孫展杰，孫　倩

(新疆塔里木河流域管理局，新疆 庫爾勒 841000)

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輕型井點法在大西海子水庫流砂基礎處理中的應用

孫展杰，孫倩

(新疆塔里木河流域管理局，新疆 庫爾勒 841000)

文章以新疆塔里木大西海子水庫工程為實例，對“輕型井點”法降水在基礎處理中的運用進行了闡述，介紹了“輕型井點”法降水布置和防止流砂的優(yōu)點，并采取了避免對鄰近建筑物、道路等產生危害性的措施，為類似工程流砂基礎處理提供了科學依據(jù)。

流砂；輕型井點；布置；基礎處理

近年來，隨著水利工程結構載荷逐漸增大以及工程地質條件越來越復雜，尤其是大型水利工程下部基礎為流砂地質時，工程設計難度越來越大。流沙形成的原因是多方面的，主要是受到河水沖擊以及地質變化，當水壓力發(fā)生變化是可以流動。一般情況下地下水壓力基本上無變化，如果工程開挖導致地下水壓力變化，則砂層穩(wěn)定性受到影響。所以，對于流砂基礎如果處理不當，將嚴重威脅工程安全?！拜p型井點”法作為一種有效控制地下水水位和水壓力的方法，近年來在流砂基礎處理中應用越來越廣泛。

1　工程概況

大西海子水庫是新疆塔里木河最末端的一座水庫，位于沙漠腹地，干旱少雨，蒸發(fā)強烈，地質土由粉土、粉粘、混粉砂及粉砂構成，3.1～4.6 m地基土性質較差，承載力為63 KPa，特別是2.6 m以上，地基土為流塑狀態(tài)的淤泥質土構成，該層土天然含水量為36.87%～36.97%，液限值為30.25%～33.43%，天然孔隙比e值為0.89～1.09，承載力僅為52 KPa。從第三層向下到9.0 M土質逐漸變硬，承載力可達121～50 KPa。放水閘基礎工程是水庫工程建筑物的重要組成部分，而該水庫工程地下水來源于恰拉水庫，地下表潛水位-1.2 m，在基礎表層開挖后發(fā)現(xiàn)大量流砂，如果處理不好，大壩有可能會隨基礎持力層的變化而發(fā)生位移，從而影響大壩安全。

2　“輕型井點”法原理

“輕型井點”法是沿著基坑四周按照一定的間排距，將井點管埋入地下，通過在地面布置集水總管將預埋井點管串聯(lián)在一起。同時，在地面按照一定位置布置真空泵以及離心泵，通過這些抽水設備的真空吸力將地下水經個井點管匯入井點，并從總管排出，以達到降低地下水位的目的。降低地下水水位不僅能大大減小土層含水量，提高施工條件，還能改變動水壓力方向，使其方向向下，能顯著提高土的有效應力避免發(fā)生流砂現(xiàn)象，增強土強度和密實度。所以，“輕型井點”法不僅是不僅能降低地下水水位，還有有效增強地基穩(wěn)定性。

3　“輕型井點”法在流砂基礎處理中的應用

根據(jù)大西海子水庫地質資料以及基礎開挖的深度和砂層的厚度、地下水位的高低等地質狀況，同時為保證建筑物深基礎施工時基坑干燥，并盡量減少對周圍鄰近建筑的不利影響，選擇“輕型井點”法降水方案來降低地下水位，固結土坡土壁，避免基礎流砂，確保基坑安全施工，產生了良好的技術經濟效益。

3.1輕型井點布置

井點系統(tǒng)的平面布置應根據(jù)基坑的平面形狀、大小、要求降水深度、地下水流向和含水層滲透系數(shù)來確定。當基坑或溝槽寬度小于6m，水位降低值不大于5 m時，可用單排線狀井點，布置在地下水流的上游一側，兩端延長一般不小于溝槽寬度，如溝槽寬度大于6m或土質不良，宜用雙排井點，面積較大的基礎宜用環(huán)狀井點，有時也布置為U形，以利挖土機械和運輸車輛的出入。

環(huán)狀井點四角部分應適當加密立管，井點管距離基坑一般為1.5 m左右，土壤出口處應用膠泥土堵嚴，以防漏氣。井點管間距一般采用0.5～1.6 m或根據(jù)經驗確定。

井點立管的濾管應埋至抽吸深度以下0.5～1 m處，以防止進氣，而且濾管要埋進透水層。

總管的布置標高要和地下水位線持平，水泵軸心標高以與總管平行或略低于總管為宜，總管應具有0.25%～0.5%的坡度，各段總管與濾管最好分別設在同一水平面，高度不要差別太大。

降水深度不小于5 m時，基坑施工處理可選取兩級或者多級輕型井點。

3.2輕型井點的使用及設備安裝

將井點立管埋設完畢，并和臥管以及抽水設施連接，然后通過試抽水檢驗管道是否漏水、漏氣以及淤塞，確保運行正常后才可以正式使用。

要認真及時觀測并記錄真空表讀數(shù)，確保井點系統(tǒng)真空度不大于60 KPa。一旦真空度不滿足要求，要立刻檢驗井點系統(tǒng)有無漏氣、離心泵葉輪是否出現(xiàn)故障等現(xiàn)象。

在井點運行過程中，要做到系統(tǒng)能持續(xù)抽水，一旦發(fā)生抽水無力或水混現(xiàn)象，要及時檢查故障原因并處理；一旦發(fā)生井點立管淤塞現(xiàn)象將導致降水效果下降，要及時用高壓水沖洗井點立管甚至重新埋設。

往復式活塞真空泵是井點降水中獲得粗真空最主要設備，該設備從密閉容器中抽離氣體效果

較好，但是不能用于抽離腐蝕性或混合硬顆粒的氣體，真空泵一般是整體配送，無需額外拆裝，以防在設備拆裝過程中混入灰砂等雜質，而且只能在接管時拆除進排氣口的盲蓋。

利用水平儀將真空泵在安裝階段調成水平狀態(tài)，并擰緊隨真空泵供應的基螺栓，在擰緊螺母時不要用力過大，以防真空泵發(fā)生扭曲變形。

真空泵要用三通閥連接進氣管，以便真空泵能和大氣或者被抽容器相通，為防止金屬碎屑、電焊珠以及其他雜質混入，接管前要用錘子敲擊管路，或者將酸液灌入管路以清除。當真空泵運行時，在進氣管路上要安裝細網(wǎng)過濾器過濾雜物，且細網(wǎng)過濾器孔徑應小于0.5 mm。

在拆除井點系統(tǒng)之前，要將地下部分進行土方回填施工，并用砂或者土壤將空洞填實。

3.3防止危害鄰近建筑物、道路的措施

在布置井點時，要將降水井點立管布置于支護墻的內邊，支護墻起到擋水的作用，并且立管深度要足夠大，不能小于支護墻深。支護墻將基本封閉起來，使得井點只抽基坑內側水，對支護墻外側的水位基本上無影響。

降水曲線的控制要通過科學設計立管深度來確定。如果基坑附近區(qū)域無建筑物、道路和管線時，降水僅滿足基坑干燥就可以了，并且基坑地下水位小于1 m即可滿足要求；如果基坑附近區(qū)域有建筑物、道路和管線時，要適當減小立管埋深，只要不出現(xiàn)流砂就可以。

將抽水量或離心泵真空度控制在合理范圍內，當基坑開挖施工時，抽水量和離心泵真空度以最大功率運行；當墊層以及地下室底板施工完成后，將抽水量和離心泵真空度適當減小，通過控制井點有效抽吸深度來達到控制基坑外降水曲面的效果，此時應在基坑外側布置水位觀測井，以隨時觀測地下水位變化。

4　結語

大西海子水庫放水閘基礎工程采用“輕型井點”降水防止流砂的效果顯著，井點排水效果好，地下水水位明顯穩(wěn)定下降，基坑土壤始終保持干燥，有利于土方開挖和施工，縮小了開挖面積和施工工期；避免了地下水的涌動和地基層中的細砂顆粒吸出，防止流砂的發(fā)生，有效保護了地基土壤不受擾動和破壞，確保了基坑的安全。

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2016-03-08

孫展杰(1983-)，男，河南鄲城人，工程師，主要從事水利建設與管理方面的研究。

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