浅析轻型井点降水在粉土地基中的应用

　　一、轻型井点降水的应用原理

 

　　轻型井点是沿基坑附近每隔必定间隔埋入井点管至蓄水层内，使用抽水设备将地下水从井点管内不断抽出，使原有地下水降至坑底以下。在施工进程中要不断的抽水，直至施工结束。

 

　　轻型井点降水是指在需求处理的地基内然后设定必定数量的井点，再使用抽水机械设备从井中抽水。跟着很多的水被抽出，使井中构成一个负压，然后在土体中产生压差，空隙间的水压力向井点区转移，这时地基中水流向井中并被设备抽走。跟着这一进程渐渐开展，土体被挤压，进而达到强度添加的意图。轻型井点降水通常先用高压射水将外径为38-50mm、下端具有长约1.2-2.0m滤管的井管沉到需求的深度，并将井管的顶部用管路与真空泵相连，凭借真空泵的吸力，将地下水经过管路排出。井管间距视土质而定，通常0.8-2.0m，可安置成三角形或其他摆放方式。施工设备主要有真空泵、离心泵、水气分离器以及井点管路。

 

　　二、井点降水法的设计原则

 

　　井点系统的平面布置应根据基坑的平面形状、大小、需求降水深度、地下水流向和含水层渗透系数等来确定。通常情况下，基坑宽度小于10m，且降水深度不超越5m时，用单排井点布置在地下水上游；基坑比较大，宽度在大于10米的时候，土质比较差、当渗漏系数出现较大情况时，可以沿着基坑两边各布置一排井点；当基坑面积较大时，采用环形或多边形关闭布置。封闭形井点的转角处在每边不小于5m的范围内加密主管1/3至1/2。井点管距基坑壁不宜小于1.5m，井点主管的滤管应埋至抽吸深度以下0.5-1m处，以免进气。为了充分利用泵的抽吸才能，水泵轴心应与总管坚持齐平。

 

　　三、轻型井点降水的使用条件和优缺点

 

　　以加固为目的的井点系统还没有形成一套完整的理论和方法，一般只能借用以输水为目的的一些设计办法。在使用中是依据水位的下降深度来确定设计抽水量，再根据工程设计的需要来加固一定范围内的井点系统，并在平面上布置形状、尺寸及一些其它的设计目标，可是不少的过程只能是理论分析，可以多学习一些成功的案例，总结经验。

 

　　在实践的工程施工中最根本的，是能够使地下水位下降，这样可以有效地形成持续稳定的曲线，稳定土壁（斜度陡缓），使得土壤疏干，增强其抗剪强度；在增大地基强度方面，使之不容易发生拱起、泉眼或许管涌等现象；因为基坑边坡的放缓，造成挖方量以及回填土量都得到了削减，从而降低了工程运转强度，在同时也降低了支撑的要求；最后，也更加有利于在建设过程中的天然降水或者渗水的疏导。

 

　　在河槽等的期限挖土施工及后期回填土的过程中，轻型井点降水的施工具有的特点如下：设备操作、管理都比较简单，这样就会减少了工程挖土及回填土过程中的工程量，从而提高资源利用率；并且，开挖好的基坑，坑内没有水，工程环境较好，便利以后各项施工的开展，大大地提高了一些后续工程的施工工序，提高了基坑的承载才能，降低了工程过程中的隐患；在软土的路基中，地下水通常较为丰厚，使用这种点降水的工程技能可以获得较为显著的施工作用。所以，这一技能的开展加快了今天的道桥设计范畴领域的开展。

 

　　四、轻型井点降水设计与计算

 

　　1、工程实例

 

　　拟建场地位于江苏省金坛市经济开发区，具体位X240省道（金触路）以西，柘荡河南侧，丹金潥漕河东侧，环圆北路，本工程±0.000，相对于黄海高程5.70m，根据建设单位提供的信息，现状自然地坪整平标高取黄海5.0m。雨水池基底标高为黄海-0.2，挖深为5.2m。由于该地质均为粉砂土，基础施工基坑开挖困难，会发生塌方以及流沙的可能性比较大，必须采取有效降水措施，保证工程顺利实施。

 

　　2、降水参数确定

 

　　轻型井点降水影响参数主要有土层渗透系数K，施工需求下降的地下水位深度H和基坑开挖需求下降水位的操控面积F。渗透系数K取值，依照钻探试验报告供给数值选用，无专门钻探材料时，参考其他试验材料或依据经历断定，如工程规模较大可现场做试验断定。假如砂层改变不大，取一致值，如砂层改变较大可取砂层厚度的加权平均值。本工程规划小没有专门钻探材料且土质较均匀，参照邻近工程钻探数据，本地地下水位为26.0m左右（黄河高程系），不透水层高程平均在15.0m左右，土壤渗透系数K值为5m/天。

 

　　3、井点平面布置

 

　　根据基坑开挖形状和尺寸布置井点管，尽量安置成环状封闭，不留漏洞。因为护底护坡是在开挖好的河道内施工，河道断面较大，如井点管安置在河口，宽度会太大，降水达不到设计需求。依据以往经验，将井点管安置在河坡上，顶部高程与地下水位同高方位，为确保降水作用，选用分部施工办法，先施工底部受地下水影响部分，上部先不施工，确保井点管距坑壁至少1m，以避免漏气。

 

　　4、高程布置

 

　　轻型井点降水深度考虑各种损失后一般不超过6m，在安置井点管时应思考井点管规范长度及显露地上高度。核算埋深公式：

 

　　H≥H1+h+IL

 

　　式中H1——井点管埋置面至基坑底面间隔，按规划为2.5m；

 

　　h——基底至下降后的地下水位线间隔，取1m；

 

　　I——水力坡降，环形井点取1/10；

 

　　L——井点管至基坑基地水平间隔为12.5m；

 

　　5、涌水量计算

 

　　本地区地下水为无压潜水，含水层较厚，井底达不到不透水层，基坑长宽比小于5，按无压非完整井计算涌水量，公式如下：

 

　　式中k———渗透系数，参照附近工地试验资料，取k=5m/天；

 

　　H0———抽水影响深度，根据井点管内水位降低深度S'和滤管长度L比值确定。

 

　　6、井点数量与井距确定

 

　　井距和井点管数量由总涌水量和单根井点管出水量决定，单根井管出水量计算公式为

 

　　式中d———滤管直径50mm，滤管长度L=1000mm，根数确定后，即可根据平面尺寸来确定井点间距D。D=110/54=2.0m。根据使用经验，转角处降水速度较慢，实际施工布置时，在总管转角处井点管适当加密。实际安装井点管62根，采用两台套抽水设备，每台控制31根井点管。

 

　　7、抽水设备选配

 

　　本工程总管较长，为确保降水作用，决定选用两台套抽水设备同时降水，本工程总管长为110m，每台真空泵担负55m，选用W5型干式真空泵。最低真空度hk=10×（5.0+1.5）=65kPa抽水泵选用目标为水泵流量和扬程，挑选的水泵流量要比基坑涌水量大10%-20%，因为本基坑尺度较大，为确保抽水作用，选用2套抽水设备，每套担任27根井点管（总管长55m）。挑选的水泵扬程要大于或等于井点处降水深度加上各项水头丢失，其间水头丢失数值，取1-1.5m，由以上两个目标选用抽水设备。

 

　　水泵所需的流量Q1=1.1×833.4/2=458.37m3/天=19.1m3/h

 

　　水泵的吸水扬程Hs=5.0+1=6m根据扬程和流量选用2B19型离心泵，其流量为11-25m3/h，吸水扬程为8m，满足需要。

 

　　五、结束语

 

　　轻型井点降水的应用形式丰富多样，灵活的掌握与应用这一工程施工技术，可使在未来的建设施工中以最小的经济投资，获得最大的效益，以保持在同行业中的领先地位，在加快国家经济发展的同时，节省资源与劳动力。

 

　　参考文献

 

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　　[5]苏学清，齐之龙，郝玉生，卢玉南.基坑降水中几个值得注意的问题[J].勘察科学技术，1999（2）.