新型真空泵輕型井點降水組合法的研究應用

馬軍堯

【摘 要】井點降水對處于地下水位以下施工的基坑有消除流砂、穩定邊坡的作用，能為基礎施工提供干作業的施工條件。通過對新型真空泵輕型井點降水組合法的研究，文中新型真空泵輕型井點降水組合法在該工程中成功應用，該降水方法的主要特點是采用了新型的PP-R管作為井點管，采用真空泵搭配7.5KW高速電機作為抽水設備，選用高壓式離心泵作為沖孔設備，快速有效地降低了地下水位，保證了工程的順利施工，為類似工程的施工積累了一系列經驗。

【關鍵詞】新型；真空泵；輕型；井點；降水

0 工程概況

工程為開封市某化工廠二期工程，根據工程挖土深度并減少降水成本，本方案考慮選用環形輕型井點降水。工程基坑長約200m，寬約50m，面積約10000平方米，基礎挖深約現狀自然地坪以下約2.7m。本工程地質條件第一層為粉質粘土厚約0.6m，第二層為細砂粉土，含水率57.5%，地下水位距地表0.7-1m。

1 確定方案

本工程基坑面積較大，地下水位較高，土質為粉質粘土和細沙含水率極高，如果降水不到位，開挖后會造成發生流砂、管涌現象、坑底回彈隆起和塌方等不良現象，危及基坑安全，為此我們結合實際情況進行分析，采用傳統的基坑降水（排水溝排水、集水井集水、污水泵抽水）的方法時需挖至設計基底標高以下才能進行抽水，且在本工程地質條件下易塌方，采用污水泵進行抽水時需專人盯班作業，操作復雜，安全系數低，人工費機械費高。而采用新型真空泵搭配7.5KW高速電機同采用PP-R管材的輕型井點降水組合法在基坑土方開挖前即可進行降水，很容易降低淺層水的地下水位，降低土體的含水率，提高土體的抗剪強度和穩定性，防止發生流砂、管涌、坑底回彈隆起和塌方現象[1]。

選用高壓式離心泵作為沖孔設備，可以加快沖孔速度，防止了因成孔時間過長造成的塌孔現象。

采用新型的PP-R管作為井點管，可以節約成本，另外該種管材重量較輕操作方便，加工、安裝較鋼管簡單。

采用真空泵搭配7.5KW高速電機作為抽水設備，大大提高了抽水速度。

2 施工工藝

2.1 施工準備

2.1.1 施工機具

1）井點管：用直徑？椎32的新型管材（PP-R管材），每根長約4.0m，下端裝1.0～1.2m長的濾管。

2）連接管：用40mm的透明塑料管與集水總管連接。

3）集水總管：用直徑？椎76mm的鋼管或HDPE管材分段連接，每節長4.0～6.0m。每隔1.5m設一個連接井點管的接頭。

4）選用真空泵搭配7.5KW高速電機。

5）沖孔設備：選用高壓式離心泵。

6）井點設備配電柜：均按國家現行標準及建設單位要求配置。

2.1.2 材料：粗砂與豆石，不得采用中砂，以防堵塞慮管網眼。

2.1.3 技術準備

詳細查閱工程地質勘察報告，了解工程地質情況，分析降水過程中可能出現的技術問題和采取的對策。沖孔設備與抽水設備檢查。

2.2 工藝流程

確定井點降水的形狀（環形）—測量放線—挖井點溝槽—沖孔—下設吸水井點管—灌填粗砂濾料—鋪設集合水管—連接集合水管與井點管—安裝抽水設備—試抽與檢查—正式抽水—基礎施工完后撤離井管。

2.3 井點降水施工技術[2]的實施

2.3.1 確定井點的布置形狀為環形：考慮工程位置，對照地質資料，為確?；娱_挖質量，在土方開挖之前依次安裝井點設備。

2.3.2 測量放線，挖溝槽

按確定的井點布置形狀，放出土建基礎線后，考慮到現場土質情況，為方便安裝井點管，應用挖掘機開挖需布置井點管位置的溝槽（挖至原土），井點管位置距基礎施工邊線不小1.5m。（距離過小則不利于形成真空）

2.3.3 沖孔、埋設井點管、灌填粗砂濾料、沖洗井管

將水槍對準井點位置，啟動高壓水泵，水壓控制在0.4～0.8MPa，在水槍高壓水射流沖擊下水槍開始下沉，沖孔到底標高后，再將水槍上提1m，再沖孔一遍后成孔（擴大井點濾層用）。沖擊孔的成孔直徑應達到300，保證管壁與井點管之間有一定間隙，以便于填充砂石，沖孔深度應比濾管設計安置深度低500mm以上，以防止沖擊套管提升拔出時部分土塌落，并使濾管底部存有足夠的砂石。

井點管埋設之前，用布頭或麻絲塞住管口，以免埋設時雜物掉入關內。井孔沖成后，立即拔出沖管，插入井點管，在井點管與孔壁之間根據現場情況選擇性執行回填粗砂濾層，以防孔壁塌土。

每根井點管埋設后，將Φ15mm的膠管插入井點管底部進行注水清洗，直到流出清水為止，避免出現“死井”。并應及時檢驗滲水性能，向管內灌水時，很快下滲方為合格。

2.3.4 敷設集合水總管、連接抽水設備

敷設集合水總管前，必須對集合水總管進行清洗，對其它部件進行檢查清洗。井點管與集合水總管之間用橡膠軟管連接，并用塑料薄膜綁牢（處理方便），確保其密閉性。最后安裝抽水設備。主管路的流水坡度按坡向泵房5‰的坡度并用磚將主干管墊好。并作好冬季降水防凍保溫。

2.3.5 進行試抽、檢查

井點系統安裝完，及時試抽，并檢查接頭質量、井點出水狀況和抽水機械運轉情況等，如發現漏氣和死井，應立即處理。每套機組所能帶動的集合水管總長度必須嚴格按機組功率及試抽確定。試抽合格后，井點孔口到地面下1m的深度范圍內，用粘土填塞嚴密，以防漏氣。

2.3.6 正式抽水：當抽水設備運轉一切正常后，整個抽水管路無漏氣現象，可以投入正常抽水作業。開始抽水后一般不應停抽、時抽時止，濾網易堵塞，也易抽出土粒，并引起附近建筑物由于土粒流失而沉降開裂。正常排水應是細水長流，出水澄清（出水規律應先大后小，先渾后清）。設置監測孔，派專人監測水位，發現情況及時上報。并做好井點降水施工記錄。開機后一個星期后將形成地下降水漏斗，并趨向穩定，土方工程可在降水10d后開挖。

2.3.7 撤離井管，待土建基礎進度至±0m以上，且地下部分混凝土凝固、模板拆除、土方回填完畢后本次降水工程結束。

2.4 注意事項

2.4.1 本次井點設備的布置應考慮預留施工通道，以方便設備及材料的出入。

2.4.2 為保證過路的排水管道不被施工車輛碾壓，因此挖溝將管放置地下，并加以套管保護。

2.4.3 當施工中遇到基坑內明水較多時，采取潛水泵直接抽取或利用井點管敷設槽底的方法進行抽取。

2.5 成品保護

2.5.1 井點成孔后，應立即下井點管并填入濾料，以防塌孔。

2.5.2 井點管埋設后，管口要用木塞堵住，以防異物掉入管內堵塞。

2.5.3 井點使用應保持連續抽水，并設備用電源，以避免泥渣沉淀淤管。

2.5.4 冬期施工，井點聯結總管上要覆蓋保溫材料，或回填30cm厚以上干松土，以防凍壞管道。

3 效益分析

新型真空泵輕型井點降水組合法摒棄了傳統工藝施工速度慢，施工成本高，施工工藝復雜，延誤工期等缺點。在采用了合理的真空泵輕型井點降水組合法后，很快降低淺層水的地下水位，降低了土體的含水率，提高了土體的抗剪強度和穩定性，防止了流砂、管涌現象、坑底回彈隆起和塌方的發生。不但大大節約了人工費和機械費，而且縮短了工期，為項目節約了大量成本，在建筑施工中取得了良好的經濟效益、安全效益和社會效益，為公司發展做出了應有的貢獻。

【參考文獻】

[1]江正榮.建筑地基與基礎施工手冊[M].2版.中國建筑工業出版社，2005（5）.

[2]宋功業.井點降水施工技術與質量控制[M].1版.中國電力出版社，2014（1）.