)的出水量差異。

(2)在輕型井點施工中，因施工操作不當而造成井點系統(tǒng)出水量間斷或失去排水作用的原因有以下三種：

①井點管沖孔內(nèi)濾料回填土不符合要求，有極個別的井點管甚至有不回填濾料的現(xiàn)象，因泥沙堵塞過濾器而使井點管不能吸水。

②沖孔封口不嚴，使井點系統(tǒng)真空度降低，主要填筑封口土料沒有用粘性土，封口土層厚度小于1m而造成。

③濾管外濾層綁扎不牢，在井點管沖沉中脫落，造成堵塞。

6結束語

基坑降水工作直接影響工程的安全及工期，若井點布置合理，運行、管理措施得力，可以確保工程施工達到事半功倍的效果。實踐證明，在蘇州沿江地區(qū)，對于細砂、粉砂層的地層，采用輕型井點降水是一種好方法。