辛建丽，金奇奇（.南京交通职业技术学院，路桥与港航工程学院，南京 88；.江苏佳宇建设工程有限公司，江苏 泰州 5500）

轻型井点降水法在深基坑中的应用

辛建丽1，金奇奇2
（1.南京交通职业技术学院，路桥与港航工程学院，南京 211188；2.江苏佳宇建设工程有限公司，江苏 泰州 225500）

轻型井点降水法作为保持基坑坑底和边坡稳定的一种关键手段, 已越来越受到重视。结合江苏省泰州市远东大道污水管道基坑开挖施工现场情况，确定试验段深基坑轻型井点降水方案，并依据降水方案进行降水施工，达到了预期的降水目标，为基坑施工提供了保障。这对深基坑降水施工工程具有一定的参考价值。

轻型井点降水；深基坑；井点管；地下水

0 引 言

在含水层或地下水位较高的地段进行基坑开挖施工时，往往需要同时解决支护与降水问题，特别是在沿河、沿江、沿海强透水地层中的基坑开挖，降水是其开挖施工的重要组成内容[1]。轻型井点降水法是目前土石方工程中人工降低地下水水位应用较为广泛的一种降水方法[2]。与其他井点降水系统相比较，轻型井点降水具有工艺占用空间小、工程造价低、工期短、施工便利等特点，特别适用于基坑面积不大、降低水位不深的工程。轻型井点降水结构如图1所示。本文结合工程实例，介绍轻型井点降水法在深基坑中的应用情况。

图1 轻型井点降水结构

1 工程概况

江苏省泰州市远东大道污水管道深基坑施工是轻型井点降水应用的典型案例。江苏省泰州市远东大道位于其高港临港经济园内，西起临河中沟段（K0+000），东至规划园东（K2+600.332），全长约2.6km，符合市政二级道路标准。根据本工程勘察报告显示，场地土可分为8层，其中淤泥质粉质粘土的揭示厚度在2.30～16.10m之间，地基承载力基本容许值为75kpa，工程的雨污管道埋深为1.9～6.4m。依据全线规划用地排水需求，污水管道设置于道路北侧、距离道路中线14m处，设计要求管底标高多数在-1.00m左右，原地面标高经测量得到多数在+3.79m左右。本工程地下水位高，且管道位于淤泥质粉质粘土层，当管道开挖H（管道埋深）≤5m时，采用1:1.5～1:1.75放坡系数开挖；当管道开挖H＞5m时，采用拉森4型钢板桩支护开挖断面。为避免大开挖，减小放坡系数，根据其远东大道基坑土的渗透系数及基坑所需要降低的水位深度要求[2]，全线采用轻型井点降水法以实现基坑降水目的。

2 轻型井点降水方案

采用轻型井点降水，首先应明确降低水位深度值，即降水目标；然后根据现场具体情况拟定初步降水方案。降水方案中的核心任务是井点管的高程布置和平面布置。高程布置是确定井点管埋置层面位置及埋置深度。平面布置是确定需要安设的井点管根数及间距。平面布置的确定通过以下步骤：一是计算出一定时间内基坑总涌水量Q；二是计算所选用的单根井点管吸抽水量q；三是利用Q/q得到井点管根数，同时根据现场情况及井点管布设形式确定井点管间距。

本工程的基坑开挖深度（原地面标高值-设计基坑底标高值）约为4.79m，虽未超过5m，但由于地质条件、周围环境和地下管线复杂，属于危险性较大的深基坑施工工程。其降水方案必须满足安全专项施工方案论证要求[3]。因此，选用100m（K1+120～K1+220）污水管道基坑作为试验段论证轻型井点降水方案。试验段高程见表1，其中原地面高程值和原地下水位高程值由现场测量得到。经测量地下水静水位为-2.00m，基坑底高程值可依据相关设计得出。土的渗透系数为5m/d，基坑开挖边坡采用1:1.75。地质勘查资料表明土层分布情况为：标高在-1.00m以上为亚粘土，-1.00m以下为粉粘土。

2.1 降水目标

明确在一定时间内，需要降低的地下水位深度值。这可依据（1）式计算得出。

需要降低的地下水位深度值=原地下水位高程值-降低后地下水位高程值 （1）

表1 试验段高程m

考虑现场施工条件并结合当地降水施工经验，本次降水时间确定为2昼夜即4 8h。根据设计要求，地下水位高程应低于基坑底高程0.5m。由表1相关高程数据可得出本次试验段降低后地下水位高程代表值为：-1.073-0.5=-1.573m。原地下水位高程代表值为+2.00m，故试验段需要降低的地下水位深度值=+2.00-（-1.573）=3.573m。该试验段降水目标为：在48h内，使得原地下水位高程由+2.00m降低至-1.573m，即需要降低地下水位深度为3.573m。

2.2 降水方案

在降水目标明确的前提下，拟定降水方案。高程布置是确定井点管设置的竖直标高，即需不需要开挖，若要开挖则开挖深度值是多少。平面布置是确定井点管布置的排数、井点管的个数。除满足降水目标要求外，具体确定时还要考虑施工可行性要求。

2.2.1 高程布置。由于目前常用井点管规格材料标准长度为6m，进行高程布置时，首先考虑不开挖，对6m井点管管长进行验证。

（1）管长验证。通过对井点管埋置深度的计算完成对井点管管长验证。若不开挖，在原地面标高处直接埋置井点管，则井点管的长度为其埋置深度H和地面以上预留长度之和。其计算公式[4]为：

其中，H为井点埋置深度值，h1为地下水位至基坑底高度，h2为地下水至集水总管高度；△h为降水后地下水至基坑底的安全距离高度（一般取0.5m），I为水力坡度（一般取0.1），L1为井点管中心线至基坑中心的水平距离，L为滤管长度（一般取0.8m）。

本工程应采用开挖方案。因为若不开挖，则h1为3.073m，h2为1.797m，△h取0.5m，I取0.1，L1经计算为8.2m，L取0.8m。依据（2）式可计算出不开挖情况下井点管的埋置深度为6.99m，大于现有井点管管长6 m。通过计算可知，若不开挖，现有6m井点管管长不能满足埋置深度6.99m的要求，故不开挖不可行。确定采用开挖方案后，本工程技术部根据现场施工条件并考虑到一定的安全储备问题，确定出初始开挖标高值为＋2.00m，即开挖至＋2.00m这一标高位置时，再进行井点管的竖向埋置。

（2）埋置深度。根据试验段基坑的平面形状和深度，选用两排布置形式，井点管直径选用50mm，布置时距基坑壁1.0m。竖向埋置时初始位置为所确定的初始开挖标高值＋2.00m。根据已知条件，利用（2）式可计算得出井点管的埋置深度H为5.693m。试验段轻型井点管的布设如图2所示。

图2 试验段轻型井点管的布设

2.2.2 平面布置。试验段轻型井点管的平面布置按布设两排考虑，如图3所示。平面布置的主要任务是在实现降水目标的前提下，确定试验段范围内需要安设的井点管根数及间距。

图3 试验段轻型井点管的平面布置

（1）井点管根数。井点管根数可通过Q/q计算得出。

a.基坑总涌水量Q计算。试验段地下水属于自由渗流，基坑总涌水量Q计算公式[4]为：

其中，K为渗透系数，按最不利情况由表2查得为5m/d；G为地下水位至不透水层的深度，查设计图纸得10.99m；R为抽水影响半径，可由（4）式计算得出；r0为矩形区域折算半径，可由（5）式计算得出；S为原地下水位至基坑坑底中心的深度，为3.073m。

矩形基坑的折算半径r0计算公式[4]为：

其中，C为基坑井点降水区域的长度值，试验段C取100m；B为基坑井点降水区域的宽度值，取双排井点管间的净宽度值为13.9m。依据（4）式计算出试验段矩形基坑的折算半径r0为21.03m。

抽水影响半径R计算公式[4]为：

其中，矩形基坑的折算半径r0为21.03m；K为基坑土的渗透系数，取值为5m/d；t为总抽水时间，取值为48h；G取值为10.99m；M为承压水含水厚度，根据基坑土的种类（见表2）得到M取值为0.125m。依据（5）式计算出试验段抽水影响半径R为44.418m。

将计算得到的折算半径r0为21.03m，抽水影响半径R为44.418m，并利用（3）式最后计算得出48h试验段基坑总涌水量Q为1 220.02m3。

b.单根井点管吸抽水量q计算。根据选用的井点管半径、井点滤管段长度及土的渗透系数，单根井点管吸抽水量q计算公式[4]为：

其中，r管为井点管半径，取值为0.025m；K取值为5m/d；L为滤管长度，取值为0.8m。根据（6）式计算得出单根井点管吸抽水量q为12.8m3。

c.井点管根数n计算。根据基坑总涌水量Q和单根井点管吸抽水量q，井点管根数n计算公式[4]为：

考虑项目井点管分两排对称布设，最终井点管总根数确定为96根，分两排布设，每排布设48根。

（2）井点管间距。井点管一般等间距布设，其间距D=井点管布置范围长度/（井点管根数-1）。试验段井点管布置范围单排长度为100m,每排布设48根井点管

3 轻型井点降水方案的组织实施

试验段轻型井点降水方案确定后，通过项目专业监理工程师审核，该方案能否最终实现降水目标需要通过组织实施及所达到的预期目标来验证。试验段轻型井点降水系统的平面布置如图4所示。

表2 K和M取值参考表

根据轻型井点降水方案，井点管采用双排等间距布设。每排分别设置两套真空抽水泵站与集水总管相连接，全段共设置4套泵站。泵站设置在最低处，集水总管的水流坡度按5‰设置。

3.1 施工准备

施工准备工作主要包括所需施工机具、材料的选择及准备和管路系统的连接。管路系统由井点管、过滤管、集水总管、主管、阀门等组成，并配有抽水设备。抽水设备由真空泵、离心泵和水气分离器等组成。

试验段井点管选用直径50mm、壁厚3mm的无缝钢管；过滤管选用直径50mm、壁厚3mm、长0.8m左右的无缝钢管或镀锌管；井点管和总管连接处选用透明管或胶皮管，用8号铅丝绑扎（应扎紧以防漏气）,并用透明薄塑料布绑扎连接处；抽水设备根据计算配备W5真空泵及机组配件和水箱；水枪选用直径50×5mm无缝钢管,下端焊接一个直径16mm的枪头喷嘴；高压水泵选用型号为100TSW-7高压离心泵，配备一个压力表，用作下井管。试验段采用粗砂作为灌填滤管用的砂滤料。

3.2 施工工艺

根据测量的原地面高程和基坑形式进行初步开挖，挖至初始高程，在距离边缘约1m处，布置井点吸水管的位置。整个施工过程严格遵守相关规定。试验段轻型井点降水施工工艺流程如图5所示。

在降水施工过程中，井点管、集水管管路连接是关键工序。管路连接安装完成后，应检查管路。按照GB50202—2002《建筑地基基础工程施工质量验收规范》[5]中井点验收标准，检查集水干管与井点管连接胶管的各个接头。在试抽水时观察是否有漏气现象，如果发现漏气应重新连接或用油腻子堵塞，重新拧紧胶管的铅丝，直至不漏气为止。

图5 试验段轻型井点降水施工工艺流程

另外，在正式运转抽水之前必须进行试抽，如发现漏水、漏气现象，应及时进行加固或采用黄泥封堵，因为漏气会影响整套系统的正常工作，影响整体降水效果。当抽水设备运转一切正常，整个抽水管路无漏气现象时，才可进行正常抽水作业。

4 结束语

根据确定的深基坑轻型井点降水方案，江苏省泰州市远东大道的施工单位严格按照降水方案要求，认真组织安排试验段轻型井点降水施工。在降水施工过程中，监理工程师全程参与，施工过程严格执行降水施工规范及标准。实施效果表明，在正常情况下经过48h的降水，地下水位便能达到基坑施工的作业要求，从而实现了预期的降水目标，确保了工程质量和施工安全。实践证明，轻型井点降水可行，符合工程实际，可用于指导深基坑降水施工作业。

[1]李志平，彭振斌，张伟.轻型井点降水在基坑工程中的应用[J].土工基础，2008(3):33-35.

[2]全国造价工程师执业职业资格考试培训教材编审组.建设工程技术与计量(土建工程部分)[M].北京:中国计划出版社，2009:135-136.

[3]全国一级建造师执业资格考试用书编写委员会.公路工程管理与实务[M].北京:中国建筑工业出版社，2011:292-293.

[4]张国联，王风池.土木工程施工[M].北京:中国建筑工业出版社，2004:9-11.

[5]上海市基础工程公司.GB 50202—2002建筑地基基础工程施工质量验收规范[S].北京:中国计划出版社，2002:56-58.

[责任编辑：黄淑森]

Application of Light Well Point Precipitation Method in Deep Foundation Pit

XIN Jianli1, JIN Qiqi2
(1.School of Bridge and Port Engineering, Nanjing Communications Institute of Technology, Nanjing, 211188, China; 2.Jiangsu Jia Yu Construction Engineering Co., Ltd., Taizhou, 225500, China)

Being an important means of keeping the stability of the foundation pit and the slope, the light well point precipitation draws more and more attention. In terms of the construction of Far East Avenue sewage pipeline excavation of Taizhou city, Jiangsu Province, the test deep foundation pit of light well point precipitation scheme is arranged and based on the scheme, the construction of precipitation is carried out and it has reached the expected target, which maintains the construction of foundation and is of certain reference for the construction of deep foundation pit precipitation

Light well point precipitation; Deep foundation pit; Well point pipe; Groundwater

TU46+3

A

1671-4326(2013)03-0058-04

2013-07-19

辛建丽（1976—），女，陕西宝鸡人，南京交通职业技术学院路桥与港航工程学院讲师，硕士；金奇奇（1990—），男，江苏淮安人，江苏佳宇建设工程有限公司助理工程师.