土方工程施工方案：降水措施（1）

——排水与降水措施

2降水措施

一、各种井点的选用

在地下水位以下的含水丰富的土层中开挖大面积基坑时，采用一般的明沟排水方法，常会遇到大量地下涌水，难以排干；当遇粉、细砂层时，还会出现严重的翻浆、冒泥、流砂现象，不仅使基坑无法挖深，而且还会造成大量水土流失，使边坡失稳或附近地面出现塌陷，严重时还会影响邻近建筑物的安全。当遇有此种情况出现，一般应采用人工降低地下水位的方法施工。

人工降低地下水位，常用的各种井点排水方法，它是在基坑开挖前，沿开挖基坑的四周、或一侧、二侧埋设一定数量深于坑底的井点滤水管或管井，以总管连接或直接与抽水设备连接从中抽水，使地下水位降落到基坑底0.5~1.0m以下，以便在无水干燥的条件下开挖土方和进行基础施工，不但可避免大量涌水、冒泥、翻浆，而且在粉细砂、粉土地层中开挖基坑时，采用井点法降低地下水位，可防止流砂现象的发生；同时由于土中水分排除后，动水压力减少或消除，大大提高了边坡的稳定性，边坡可放陡，可减少土方开挖量；此外由于渗流向下，动水压力加强重力，增加土颗粒间的压力使坑底土层更为密实，改善了土的性质；而且，井点降水可大大改善施工操作条件，提高工效，加快工程进度。但井点降水设备一次性投资较高，运转费用较大，施工中应合格理地布置和适当地安排工期，以减少作业时间，降低排水费用。

井点降水方法的种类有：单层轻型井点、多层轻型井点、喷射井点、电渗井点、管井井点、深井井点、无砂混凝土管井点以及小沉井井点等。可根据土的种类，透水层位置，厚度，土层的渗透系数，水的补给源，井点布置形式，要求降水深度，邻近建筑、管线情况，工程特点，场地及设备条件以及施工技术水平等情况，作出技术经济和节能比较后确定，选用一种或两种，或井点与明排综合使用。

各种井点的适用范围表-1

项次井点类别土层渗透系数（m/d）降低水位深度（m）

1单层轻型井点0.5~506~12

2多层轻型井点0.5~508~20

3喷射井点0.1~2根据选用的井点确定

4电渗井点<0.13~5

5管井井点20~200>15

6深井井点5~2503~6

注：无砂混凝土管井点、小沉井井点适于土层渗透系数10~250m/d，降水深度5~10m。

轻型井点

轻型井点系在基坑的四周或一侧埋设井点管深入含水层内，井点管的上端通过连接弯管与集水管连接，集水总管再与真空泵和离心水泵相连，启动抽水设备，地下水便在真空泵吸力的作用下，经滤水管进入井点管和集水总管，排除空气后，由离心水泵的排水管排出，使地下水位降到基坑底以下。本法具有机具简单，使用灵活，装拆方便，降水效果好，可防止流砂现象发生，提高边坡稳定，费用较低等优点；但需配置一套井点设备。适于渗透系数为0.1~50m/d的土以及土层中含有大量的细砂和粉砂的土或明沟排水易引起流砂、坍方等情况使用。

主要机具设备

轻型井点系统主要机具设备由井点管、连接管、集水总管及抽水设备等组成。

井点管

用直径38~55mm的钢管（或镀锌钢管），长度5~10m，管下端配有滤管和管尖。滤管直径常与井点管相同。长度不小于含水层厚度的三分之二，一般为0.9~1.7m。管壁上呈梅花形钻直径为10~18mm的孔，管壁外包两层滤网，内层为细滤网，采用网眼30~50孔/cm2

的黄铜丝布、生丝布或尼龙丝布；外层为粗滤网，采用网眼3~10孔/cm2的铁丝布或尼龙丝布或棕树皮。为避免滤孔淤塞，在管壁与滤网间用铁丝绕成螺旋装隔开，滤网外面再围一层8号粗铁丝保护层。滤管下端放一个锥形的铸铁头，井点管的上端用弯管与总管相连。

（2）连接管与集水总管

连接管用塑料透明管、胶皮管或钢管制成，直径为38~55mm。每个连接管均宜装成阀门、以便检修节点。集水总管一般用直径为75~100mm的钢管分节连接，每节长4m，一般每隔0.8~1.6m设一个连接井点管的接头。

（3）抽水设备

轻型井点根据抽水机组类型不同，分为真空泵轻型井点、射流泵轻型井点和隔膜泵轻型井点三种。真空泵轻型井点设备由真空泵一台、离心式水泵二台（一台备用）和气水分离器一台组成一套抽水机组。射流泵轻型井点设备由离心水泵、射流器（射流泵）水箱等组成。隔膜泵轻型井点分真空型、压力型和真空压力型三种。前二者真空泵、隔膜泵、气液分离器等组成；真空压力型隔膜泵则兼有前二者特性，可一机代三机。

井点布置

井点布置应根据基坑平面形状与大小、地质和水文情况、工程性质、降水深度等而定。当基坑（槽）宽度小于6m,且降水深度不超过6m，可采用单排井点，布置在地下水上游一侧，当基坑（槽）宽度大于6m，或土质不良，渗透系数较大时，宜采用双排井点，布置在基坑（槽）的两侧；当基坑面积较大时，宜采用环形井点，挖土运输设备出入道可不封闭，间距可达4m，一般留在地下水下游方向。井点管距坑壁不应小于1.0~1.5m，距离太小，易漏气，大大增加了井点数量。间距一般为0.8~1.6m。集水总管标高宜尽量接近地下水位线并沿抽水水流方向有0.25%~0.5%m的上仰坡度，水泵轴心与总管齐平。井点管的入土深度应根据降水深度及储水层所有位置决定，但必须将滤水管埋入含水层内，并且比挖基坑（沟、槽）底深0.9~1.2m，井点管的埋置深度亦可按公式计算。

井点施工工艺程序

放线定位--﹥铺设总管--﹥冲孔--﹥安装井点管、填砂砾滤料、上部填粘土密封--﹥用弯联管将井点管与总管接通--﹥安装抽水设备与总管连通--﹥安装集水箱和排水管--﹥开动真空泵排气、再开动离心水泵抽水--﹥测量观测井中地下水位变化。

井点管埋设

井点管埋设方法，可根据土质情况、场地和施工条件，选择适用的成孔机具和方法。其工艺方法基本都是用高压水冲刷土体，用冲管扰动土体助冲，将土层冲成园孔后埋设井点管，只是冲管构造有所不同。

所有井点管在地面以下0.5~1.0m的深度，内粘土填实，以防止漏气。井点管埋设完毕，应接通总管与抽水设备，接头要严密，并进行试抽水，检查有无漏气、淤塞等情况，出水是否正常，如有异常情况，应检修好方可使用。

井点管使用

井点使用时，应保证连续不断地抽水，并备用双电源，以防断电。一般在抽水3~5d后水位降落漏斗基本趋于稳定。正常出水规律是"先大后小，先混后清"。如不上水，或水一直较混，或出现清后又混等情况，应立即检查纠正。真空度是判断井点系统良好与否的尺度，应经常观测，一般不低于55.3~66.7kpa，如真空度不够，通常是由于管路漏气，应及时修好。井点管淤塞，可通过听管内水流声；手扶管壁感动振；夏季时期手模管子冷热、潮干等简便方法进行检查。如井点管淤塞太多，严重影响降水效果时，应逐个用高压反冲洗井点管或拔出重新埋设。

地下构筑物竣工并进行回填土后，方可拆除井点系统，拔出可借助于倒链或杠杆式起重机，所留孔洞用砂或土堵塞。对地基有防渗要求时，地面下2m应用粘土填实。

井点降水时，应对水位降低区域内的建筑物进行沉陷观测，发现沉陷或水平位移过大时，应及时采取防护技术措施。

喷射井点

喷射井点降水是在井点管内部装设特制的喷射器，用高压水泵或空气压力缩机通过井点管中的内管向喷射器输入高压水（喷水井点）或压缩空气（喷气井点）形成水气射流，将地下水经井点外管与内管之间的间隙抽出排走。本法设备较简单，排水深度大，可达8~20m，比多层轻型井点降水设备少，基坑土方开挖量少，施工快，费用低。适于基坑开挖较深、降水深度大于6m、土渗透系数为3~50m/d的砂土或渗透系数0.1~3m/d的粉砂、淤泥质土、粉质粘土中使用。

井点设备

喷射井点根据其工作时使用的喷射介质的不同，分为喷水点和喷气井点两种。其主要设备由喷射井管、高压水泵（或空气压缩机）和管路系统组成。

井点布置

喷射井点管的布置与井点管的埋设方法和要求与轻型井点基本相同。基坑面积较大时，采用环形布置；基坑宽度小于10m,采用单线型布置；大于10m时作双排布置。喷射井管间距一般为2~3.5m；采用环形布置，进出口（道路）处的井点间距为5~7m。冲孔直径为400~600mm，深度比滤管底深1m以上。

施工工艺程序

设置泵房，安装进、排水总管;水冲法或钻孔法成井t;安装喷射井点管、填滤料;接通进水、排水总管，并与高压水泵或空气压缩机接通t;将各井点管的外管管口与排水管接通，并通到循环水箱;启动高压水泵或空气压缩机抽取地下水;用离心泵排除循环水箱中多余的水;测量观测井中地下水位。

井点埋设与使用

安装前应对喷射井点管逐根冲洗，检查完好始可使用。井点管埋设宜用套管冲枪（或钻机）成孔，加水及压缩空气排泥，当套管内含泥量经测定小于5%时才下井管及灌砂，然后再将套管拔起。下井管时水泵应先开始运转，以便每下好一根井管，并测定真空度，待井管出水变清后为止，地面测定真空度不宜小于93.3kpa。全部井点管沉设完毕后，再接通回水总管，全面试抽，然后让工作水循环进行正式工作。各套进水总管均应用阀门隔开，各套回水总管应分开。

使用时开泵压力要小些（小于0.3mpa），以后再逐渐正常。抽水时如发现井管周围有泛砂冒水现象，应立即关闭井点管进行检修。工作水应保持清洁，试抽2d后应更换清水，以减轻工作水对喷嘴及水泵叶轮等的磨损，一般经7d左右即可稳定，开始挖土。

喷射井点计算

喷射井点的涌水量计算及确定井点管数量与间距、抽水设备等均与轻型井点计算相同。水泵工作水需用压力按下式计算：

P=P0/a

式中P--水泵工作水头压力（m）；

P0--扬水高度（m），即水箱至井管底部的总高度；

a--扬水高度与喷嘴前面工作水头之比。

混合室直径一般取14mm；喷嘴直径一般取6.5mm.。

电渗井点

在饱和粘性土中，特别是在淤泥和淤泥质粘土中，由于土的渗透系数很小（小于0.1m/d），使用重力或真空作用的一般轻型井点降水，效果很差，此时宜采用电渗井点排水。它是利用粘性土中的电渗现象和电泳特性，使粘性土空隙中的水流动加快，起到一定的疏干作用，从而使软土基排水效率得到提高。本法一般与轻型井点或喷射井点结合使用，效果较好，除有与一般井点相同的优点（如设备简单、施工方便、效果显著等）外，还可用于渗透系数很小（0.1~0.02m/d）的粘土和淤泥中，效果良好。同时与电渗一起产生的电泳作用，能使阳极周围土体加密，并可防止粘土颗粒淤塞井点管的过滤网，保证井点正常抽水；另外，比轻型井点增加的费用甚微（平均每立方米土方增加电渗费0.5~1.0元）。

井点设备及布置

电渗排水是利用井点管（轻型井点或喷射井点管）本身作阴极，沿基坑（槽、沟）外围布置；用钢管（直径50~70mm.）或钢筋（直径25mm以上）作阳极，埋设在井点管环圈内侧1.25mm处，外露在地面上约20~40cm，其入土深度应比井点管深50cm，以保证水位能降到所要求的深度。阴阳极本身的间距，采用轻型井点作阳极一般为0.8~1.0m;采用喷射井点时为1.2~1.5m，并成平行交错排列，阴阳极的数量宜相等，必要时阳极数量可多于阴极数量。阴、阴极分别用BX型铜芯橡皮线或扁钢、钢筋等连成通路，并分别接到直流通发电机的相应电极上。一般常用功率为9.6~55Kw的直流电焊机代替直流发电机使用。需用直流电焊机功率可按下式计算：

P=UJT/1000

式中P--电焊机功率（KW）；

U--电渗电压，一般为45--65V；

J--电流密度，宜为0.1~1A/m2

F--电渗面积(m2),F=H.L；

H--导电深度(m)；

L--井点周长(m)。

当通电后，应用电压比降使带负电荷的土粒向阳极方向移动（即电泳作用）。带电荷的孔隙水则向阴极方向集中产生电渗现象，而在电渗与真空的双重作用下，强制粘土中的水从向外流入井点管附近积集，由井点快速排除，使井点管能保持连续抽水，地下水位逐渐下降；而电极间的土层则形成电围幕，由于电场作用而阻止地下水从四周流入坑内。