轻型井点降水技术在深基坑施工中的应用
【摘要】本文通过工程施工实践，针对特钢钛镍酸洗热处理及冷轧工程轻型井点降水过程中的事前控制、事中控制及事后控制三个阶段进行分析，提出了轻型井点降水施工的难点及解决的方法，对今后类似工况具有一定借鉴意义。
【关键词】轻型井点降水深基坑中应用
轻型井点降水是土方工程、地基工程与基础工程、给排水工程施工中的一项重要技术措施。它能降低地基中的水位，促使土体团结，提高地基强度；对处于天然地下水位以下基坑（槽）的施工，可以减少边坡土体侧向位移与沉降、稳定坡边、消除流沙及减少基底的隆起，提供比较干燥的施工条件。若降水效果好，则能有效提高砂土层的内摩擦角，增强边坡的稳定性。反之，则会引起边坡失稳，坑内产生流砂、管涌等现象，从而影响基坑的整体稳定和施工的正常进行。现就宝钢钛镍酸洗热处理及冷轧工程轻型井点降水施工过程出现的问题及解决方法进行分析，以供参考。
1 地质条件分析
本场地属长江三角洲入海口东南前缘滨海平原地貌，地形平坦。根据地质勘探资料，场地土层自上而下划分为地层编号①1杂填土,层厚3.46m； 地层编号②粉质粘土，层厚1.5m；地层编号③2砂质粉土,层厚3.26m；地层编号③3淤泥质粉质粘土，层厚4.27m。各层土因含水量高且具有高流塑性，
2分析基坑深度及降水条件，确定井点布置
2.1基底标高-3.5m～-6m（自然地面标高按-0.180m计）的基坑，采用一级轻型井点降水，基底标高超过-6m的基坑，采用二级轻型井点降水，基底标高超过-10m的基坑，采用深井降水。井点降水和明排水方案选择如下表：
序号 基础埋深 轻型井点降水 深井降水 明排水 基础部位 一级 二级
1 ≤-3.5m - - - √ 柱基础、较浅设备基础等
2 -3.5～-6.0m √ - - √ 光亮退火机组、清洗机组、纵切机组、修磨机组等的开卷机、卷取机基础、地下室等较深部位，电气室地下室部位，平整机组基础基坑部位
3 ≥-6.0m √ √ - √ 六辊轧机和二十辊轧机基础基坑部位等
4 ≥-10.0m - - √ - 纵切机组的活套基坑部位
2.2 井点平面布置
1区：酸洗机组在基坑周边设置一级轻型井点降水，井点管布置在-3.600m的位置，井点管间距为1.5m，井点管距土方边坡间距为1.0m,井点管长7.0m（含滤管）。先行开挖井点沟，宽2m，开挖时按1：1.2放坡。根据基坑降水量计算需要8套真空泵组。退火机组同酸洗机组一样在周边布置一级轻型井点降水，井点管布置在-3.600m的位置，井点管间距为1.5m，井点管距土方边坡间距为1.0m,井点管长7.0m。
2区：平整机组在基坑四周设置一级轻型井点降水，一级轻型井点从-2.5m平台沉设。井点数量为86根，设置抽水机组3套。
修磨机组在-6.3m基坑四周设一级轻型井点降水，一级轻型井点从-2.5m平台沉设。井点数量135根，设置抽水机组6套。
清洗机组由于最深基坑宽度约3.5m，因此在-7.83m和-6.78m处沿基坑长度方向设置单排，两个深基坑，井点数量40根，设置抽水机组2套。
光亮退火的3个-5.400m基坑不进行井点降水，因为该地段土质几乎都是杂质回填土，井点管无法施工，若要将该层杂质回填土（约至-3.500m）挖除后再实行降水，则此时距离坑底标高仅约为2.0m，没有必要降水。为了保证边坡的稳定性，按1：1.25进行放坡开挖，及时做好护坡措施（50mm厚C15素混凝土，土质较差部位增加一层钢丝网片），在坑底一侧挖一道700×500mm的排水沟，并设800×800mm集水井进行强排水，用潜水泵把水抽至地面排水系统。
六辊轧机基础位于主厂房冷轧跨2-23～2-26线之间，基础基坑长约40m，宽约32m，基底标高约为-10.7m、-9.7m、-7.7m，并与1＃冷轧机电气室地下室相连。
二十辊轧机基础位于主厂房冷轧跨2-11～2-14线之间，基础基坑长约58m，宽约26.3m，基底标高约为-7.20m、-5.5m，并与2＃冷轧机和修磨机组电气室地下室相连。
纵切机组基础位于主厂房精整成品跨2-11～2-13线之间，在基础的中间部位有一个活套坑，埋深约－11.3m，活套基坑工艺平面尺寸约为6×5m，其周围为纵切机组的设备浅基础及柱基础等
2.3 一级轻型井点施工
2.3.1工艺流程
放线定位→用导杆冲安装调试→成孔→沉井点管→回填沥料→安装集水
主管→连接井点管→锁泵→试运转→抽水。
2.3.2工艺原理
采用真空泵的真空吸水原理。真空动力设备采用JBJ-60真空泵,以真空动力为工作源.使井点内产生负压,将井点内水（地下水）吸出,从而达到降水目的。井点管选用φ50PVC管，干管选用φ100PVC管。
2.3.3施工顺序
1）定位放线,开挖沟槽处理障碍物、布设井点，沟槽深以挖到原土为宜，宽为2m。
2）采用3BL—9导杆式冲成孔法沉设井点。
3）进行井点系统安装锁泵后，调试抽水。
4）土方开挖前停止过渡井点运转，待设备基础底板混凝土浇注完，回填完后方可停止基坑周围的井点。
2.3.4降水方案
（1）退火机组及酸洗机组共采用12台套轻型井点降地下水位。基坑四周设置封闭的降水井点。酸洗机组图示位置设备过渡井点。
（2）井点管间距1.5m，井点管长7m(含1m长滤管)。
（3）井点高程布置在-3.6m的标高处。
（4）井点沉设采用3BL-9高压水冲孔法沉设，井管居中设置，沥料采用粗砂，填至井点沟下1m处粘土密封。
（5）井点安装完毕后，需进行试抽，检查有无渗漏，全面检查合格后方可正常运转。
（6）每套井点沉设完毕后，必须在48h内运转。
（7）轻型井点运转时真空度必须大于-0.05MPa，峰值必须大于-0.065MPa。
（8）井点运转情况及时间达不到要求时，不许进行土方开挖。
（9）运转期间必须认真做好日常的维护保养工作，严禁随意停泵。
（10）抽取的地下水要经过沉淀后方可排入下水管网。
（11）运转期间必须认真做好运转记录，每月上报一次。
（12）井点正常运转7d后，可以现行开挖表层土。如果下层土体干燥，具备开挖条件后可以继续向下开挖。
2.4井点正常运转保证措施
2.4.1井点正常运转后，每处降水点设置2名运转工24h巡视，发现问题及时处理。
2.4.2运转工包括管理人员要经常对井点的运转情况进行检查，通过井点管与干管连接处的钢丝加强管观察井点管是否出水，如长时间不出水则井点管为死井点。如发现死井点，则将井点管与干管分开，用高压水反冲井点管将堵塞井点管的物品冲出。反冲洗结束后，将井点管与干管联通，数分钟后则有地下水被吸出。如不出水则重复上述动作直至井点管通为止。
2.5加强质量通病预防、及时应对施工中出现的问题
2.5.1滤管淤积
①预防措施。滤管位量应设在渗流性较大的土层中；冲井点孔时，井点孔的直径不宜小于30cm，井身要直、圆，上下保持一致；井点孔深度应大于井点深度0.5m，严禁将井点管硬插人土中；砂滤料应符合规定要求，滤料应过筛，清除夹杂其中的泥块、杂草等垃圾；井点孔冲孔深度达到规定位置后，应将孔内泥水稀释；待井点管放入孔内后，应立即灌填砂滤料；回填砂滤料时，应园绕井点管四周均匀填入，使滤层厚度均等，填砂滤料的数量应满是规定要求；井点下沉结束后应及时检查井点渗水性能；当砂滤料在井点管周围灌人井孔时，应有泥浆水从井点管口冒出，或是将清水注人井点管内，水能很快下渗，则可认为这根井点管属于良好。如果水不下渗，则应立即处理。一套井点埋设后应及时试抽洗井。
②治理方法。井点孔直径太小、井深不够时，应重新扩大井孔孔径和加大孔深；对于井点管硬插人土中的，应拔出井点管，经重新冲孔加深，达到规定深度要求后再沉放下去；灌砂量不足的，应及时查清原因，采取措施提高其渗水性能。对于渗水性能很差的井点，应及时分析其原因，采取措施提高其渗水性能。听到排气缸体内发出撞击声后，应立即将气缸下面的放水旋塞开启，使气缸内的积水排出，排净积水后，将放水旋塞关闭；若撞击声仍连续不断，气缸下面旋塞不断有水排出，则停泵检查真空泵活塞与气缸末端留有的间隙状况等，待处理后不再有撞击声时，才可按规定操作顺序，重新开泵使用。
2.6升温过高
2.6.1预防措施。干式真空泵抽水机组开动前，必须对冷却水箱内灌满清水；冷却水泵、水箱及管路经保养后都完好，方可正式使用；真空泵运转期间，要经
常检查缸套温度状况，以确保设备运转正常。
2.6.2治理方法。发现真空泵活塞缸体温度升高很大时，若冷却水箱内无水，应立即加满清水，若因冷却水管堵塞或气水分离箱内泥砂等淤积使热交换失败，则用外面的冷却水来降温。
2.6井点出水量小，地下水位降深比预计浅得多
2.6.1预防措施。详见“滤管淤塞”的预防措施；滤清器、井点管及总管等管路在使用前应清除积存在内部的残存泥砂及垃圾等淤积物；塑料连接短管必须确保从井点管流向集水总管的过水断面积；需要开足的阀门必须开足，并加以确认。
2.6.2治理方法。滤清器被泥砂等积满淤塞，应关闭总闸阀迅速清除；对降水重要地段滤管淤塞的井点应拔出，洗清井点滤管后重新下沉井点，或在临近位置补打井点。
2.7局部地段出现流沙和险情
2.7.1预防措施。在水源补给较多一侧，加密井点间距，在基坑开挖期间禁止临近边坡挖沟积水；基坑附近禁止堆土堆料超载，并尽量避免机械振动过剧；抽出的地下水不得在附近回流入土中。
2.7.2治理方法。封堵地表裂缝，把地表水引至离基坑较远处，找出水源予以处理，必要时用水泥灌浆等措施填塞地下孔洞、裂缝；在失稳边坡一侧，增设抽水机组，以分担部分井点排水量，提高这一段井点管的抽吸能力；在有滑裂险情边坡附近卸载，避免边坡滑裂险情加剧，防止造成井点严重位移而产生的恶性循环。
2.8加强管理人员质量技术意识，提高过程控制力度
根据对现场地质条件的分析及对井点管、真空泵的检查，发现积水的地方普遍存在死井点及真空泵压力达不到要求值等情况，针对此情况，项目部采取了以下措施：
2.8.1加强对现场降水的质量监控，对发现降水效果不好或者漏气的及时整改。
2.8.2提高项目部专业公司领导的重视。
2.8.3对于开挖后出现流沙的地方，增加临时井点，让其与轻型井点联系在一起
2.8.4制定降水效果评比及奖罚制度，从而提高施工队人员的积极性与质量
责任感。
3.施工效果
设备基础底板施工后，就可以对其周边的井点进行拔除，在拔除1周内，对其周围土体加强了观察，如发现异常，立即采取措施，经过对十来个设备基础的观察，其降水效果普遍较好，未出现任何异常情况。
4.结语
实施深基坑降水的工程项目，不管其降排水方案多么周密、完善，在基坑土方开挖与支护的过程中，出现局部地质变异性大、局部流沙或涌水、积水的现象在所难免的，应充分考虑相应的应急预案及处理措施。同时降水方案的组织设计，在很大程度上也是决定深基坑降水施工是否成功的关键所在。
